【正文】 CPU 的目的，使芯片能夠正常工作。結(jié)構(gòu)并不十分復(fù)雜，因此可選用 STC 公司的 8 位微處理器單元 89C52RC40IPDIP。 方案設(shè)計(jì) 配料控制系統(tǒng)實(shí)物圖如圖 21 所示： 圖 21 配料控制系統(tǒng)實(shí)物圖 4 上方三個(gè)料斗分別為不同物料的存放料斗，料斗下方有一個(gè)傳送帶，最下方的料斗為混合料斗，混合料斗下方的傳送帶上裝有壓力傳感器，開(kāi)始工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)存放料斗的物料傳送皮帶將物料下泄到下方的混合料斗中，壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)物料重量并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定好的配方比來(lái)確定是否停止送料，當(dāng)該物料達(dá)到配方要求值時(shí)控制皮帶電機(jī)停轉(zhuǎn)，停止送料，并啟動(dòng)下一物料皮帶電機(jī)開(kāi)始下一物料的送料，等所有物料按配方要求送到混合料斗時(shí)，單片機(jī)控制皮帶電機(jī)將混合料斗物料送給混合攪拌機(jī)；并開(kāi)始準(zhǔn)備下一輪送料過(guò)程， 整個(gè)送料過(guò)程的實(shí)時(shí)物料重量數(shù)據(jù)及其當(dāng)前的配方序號(hào)顯示在液晶上，物料配方可通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行更改。因此這種方法現(xiàn)在已經(jīng)基本被各個(gè)廠家淘汰。 本設(shè)計(jì)是一種物料稱重系統(tǒng)，在料倉(cāng)的下方有送料皮帶，控制送料的量，皮帶下方是稱量料斗，物料送入后由重力傳感器檢測(cè)出物料的重量信息并通過(guò)放大器， A/D 轉(zhuǎn)換后送入 MCU 中，當(dāng) MCU 檢測(cè)到物料達(dá)到配方要求時(shí)，控制停止送料皮帶電機(jī)，停止送料，并開(kāi)始下一物料的稱量，當(dāng)所有物料稱量完成后啟動(dòng)稱量料斗電機(jī)轉(zhuǎn)移物料至混合 料斗。 任務(wù)要求 本課題是對(duì)物料稱重的研究，我們要在系統(tǒng)稱量誤差上，便于維護(hù)、效率上，改變物料配方的操作上，自動(dòng)化程度上，能耗上，造價(jià)上等兼顧。因此，配料控制系統(tǒng)要達(dá)到以下要求： 本設(shè)計(jì)屬于對(duì)不同的配料按照配方的要求進(jìn)行精確稱量的控制系統(tǒng)。 MCU 通過(guò)繼電器來(lái)控制電機(jī)的工作狀態(tài)，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械裝置來(lái)控制送料的多少，人機(jī)交互界面由鍵盤(pán)和液晶顯示電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能控制理論的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)配料的精度、安全、穩(wěn)定、自動(dòng)化程度都提出了新的要求。 根據(jù)以上工作過(guò)程，配料控制系統(tǒng)總體框圖如圖 22 所示： 電 壓 放 大2 4 位 A / D轉(zhuǎn) 換 芯 片H X 7 1 1 B F微 控 制 器A T 8 9 C 5 24 * 4 按 鍵R B 0 5 L 0 0 8繼 電 器 * 5H K 4 1 0 0 D C 5 V S H G T105壓力傳感器*41 2 8 6 4 液 晶顯 示 圖 22 配料控制系統(tǒng)總體框圖 由系統(tǒng)總體框圖可以看出由四個(gè)壓力傳感器 T105 組成的電阻橋經(jīng)過(guò)電壓放大 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 HX711BF 芯片進(jìn)行信號(hào)處理后送入微控制器 AT89C52單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，單片機(jī)將處理的實(shí)時(shí)過(guò)程和結(jié)果送到 12864 液晶 顯示同時(shí)控制繼電器的吸合和斷開(kāi)。 該單片機(jī)最高工作頻率可達(dá) 40MHZ， 片內(nèi)程序存儲(chǔ)空間為 512 字節(jié)；程序存儲(chǔ)空間為 8K 字節(jié)；工作電壓為 ～ 。 當(dāng)單片機(jī)電源電路開(kāi)始供電時(shí) S0 未按下，此時(shí) REST 因?yàn)?R15 的存在保持高電平狀態(tài)（保持時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期）。 容量為 30pF 電容 C1， C2 的兩端分 別 接晶振的一段并和 GND 相連。在這里我選擇 TI 公司的半橋式壓力傳感器T105，量程為 50kg，靈敏度 177。 硬件接線圖 如圖 33 所示： 7 1KR31KR41KR61KR51KR21KR11KR71KR8E+EA+A 圖 33 T105 壓力傳感器接線圖 其中 E+,E兩個(gè)引線分別直接接 HX711BF 輸入端電源正負(fù)極， A+,A引線為差分電壓信號(hào)，直接接 HX711BF 輸入端 A 信號(hào)正負(fù)極。控制信號(hào)由數(shù)據(jù)時(shí)鐘管腳來(lái)直接實(shí)現(xiàn) ，無(wú)需對(duì)內(nèi)部寄存器編程，增益可選擇 128 或 64，對(duì)應(yīng)滿額度差分輸入信號(hào)幅值分別為177。 工作電壓范圍 ～ ，工作溫度范圍 40～ +85℃。 E+,E接壓力傳感器的電源端，在這里， E+通過(guò)三極管Q2 接到電源 VCC 上，由 BASE 控制， E直接接 GND。 本次設(shè)計(jì)中選擇 A 通道 128 倍信號(hào)增益，可將壓力傳感器電橋 T105 輸出的 電壓放大 128 倍 (通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn) )，然后采樣輸出 24bitAD 轉(zhuǎn)換值，單片機(jī)通過(guò)時(shí)序?qū)?24bit 數(shù)據(jù)讀出。因此計(jì)算得 V(AVDD)=。經(jīng)過(guò) 128 倍放大后最大電壓為 *128=。 AT24C02 原理接線圖如圖 36 所示： A01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8U2AT24C02GNDVCC10KR2210KR23SCLSDA 圖 36 AT24C02 原理接線圖 A0， A1， A2 引腳為器件的地址輸入引腳器件地址為 0x1010 A2A1A0(R/W)，用于單片機(jī)對(duì)器件的尋址操作，由于系統(tǒng)只用一片 AT24C02A 芯片，為了簡(jiǎn)便操 10 作在這里將地址選擇引腳全部接地，地址為 0x1010 000(R/W)， SDA 是串行數(shù)據(jù)輸入輸出引腳，負(fù)責(zé)與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換， SCK 是串行時(shí)鐘輸入引腳，由單片機(jī)來(lái)控制時(shí)鐘的輸入來(lái)保證數(shù)據(jù)的輸入正常。 繼電器電路 繼電器采用匯科的 HK4100FDC24VSHG,觸點(diǎn)負(fù)載 3A 250V AC/30V DC,工作溫度： 25℃～ +70℃阻值 (士 10%)： 2880Ω 線圈功耗： 額定電壓： DC 24V吸合電壓： DC 18V 釋放電壓： DC ，線圈與觸點(diǎn)間耐壓： 4000VAC/1 分鐘觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間耐壓： 750VAC/1 分鐘。當(dāng) P22 為高電平時(shí) RL1 線圈不通電，繼電器斷開(kāi)， P22 為低電平時(shí)， RL1 線圈通電繼電器吸合。 C104 作用是消減 7805 自激振蕩副作用。 按鍵品牌：海飛 TS037；規(guī)格： 6*6mm直插式 顯示電路 12864 液晶顯示電路實(shí)物圖如圖 311： 圖 311 12864 實(shí)物圖 JM12864M 漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊 主要技術(shù)參數(shù)：邏輯工作電壓： ～ 13 工作溫度： 10℃～ 60℃。 12864 液晶顯示電路圖 312 所示： GND1+5V2V COM3RS(CS)4R/W(SID)5E(SCLK)6D07D18D29D310D411D512D613D714PSB15NC16RST17V OUT18BLA20BLA+1912864D0D1D2D3D4D5D6D7P10P13P14P15W12K 圖 312 12864 液晶顯示電路 芯片共有 20 位引腳 D0～ D7 為數(shù)據(jù)的傳輸引腳負(fù)責(zé)與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，R/W(SID)接單片機(jī) P10 口負(fù)責(zé)并行的讀寫(xiě)選擇， E(SCLK)接單片機(jī)的 P13 口負(fù)責(zé)并行的使能信號(hào)， BLA+接 VCC 背光源的正極， BLA接 GND 背光源的負(fù)極。初始化完成后開(kāi)始檢測(cè)按鍵值 ,先檢測(cè)設(shè)置鍵是否被按下，若是，開(kāi)始檢測(cè)是否 數(shù)字鍵被按下，若被按下則進(jìn)行數(shù)字鍵處理，再檢測(cè)確定鍵是否按下，若是進(jìn)行確定鍵處理 。 17 AT24C02A 讀寫(xiě)開(kāi)始 /停止時(shí)序圖如圖 44 所示： 圖 44 AT24C02A 讀 寫(xiě)開(kāi)始 /終止時(shí)序圖 在開(kāi)始對(duì) AT24C02A 進(jìn)行操作時(shí)必須先發(fā)送一個(gè)開(kāi)始信號(hào)，即當(dāng) SCL 保持高電平期間 SDA 從高電平轉(zhuǎn)換為低電平。 AT24C02A 按寫(xiě)一個(gè)字節(jié)操作時(shí)序圖如圖 46 所示： 18 圖 46 AT24C02A 按字寫(xiě)操作時(shí)序圖 對(duì) EEPROM 進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)按時(shí)序圖要求依次發(fā)送開(kāi)始信號(hào)， 8 位器件地址（由高到低）且選擇寫(xiě)操作，應(yīng)答信號(hào)， 8 位字節(jié)地址（由高到低）， 8 位數(shù)據(jù)（由高到低），應(yīng)答信號(hào)，停止信號(hào)。即在每次發(fā)送完 24 位數(shù)據(jù)后若單片機(jī)再發(fā)送一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)即選擇 128 倍增益，若再發(fā)送 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖即選擇 32 倍增益，若發(fā)送 3 個(gè)時(shí)鐘脈沖即選擇 64 位增益。其中 107 這個(gè)數(shù)據(jù)是理想狀態(tài)下計(jì)算出來(lái)的，實(shí)際情況還要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際情況改變 107 這個(gè)數(shù)據(jù)以達(dá)到精確測(cè)量的目的。 R/W 為并行的讀寫(xiě)選擇信號(hào)，高電平時(shí)為讀，低電平時(shí)為寫(xiě)。命令在 RS,R/W 為低電平期間有效。整體設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃時(shí)元器件的選型很重要，確定正確的合適的元器件對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程有很大的幫助，可以免去后來(lái)的麻煩，用什么樣的傳感器，傳感器是否符合設(shè)計(jì)要求，傳感器的輸出數(shù)據(jù)是否要經(jīng)過(guò)放大處理，要選用多大增益的放大器，傳感器的數(shù)據(jù)要進(jìn)行怎樣的處理，是選用 A/D 轉(zhuǎn)換還是 V/F 轉(zhuǎn)換。 設(shè)計(jì)中 遇到的最大的困難還是硬件上的焊接，這是我當(dāng)時(shí)所萬(wàn)萬(wàn)想不到的，由于焊接設(shè)備的性能問(wèn)題和焊錫的品質(zhì)問(wèn)題以及本人經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致焊接接觸不良，系統(tǒng)時(shí)靈時(shí)不靈，當(dāng)時(shí)由于不知道原因糾結(jié)了好長(zhǎng)時(shí)間（以為是器件焊燒了，程序出錯(cuò)了），不得不從新開(kāi)始焊接，導(dǎo)致后來(lái)的設(shè)計(jì)時(shí)間明顯緊張。 而且，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 x 同學(xué)、 x 同學(xué)也對(duì)我的軟件設(shè)計(jì)以 及在硬件選型優(yōu)化上提出了寶貴的意見(jiàn)和建議， 再次特謝。 Computer KnowledgeandT echnology。 sbit ji3=P2^5。 delay_1ms(10)。 while(1) { //HX711 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 temp=HX711_Read()/100。 ge=num%10。 } //顯示傳感器重量 (第二行 ) write_(0x0c)。 write_data(shuzi[bai])。 write_data(shuzi[ge])。} if(num==weight1+weight2+weight3) {ji3=0。k1000。ix。} } } ifndef __DELAY_H__ define __DELAY_H__ include define uchar unsigned char define uint unsigned int void delayshu(void)。_nop_()。 delayNOP()。 } /**********************************************************/ void stop() // 停止位 { SDA = 0。 SDA = 1。 i++) { SCL = 1。 30 } return(read_data)。 i 8。 SCL = 1。 } SDA = 1。 ack_bit = SDA。 shout(0xa0)。 delayms(10)。 read_data = shin()。 shout(0xa0)。 32 while(ms) { for(k = 0。 sbit SCL = P2^1。 // 從 AT24C02 移出數(shù)據(jù)到 MCU bit shout(uchar write_data)。 uchar read_random(uchar random_addr)。 } /********************************/ unsigned long HX711_Read(void) { unsigned long count。 count=0。i++) { HX711_SCK=1。 } HX711_SCK=1。 } ifndef __HX711_H__ 34 define __HX711_H__ include sbit HX711_DOUT=P2^0。 endif include unsigned char key,xiugai,s