【正文】 是用戶可擦除，可編程，可通過鎖存器與 8031 直接連接。 (3)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為 8 位數(shù)字量送入 8031 的 P0口。 (3) 判斷 EOC(轉(zhuǎn)換結(jié)束標記 )是否為 1，若為 1，則轉(zhuǎn)換結(jié)束。 應變元 件實際是一個測力應變筒，被測壓力經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換成相應大小的力，再傳給應變筒。 Δ R1為應變片測力時變化的阻值，它反映了所測壓力的大小與輸出電壓 Vsc的關系 (成正比 )。 (2) 該輸出信號通過衰減送給比較器整形變成標準脈沖，光電隔離后，輸入到 74LS74分頻， 74LS74 的 Q1輸出方波接 8031 的 INT1。在調(diào)試過程中需輸入設定值及各種參數(shù) (P、 I、 D、 a、 b、 c、 d 轉(zhuǎn)換系數(shù) )。靜態(tài)顯示要求外部有鎖存器， CPU 輸出待顯示數(shù)據(jù)后，鎖存器將數(shù)據(jù)保存，直至再送新的顯示數(shù)據(jù)為止。 動態(tài)掃描顯示按數(shù)據(jù)輸出方式又可分為并行和串行兩種。原理圖中 74LS164 是串行輸入并行輸出移位寄存器，它與 8031 的串行口按方式 0連接。 (2) 待顯示的數(shù)據(jù)只要送至串行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，串行口就立刻自動將數(shù)據(jù)輸出。鍵掃描處理采取了軟件消抖等一系列抗干擾措施。 (2) 當有鍵按下時，由逐列掃描找出這個鍵所在的行值，此時 74LS164 逐次輸出所對應的列值為 01H、 02H、 04H、 08H、 10H、 20H、 40H、 80H。 3) 鍵盤消抖的處理 機械按鍵在閉合時不會馬上穩(wěn)定接通，在斷開時也不會一下子斷開，而是伴隨著一連串的抖動。顯示器為七段數(shù)碼管，需由驅(qū) 動電路 7407(反向器 )驅(qū)動，并采用共陰極接法。 LED 的每一種顯示字符對應一個段碼， CPU送出這個段碼， LED 便顯示這個段碼所對應的字符。在每點亮一個顯示器之后，必須稍停一段時間，使之發(fā)光穩(wěn)定，然后輪流點亮其他的顯示器。 D/A轉(zhuǎn)換接口擴展 在本系統(tǒng)中，執(zhí)行機構(gòu)滑差電機的轉(zhuǎn)速可由經(jīng) DAC0832 輸出的控制電流來調(diào)節(jié)，從而基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 9 實現(xiàn)對皮帶上物料的流量控制。 Vcc和 ILE 接＋ 5 V， 8031 的 WR與 DAC0832 的 WR1 相連， Vss與、 WR XFERD 、 GND相連后接地。 D/A 轉(zhuǎn)換原理圖見圖 35。 ③ DAC0832 的兩個輸出端 Iout1 和 Iout2 為電流輸出形式，為了提高電流輸出能力 ，提供 4～ 20 mA 的控制電流，輸出加上一級功率放大。當檢測到異常情況時， 清零，使揚聲器發(fā)出報警信號。 振蕩器可選用石英晶體振蕩器或多諧振蕩器，產(chǎn)生一個音頻范圍內(nèi)的振蕩波形，再由放大電路放大，驅(qū)動揚聲器發(fā)音。 本系統(tǒng)中 ()Pt 為荷重傳感器電壓輸出信號的函數(shù)，因為存在著非線性，故可近似由三次多項式表示為 32( ) ( ) ( ) ( )P t ax t bx t c x t d? ? ? ? 式中： ()Pt 單位長度上物料的瞬時重量； ()xt 荷重傳感器在時刻 t 輸出的電壓信號經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； a 、 b 、 c 、 d 線性轉(zhuǎn)換系數(shù)。采用增量 PID調(diào)節(jié)算法，計算輸出到 DAC0832 的 iV (數(shù)字量 )，經(jīng) DAC0832 變換為 4～ 20 mA 的電流信號，經(jīng)過放大后去控制滑差電機的轉(zhuǎn)速。 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 13 第 5 章 時鐘電路 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的節(jié)奏。 MCS51 單片機有 HMOS 型和 CHMOS 型。 MCS51 單片機雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件，外接晶振 (在頻率穩(wěn)定性要求不高而希望盡可能廉價時，可選用陶瓷諧振器 )以及電構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。振蕩頻率 fosc 取決于晶振的頻率。外接陶瓷諧振器時，電容的典型值約為 47pF。 外部 時鐘 MCS~51 的內(nèi)部工作時鐘也可以由外部振蕩器提供，這時，對 HMOS 型芯片，外部振蕩器的信號接至 XTAL2，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸出端，而內(nèi)部反相放大器的輸人端 XTAL1 應接地。由于內(nèi)部時鐘基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 14 發(fā)生器是一個二分頻的觸發(fā)器，所以對外振蕩信號的占空系數(shù)不作要求，然而必須注意到振蕩頻率的極限范圍。由于晶振起振后， XTAL2 引腳上已經(jīng)可以輸出 0— 3V 的正弦波，由于該波驅(qū)動能力不強且不是方波，所以不能直接取用但是可以將該信號經(jīng) 74LSl4(施密特觸發(fā)器 )整形后使用。 74LS14 C1 C2 圖 52 時鐘信號的輸出 XTAL2 MCS51 XTAL1 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 15 第 6 章 復位電路 通常復位電路應具有上電復位和開關手動復位功能。若系統(tǒng)電源上升時間為 10 ms,振蕩器起振時間和振蕩頻率有關 (1 MHz 的為 10 ms)。 關于參數(shù)的選定在振蕩穩(wěn)定后應保證復位高電平持續(xù)時間 (即正脈沖寬度 )大于 2個機器周期 ,當采用晶振頻率為 6 MHz 時 ,可取 C=22μ F,R= kΩ 。電路中微控制器的復位線、中斷線以及其他一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。 系統(tǒng)上電運行后若需要復位 ,一般通過手動復位來實現(xiàn)。從抗干擾性能方面而言 ,圖 62(a)電路的抗電源噪聲的能力要優(yōu)于圖 61(b)。使用施密特非門 74LS14(可以有效地清除疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲 )代替 74LS04 非門 ,進一步提高了系統(tǒng)的抗干擾能力 。當復位線較長而引起較大的分布電容時 ,會導致系統(tǒng)中接口電路的復位滯后于單片機 ,這往往導致單片機對接口芯片進行的初始操作失敗。在工程實踐中通常都是幾種抗干擾方法并用 ,互相補充完善 ,才能取得較好的抗干擾效果。每個模塊 程序調(diào)試成功后，最后連接在一起進行總調(diào)。 (3) 鍵輸入和鍵命令處理。 表 71 初始化狀態(tài)表 工作單元 存放數(shù)據(jù) 初始化狀態(tài) 38H, 39H, 3AH 1ie? （上次實測值與設定值之差） 00H, 00H, 00H 29H, 2AH, 2BH 1ie?? （兩次差值之差 1iiee?? ） 00H, 00H, 00H 65H, 66H, 67H 1iV? （上次輸出控制變量） 00H, 00H, 00H 3BH 超限次數(shù) 00H 位地址 存放數(shù)據(jù) 初始化狀態(tài) 3EH 判 S鍵是否按下的標志 0（未按） 3DH 判斷是否首次按鍵的標志 0（首次） 3FH 判電機是否在中速運行標志 1（中速） 35H 系數(shù) P輸入標志位 0（未送過） 36H 系數(shù) a輸入標志位 0（未送過） 37H 系數(shù) c輸入標志位 0（未送過） 報警標志位 1（禁止報警） 設定值輸入標志位 1（無輸入） 鍵值掃描及顯示 鍵掃描時，先整體掃描是否 有鍵按下，如果有，再逐列掃描，確定是哪個鍵按下。 (2) 當有鍵按下時，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時 10 ms，消除鍵抖動。掃描第一列時由 74LS164 輸出 FEH(第一列為低電平 )，分別掃描各行，判斷 或 是否為 0，當為 0 時表明第一列 有鍵按下，轉(zhuǎn)去計算鍵值。其中，第一行的行值為 00H(＝ 0)，第二行的行值為 08H(＝ 0)。 本系統(tǒng)設計鍵盤為 2 8鍵盤，其分布如圖 72所示。當?shù)诙€鍵按下時，跳過 DISP1使顯示緩沖區(qū)正確移位，即執(zhí)行 DISP2程序。 流量設定值是一個兩位數(shù)， P、 I、 D、 a、 b、 c、 d 轉(zhuǎn)速系數(shù)是 4 位數(shù)，其格式為前兩位是整數(shù)位，后兩位是小數(shù)位。 WR 鍵處理流程圖見圖 74。 S 鍵處理流程圖見圖 75。 在調(diào)試過程中， MON鍵用得非常頻繁，修改參數(shù)或輸入命令鍵出錯時可按 MON 鍵退回到初始狀態(tài)。將 00H 送 DAC 0832，則 D/A 轉(zhuǎn)換后的模擬量為 0，電機就停止轉(zhuǎn)動，起到了 STOP 鍵的功能。按下此鍵，先啟動輸送皮帶空轉(zhuǎn)運動，然后啟動 A/D 轉(zhuǎn)換器對荷重傳感器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，取若干次結(jié)果的平均值作為皮帶的自重，寫入相應單元保存。隨后啟動 ADC0809，用通道 0(ADDA、 ADDB、 ADDC 均接地選通 )對荷重信號 (此時為皮帶自重，不傳送任何物料 )進行采集。將 CPU 的數(shù)字量輸出升高為 E0H送入 DAC0832，滑差電機以高速運轉(zhuǎn) (3FH＝ 0)。這樣的結(jié)果才能參與數(shù)字運算，才能滿足系統(tǒng)的精度指標。 運行管理程序 采樣程序 本系統(tǒng)采樣周期為 2 s，用延時程序?qū)崿F(xiàn)。將 TMOD 的最高位 GATE 置 1，這樣當 TR1 為 1(開定時器 1)時，定時器的起停將由 INT1 控制：當 INT1 為高電平時啟動計數(shù)，為低電平時停開始 設 3FH=1 給 DAC0832 送數(shù)字量80H,滑差電機中速運行 啟動 0832 啟動 0809 計算平均值 轉(zhuǎn)換兩次了嗎？ 3FH=0? 數(shù)字量改為 80H,滑差電機高速運行，令 3FH=0 再次計算平均值 跳回鍵掃描 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 24 止計數(shù)。用一個計數(shù)器對已知頻率的時鐘脈沖進行計數(shù)，利用時鐘頻率和計數(shù)值可以求出時間，繼而算出轉(zhuǎn)速的測量值。 在進行程序設計時，定時器 1以方式 1(16 位計數(shù)器模式 )工作，則定時器方式選擇寄存器 TMOD 中的 M1M0＝ 01B， T法測速時采用門控方式， GATE＝ 1。其轉(zhuǎn)換過程如下 : ① 將雙字節(jié)壓縮 BCD 碼轉(zhuǎn)換為 4 個單字節(jié) BCD 碼，并擴大 100 倍，即把兩個字節(jié)全看作整數(shù)。 計算過程 本設計的計算主要有兩部分：一是計算瞬時流量，二是通過 PID 調(diào)節(jié)程序計算輸出控制變量 Vi。 顯示程序 顯示程序用于顯示計算出來的瞬時流量 F(t)，它主要是用一個取整子程序，使瞬時流基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 25 量 F(t)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，并取出 16 位的整數(shù)絕對值和 16位的小數(shù)部 分，調(diào)用雙字節(jié)二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制整數(shù)的子程序和雙字節(jié)二進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制小數(shù)的子程序，分別將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進制，并將整數(shù)部分送給 45H、 44H 單元，小數(shù)部分送入 42H、 41H、 40H單元， 43H 單元送入 0AH，即段碼 80H，用于顯示小數(shù)點“．”。由硬件電路可知， 為 0 后振蕩器脈沖便可輸出，從而使揚聲器發(fā)聲。 AT89C52 型，其價格適中，性能上比 AT89C51 有了，使電路設計更加簡化實用，又提高了抗干擾能力。 當然，在一些方面還存在不足的地方，比如，在串口通信上還需要進一步改進 PC 機與單片機遠距離通信。在此再次對劉老師在學業(yè)上給我的無微不至的幫助表示真誠的感謝 ! 同時也感謝給我提供過各種幫助的老師和同學，沒有你們的指點，就沒有此論文的成功，謝謝大家！ 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 29 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 30 . 基于單片機的皮帶配料控制系統(tǒng)設計 31