H39基于51单片机自动灌装系统，用AT89C51控制传送带与灌装两个执行器：LCD1602显示设定瓶数与实际计数，五按键设定0~255，确认后继电器驱动送瓶。数量检测到位即停带开灌装，装满触发后关阀续送，构成四步工序循环，够数自动停机并蜂鸣提示。

01 设计任务

功能介绍：

使用51单片机设计一个自动灌装系统，LCD1602 显示设定值与实际计数，传送带 + 灌装两个执行器协同工作，要求如下：

1、参数设定：五个按键"设置/增加/减少/确认"，设定需要灌装的瓶数（0~255），LCD 第一行显示设定值、第二行显示实际计数；

2、传送带运行：确认后传送带电机启动，继电器吸合带动模拟传送带送瓶；

3、到位停带 + 灌装：数量检测到瓶子到位，立即停带并打开灌装执行器（仿真用红色 LED 指示）；

4、装满检测续行：灌装完成（装满检测触发）后关闭灌装、传送带重新启动，进入下一瓶；

5、够数收工：计数达到设定值自动停机，蜂鸣器响约 0.5 秒提示完成。

 特别注意：前面 H26（汽车里程）、H30（传送带计数）、H31（带存储传送带计数器）都是"测"——数了多少、跑了多远；这一篇是"控"——数到几个就执行什么动作。它有两个执行器（传送带电机、灌装设备）和两个检测信号（到位、装满），本质上是一个四步循环的工序状态机。看懂 moto_control() 那二十几行，工业流水线的控制逻辑就入门了。

02 硬件：两个检测、两个执行器

先把引脚关系理清楚，这张图上的器件比前几篇都多：

检测输入（两个按钮模拟传感器）

执行输出（两个）

人机界面

· LCD1602：数据口 P0（配 RP1 排阻上拉），RS/RW/E 接 P2.0~P2.2；

· 五个按键：设置 P3.0、增加 P3.1、减少 P3.2、确认 P3.3；

· 蜂鸣器：P1.7 → R11 1K → Q1（NPN）→ 模拟警铃。

两个细节值得单独说：

一是继电器用 PNP 驱动。 P3.6 输出低电平时 Q2 导通、继电器吸合——所以程序里 #define ON 0 / OFF 1，MOTO=OFF 才是停。这种"低电平有效"的写法必须靠宏名把极性遮住，否则后面读代码的人会被 MOTO=1 到底是开还是停搞晕。这个习惯在 H35、H36 都强调过，工业控制里尤其重要。

二是灌装用 LED 模拟。 真实设备的灌装阀是电磁阀，仿真里一个 LED 就够了——重点是时序：停带 → 开阀 → 装满 → 关阀 → 启动传送带。LED 亮灭就是阀的开闭，看仿真时盯着那盏红灯的节奏，就知道程序有没有写对。

03 五个标志位，一个工序状态机

这份程序的全部"记忆"都在五个 bit 变量里：

五个位变量各管一件事：设定模式标志表示正在改参数；装满标志是定义了但全程没用上的空位；到位标志表示瓶子已经停在灌装位；启动标志表示确认后系统正在跑；蜂鸣器标志表示任务做完了要响一声。几个按键分别负责置位、清零这些标志，主循环再靠它们判断该走哪一步。

对照按键就明白每个的职责：

· 设置键：set_flag=1，同时 start_flag=0——进入设定模式并停掉运行，防止边改参数边跑；

· 增加/减少键：只在 set_flag 为真时生效，Set_num 在 0~255 之间循环；

· 确认键：set_flag=0、Count_num=0、start_flag=1——退出设定、计数清零、系统开跑。"确认"这个动作顺手把计数器归零了，所以每次重新确认都是一轮新的生产任务，不用另外按清零键。

真正干活的是 moto_control()，它每轮主循环都跑一遍，是一个三层判断的工序状态机：

第一层：够数了吗？

到达设定值后的处理是这样走的：先把传送带停掉，再判断设定值是否为 0——为 0 就直接收工、不再做最后一瓶，避免「设定 0 瓶却仍然打开灌装阀」的荒唐动作；设定值非 0 时打开灌装，等装满信号到来才关灌装、清掉到位标志、结束本轮任务，并置起蜂鸣器标志响一声。

这里有个防呆守卫：if(Set_num)。如果设定值是 0，按确认后直接停机、不灌装——否则会出现"设定 0 瓶，但流程还是会打开灌装阀"的荒唐动作。参数为 0 时要有单独的守门条件，这个习惯在 H29（设定 0 分钟按开始无效）也提过。

第二层：没够数，瓶子到位了吗？

到位标志为真就停带、开灌装，等装满信号到来后关灌装、清到位标志、恢复启动标志准备下一瓶；到位标志为假说明瓶子还没送到，传送带保持运行继续送。

第三层：都没触发——MOTO=ON，传送带继续送。

传送带运行、瓶子到位触发数量检测、停带、开灌装、装满检测触发、关灌装、传送带重新启动，如此循环，直到计数等于设定值才整体停机。

注意 check_arrive_flag 的清除时机：它在"装满"之后才清，而不是在"停带"之后清。为什么？因为停带之后程序还要靠这个标志维持"正在灌装"的认知——如果停带就清标志，下一轮循环会认为"没到位"，直接把传送带又开起来，灌装阀还没开完就被打断。这类"标志清早了"的 bug 在流水线程序里特别常见，看到设备动作一顿一顿地抖，先查标志清除位置。

04 中断里的边沿检测：怎么"数一下"

计数发生在 T0 中断里（10ms 一次）：

用一个静态变量记住上一拍的电平：上一拍已经记下「按下」、这一拍仍然按着，就把静态变量清零（相当于宣告这次按下已经处理过了），此时才计一次数并置到位标志；上一拍没记下、这一拍检测到按下，只把静态变量置一，本拍不计数。这样一次按下只累加一次，等效于给按钮做了软件消抖。

这段代码的本质是用两个状态记住"上一次是什么电平"，从而只对"变化"作出反应。把它拆开看：

· temp_check == 0 且检测到按下 → 记下 temp_check = 1，这一拍不计数；

· 下一拍 temp_check == 1 且仍然按着 → 把 temp_check 清零（相当于宣告"这次按下已经处理过了"），此时才计数。

因为 10ms 才进一次中断，人手按一下至少几十毫秒，所以"按下"这件事会被 interrupt 看到多次——如果直接 if(Check_num==0) Count_num++，按住一秒就能加几十次。加了这层边沿状态机，一次按下只计一次，等效于给按钮做了硬件消抖。

这就是软件边沿检测，和 H30 的"T0 计数器初值 0xFFFF 单脉冲捕捉"正好是两条路：

"任意 IO 都能用"是软件方案的最大价值：Check_num 接的是 P1.6，根本不是计数器的输入脚，硬件方案压根用不上。所以实际工程里，几个传感器同时计数，大多是软件扫描 + 边沿判断。

顺带说一个隐患：Count_num 是 int，在中断里 Count_num++、主循环里读它比较。51 是 8 位机，int 的读写分两条指令，理论上主循环可能在"高低字节刚改了一半"时读到错值。这份程序里因为计数变化慢、主循环又一直在读，出问题的概率极低；但严谨的做法是在主循环读之前先关中断、读完再开（EA=0; x=Count_num; EA=1;），或者干脆用 uchar 并保证不超过 255。这种"跨中断共享变量"的原子性问题，答辩时被问到的概率不低。

05 LCD1602：设定界面怎么摆

显示部分没什么花活，但有两个细节：

一是定长三位补零显示。Display_data(hang, lie, num) 把数字拆成百/十/个三位，每位的 ASCII 码是"数字 + 0x30"，然后连续写三个字符：

三次写入按百位、十位、个位的顺序来，行号是同一个参数、列号依次加一；定位怎么算的，放到本节后面的定位函数里一起看更清楚。

固定三位、前导补零，所以屏幕上是 Setnum: 003、Measure: 012 这种格式。好处是刷新时永远是三个字符，不用考虑"位数变了要不要清残留"——如果做"消前导零"的格式，从 100 掉到 99 时会剩个"0"在最后一位（H24 讲数显消隐时踩过）。界面定宽定长，是省心的第一原则。

二是忙检测被注释掉了。 看 Busy() 函数：

函数里先把寄存器选择置为命令、读写选择置为读，拉高使能，等两段短延时过去，读回状态位那行已经被注掉，使能拉低后固定返回「不忙」。

这是 Proteus 仿真必须做的妥协：仿真里的 LCD1602 模型在某些时序下不会正确响应忙标志，while(Busy()) 会死等，程序直接卡死。所以仿真版一律屏蔽忙检测、改成固定延时（delay1602() 两次）。

但上实机必须把那一行还原：真 LCD1602 在清屏、写入等操作期间确实会忙，不判忙硬写会丢字符、甚至显示乱码。H33 也讲过这个坑，这里再确认一遍："仿真屏蔽、实机打开"这两份要留个开关（比如 #define SIM_LCD 1 包一层），别只留注释。另外这段 wdata() 里还有一句多余的 P0 = 0XFF; 紧跟着 P0 = del;——一次写数据送两遍，属于改程序时的残留，不影响功能。

06 按键与 1602 的行列定位

按键扫描用的是 H21 那个通用 KEY_Scan(mode)：key_up 标志 + 10ms 延时消抖，mode=1 支持连按、mode=0 不连按。这里是 KEY_Scan(0)——设置参数时按一下加一，按住不放不会疯跑，符合"设定值要精确"的需求。如果想加速调参，把增加/减少改成 KEY_Scan(1) 就能长按连加（H24 的 INC/DEC 长按连调就是另一套更完整的写法）。

1602 的光标定位函数收拾得很干净，值得抄走：

函数主体是两个判断加一次加法：先按行号定基址，再加上列号偏移，把算出的地址当命令发出去，最后发要显示的那个字符。

第一行基址 0x80、第二行 0xc0，列号减一就是偏移——这套地址是 1602 的硬规矩（DDRAM 第一行 0x00~0x27，第二行 0x40 起，命令里再加 0x80 的"写地址"位）。L1602_string 在此基础上按字符串逐字写，b==16 兜住 16 字符宽度，防止写到行尾越界绕回行首。

07 排错清单

1、按确认后电机不转：先看 Set_num 是否为 0（设定 0 是停机状态，不是故障）；再查 P3.6 → Q2 基极电阻是否接、继电器是否接 +12V——PNP 驱动时 IO 输出低才导通，用万用表量一下 P3.6 有没有变低；

2、LED 一闪就灭，看不到灌装过程：装满检测（P1.5）如果在仿真里初始就是低电平，程序判断"已经装满"会立刻关阀。平时该是高电平（未满），按下才变低；按钮没接上拉或接反就会出这个现象；

3、传送带一直跑，从不停：查数量检测 P1.6 有没有信号进来。中断里 temp_check 的状态机要求"先看到按下、下一拍再确认"，如果信号一直为低（按钮常按/接反），反而刚好触发一次后就卡住了；用 LED 跟着 Check_num 的电平闪一下最快定位；

4、计数按住一次加好几个：边沿检测没生效——检查 temp_check 是否被重复初始化（static 丢了会被每次进中断重置），或者中断周期被改得太长（10ms 合适，100ms 时人手快按可能漏检）；

5、灌装完不动了/卡死在灌装：check_arrive_flag 没清或清早了。按 03 节的时序核对：它是"装满后清"，不是"停带时清"；

6、LCD 花屏或无显示：仿真是 RP1 排阻上拉 P0 没接；实机是忙检测还没打开（//busy_flag = ... 那行还注释着）；另外 RV1 对比度电位器没调也会白屏；

7、源码三处小问题，改不改都能跑：① full_flag 定义了全程没用，删掉；② wdata() 里 P0=0XFF; P0=del; 连写两次，留后一句；③ moto_control() 的 else 分支是空的，意味着"未启动"时不会主动把 MOTO 置 OFF，靠上一次状态维持——想更稳就在 else 里补一句 MOTO=OFF; LED=OFF;。

08 总结

把 H26、H30、H31、H39 这四篇连起来看，是一条很清晰的升级路线：

前三篇是"看"，这一篇是"做"。多出来的东西只有一个——把计数结果翻译成执行器动作，而这件事靠的是标志位和判断顺序，不是新器件、不是新协议。工业控制的门槛往往就在这里：逻辑不难，顺序很重要。

后面还会继续做类似"流程控制"的设计，把检测、判断、执行这三段的套路走熟。

欢迎关注，持续更新！

09 文件日期修改

如果你想把文件修改为最新的日期，又不想新建工程，那么你可以参考下面的文章。

"如何不打开程序的情况下更改proteus和keil程序的日期？"

工具和仿真文件在一起，见下面的下载链接。

10 资料下载

全套资料包含 Keil 工程（C 语言源码 + hex 文件）、Proteus 仿真工程、设计报告、程序流程图、讲解视频，以及编译截图和仿真截图。下载后可直接打开运行，也可用于课程设计、毕业设计参考。

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