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系统整体硬件原理图见附录1。
4. 系统软件设计
程序设计包括主程序设计、显示程序设计等方面。
4.1 控制要求
对于自动加料机来说，应当实现：进入工作状态时，首先通过安装在真空管内部的两个传感器检测物料，用安装在顶部的传感器检测是否满料；用安装在底部的传感器检测是否空料。若满料，则发出信号，不启动电机，打开真空管，进行排料，排料完毕后关闭真空管，打开电机进行加料；若空料，则发出信号，关闭真空管，启动电机，进行加料；若顶部检测无料，底部检测有料，则等同空料，即开始加料，直到满料后加料过程自动停止。以上过程均在液晶显示屏上显示，加料时显示Empty，满料时显示Full。
4.2 程序设计
4.2.1 主程序设计
主程序启动设备后，若复位键未按下，则传感器检测空料或满料(有料不满按空料处理)，若满料，则系统不启动电机，打开真空管，进行排料；若空料，则系统关闭真空管，打开电机加料。系统主程序流程图如图8所示，相应主程序见附录2。
图8 主程序流程图
4.2.2 显示程序设计
主程序运行后，当要调用显示子程序时，系统要先对LCD液晶显示模块进行初始化，初始化结束后，要将LCD显示的内容和LCD的地址发送到单片机，由单片机发出信号，检测显示设备LCD是否忙碌。若LCD处于空闲状态，则单片机将信息发送给LCD并将数据显示出来；若LCD处于忙碌状态，则需要等待，当完成当前数据处理后，再将单片机发出的数据显示出来。显示子程序的流程图如图9所示：
图9 显示程序流程图
4.3 软件抗干扰措施
软件干扰方面，本设计系统主要采用软件陷阱和指令冗余。CPU受到干扰后会把一些操作数或立即数当作指令码程序段来执行，这样会引起程序混乱。在继电器开/闭指令 SET/CLR前边插入两条NOP指令。若程序飞到ROM中未使用的非程序区时，非程序区被要求能迅速捕获PC指针并强行拉到故障处理程序中[17]。
5. 系统仿真
由于此处的真空管、料位开关等无法模拟仿真，故这里用按键开关代替料位开关。系统结果如下：
空料时，液晶显示屏显示Empty，料位开关发出信号(此处用按键开关按下代替)，继电器动作，关闭料斗，绿灯亮，电动机正转，通过鼓风或抽吸加料；
满料时，液晶显示屏显示Full，料位开关发出信号(此处用按键开关断开代替)，继电器动作，电机停止，打开料斗进行排料，红灯亮。
仿真结果如图10、图11所示。
图10 满料仿真图
图11 空料仿真图
实际生产中，应当有传感器检测电路，若检测到满料，则液晶显示屏显示Full，继电器断开，电机不工作，真空管打开排料(图10)；若检测到空料(有料不满也视为空料)，则液晶显示屏应显示Empty，继电器吸合，启动电机，系统通过抽吸或鼓风的方式进行加料，直至满料(图11)，如此循环。
作品实物图见附录3。
6. 结束语
本设计是基于AT89S51的自动加料系统，硬件上采用了LCD1602来显示工作状态，用继电器控制电路来控制真空管和电机。软件设计上没有外扩ROM和RAM，程序直接放在AT89S51内部闪存中。另外，系统从硬件和软件方面采取了抗干扰措施。理论上、仿真上、实物模拟上都可以基本达到自动加料的功能，但在实际问题中肯定还会有各种各样的问题，这是必须要注意的。
本系统也存在不足，没有设计人工手动操作的相关内容，如果考虑到这一点，再加上一个键盘输入，其功能会更完善。
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