【正文】 當(dāng)然此系統(tǒng)還有很多不足和待開(kāi)發(fā)的地方。由硬件電路可知，從而使揚(yáng)聲器發(fā)聲。 本設(shè)計(jì)的計(jì)算主要有兩部分：一是計(jì)算瞬時(shí)流量，二是通過(guò)PID調(diào)節(jié)程序計(jì)算輸出控制變量。在計(jì)算時(shí)，用公式計(jì)算轉(zhuǎn)速。因?yàn)樵撓到y(tǒng)任務(wù)單一，CPU只需順序進(jìn)行采樣、計(jì)算、控制輸出、顯示等任務(wù)，各任務(wù)之間無(wú)時(shí)序上的沖突，故不用采用中斷處理。在本設(shè)計(jì)中，DAC0832的地址為C000H。然后返回鍵掃描程序，這樣就可以退出命令狀態(tài)，執(zhí)行清標(biāo)志位功能，等待新命令的輸入。同理，也應(yīng)將4位數(shù)據(jù)壓縮為兩個(gè)字節(jié)的壓縮BCD碼備用。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)鍵按下時(shí)，讓程序執(zhí)行一段除最右邊LED顯示外其余均熄滅的程序，即給其他緩沖區(qū)送入一個(gè)數(shù)，使它查表后得到的段碼為00H，則其他數(shù)碼管不亮，該程序?yàn)镈ISP1。依照這種方法逐次掃描各列直到找到為0的行輸出為止。鍵盤(pán)掃描流程圖如圖41。依據(jù)系統(tǒng)功能，可以將軟件部分劃分為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的模塊，然后為每一個(gè)模塊設(shè)計(jì)算法并規(guī)劃出程序流程圖，再根據(jù)流程圖編寫(xiě)程序。在流量測(cè)試的基礎(chǔ)上，把流量設(shè)定值和實(shí)際測(cè)試得到的瞬時(shí)流量進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差。常用的集成穩(wěn)壓器有三端固定集成穩(wěn)壓器和三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，它們都屬于電壓串聯(lián)反饋型。之所以使用電容濾波電路是利用電容的充放電原理來(lái)達(dá)到濾波的作用。所以變壓器將220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，然后送給整流電路。在電子電路及設(shè)備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。異步電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)使用，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)離合器的電樞一起旋轉(zhuǎn)，電氣控制裝置是提供滑差離合器勵(lì)磁線(xiàn)圈勵(lì)磁電流的裝置。 電機(jī)調(diào)速控制電路在晶體管功率放大和電源電路中，脈沖寬度調(diào)制器以其功耗低、效率高得到了廣泛的應(yīng)用。（7）IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線(xiàn)性變化；（8）IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；（9）Rfb：反饋信號(hào)輸入線(xiàn)，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿(mǎn)量程精度；（10）Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；（11）VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線(xiàn)，VREF的范圍為10V～+10V；（12）AGND：模擬信號(hào)地；（13）DGND：數(shù)字信號(hào)地。 DAC0832在控制電機(jī)中的應(yīng)用在本系統(tǒng)中,執(zhí)行機(jī)構(gòu)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速可由經(jīng)DAC0832輸出的控制電流來(lái)調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶上物料的流量控制。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平；5腳：VC為控制電壓端。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)?！?，經(jīng)過(guò)反向驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端（DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。在對(duì)顯示器要求不是太高的場(chǎng)合，也常采用串行數(shù)據(jù)輸出方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，這種方式利用8051內(nèi)部的串行口和某個(gè)并行口（如P1口）組成了控制電路。LED顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方法。～，用于控制各個(gè)顯示器的接地端。（2）共陰極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字0~字符A鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)組，當(dāng)沒(méi)有一個(gè)鍵按下時(shí)，所有行線(xiàn)輸出為1；當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該鍵所在的行線(xiàn)和列線(xiàn)短接，行線(xiàn)的輸出由列線(xiàn)的輸入電平來(lái)決定，74LS164可以為鍵盤(pán)提供列掃描信號(hào)。比較器的所有沒(méi)有用的引腳必須接地，其偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V無(wú)關(guān)，通常電源也不需要加旁路電容。C +70176。觸發(fā)沿來(lái)到前一瞬間加入輸入信號(hào)。采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測(cè)速方法有三種：M法、T法和M/T法測(cè)速。ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC均接地，表示選中0通道IN0。經(jīng)過(guò)放大電路的信號(hào)是一個(gè)模擬信號(hào)，為了實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的目的必須把它變成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)控制系統(tǒng)受理，因此本系統(tǒng)需要用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量；（8）CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。若差動(dòng)工作，即,，,按式（31），則電橋輸出為： （33） 重量信號(hào)采集電路ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的荷重電路采用橋式測(cè)量電路，用的是電阻應(yīng)變式傳感器半橋式測(cè)量電圖33：荷重傳感器輸出全橋電路路。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類(lèi)，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。本次設(shè)計(jì)是將重量信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體重量的自動(dòng)檢測(cè)，并顯示出來(lái)。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。所以，電源是必不可少的，單片機(jī)使用的是5V電源，其中正極接40管腳，負(fù)極（地）接20管腳。 、 、 （1） P0口（ ）是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL負(fù)載；（2）P1口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。（2）ALE/正常操作時(shí)為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的六分之一）周期性的發(fā)出正脈沖信號(hào)。MCS51單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個(gè)部件：（1）一個(gè)8位CPU； （2）一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路； （3）4K字節(jié)ROM程序存儲(chǔ)器；（4）128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；（5）兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（6）可尋址64K外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K外部 圖31：8051引腳排列圖程序存儲(chǔ)器空間的控制電路； （7）32條可編程的I/O線(xiàn)（四個(gè)8位并行I/O端口）；（8）一個(gè)可編程全雙工串行口；（9）具有五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)?！?0mA的滑差電機(jī)速度調(diào)節(jié)信號(hào)。根據(jù)皮帶配料秤的技術(shù)要求，本次設(shè)計(jì)采用以8051單片機(jī)為控制核心構(gòu)成皮帶配料秤控制器BWF。下面就介紹以8051單片機(jī)為核心的皮帶配料秤的工作原理和整體結(jié)構(gòu)。皮帶配料系統(tǒng)作為一種新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)而越來(lái)越受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。我設(shè)計(jì)的皮帶配料秤控制系統(tǒng)正是為了此目的。配料秤是冶金、水泥、化工、建材、食品等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是冶金、水泥、化工、建材、食品等生產(chǎn)過(guò)程中的源頭工序。單片機(jī)配料系統(tǒng)是在大規(guī)模集成芯片技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的。第二階段是六、七十年代的傳感器電子儀表配料系統(tǒng)，隨著模擬電路和數(shù)字電路的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了各種小型的配料電動(dòng)儀表。在食品加工行業(yè)，配料系統(tǒng)的使用代替了大量的手工勞動(dòng)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，使得食品加工更方便、快捷。衡器是利用作用在物體上的重力來(lái)確定物體質(zhì)量的計(jì)量?jī)x器，按操作方式的不同可分為：自動(dòng)衡器和非自動(dòng)衡器。配料系統(tǒng)的使用可以提高各個(gè)部門(mén)的自動(dòng)化水平和各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而擴(kuò)大公司的效益。最早的皮帶輸送系統(tǒng)稱(chēng)重原理來(lái)自于斗式輸送機(jī)對(duì)物料連續(xù)自動(dòng)稱(chēng)量的裝置。第一、二階段的配料系統(tǒng)只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的累計(jì)計(jì)算和測(cè)量，而且準(zhǔn)確度較低，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的變化不能進(jìn)行有效控制，因此其計(jì)量過(guò)程準(zhǔn)確度較低，缺乏穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)性能差。這種配料系統(tǒng)大多采用集中控制方式，計(jì)算機(jī)除具有工藝流程控制、工況實(shí)時(shí)顯示、提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能外，還要完成對(duì)各對(duì)象的直接控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)。目前，隨著自動(dòng)化控制程度的提高，物料秤自動(dòng)控制不僅關(guān)系到生產(chǎn)質(zhì)量而且還關(guān)系著人身安全，在早期的混凝土配置中完全是依靠大量的人力來(lái)完成的，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大并且水泥粉塵的污染損害工人的身體健康。單片機(jī)配料控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中不僅可以提高配料產(chǎn)量和質(zhì)量，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了生產(chǎn)效率。在物質(zhì)方面，我們需要又快又好的生產(chǎn)出我們所需要的物質(zhì)產(chǎn)品，所以我們要進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的快速性與精確性。輸送皮帶由滑差電機(jī)M（電磁調(diào)速異步電機(jī)）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，測(cè)速傳感器SR輸出信號(hào)的頻率和皮帶的速度成正比，皮帶下方裝設(shè)荷重傳感器W，輸出的電壓信號(hào)與皮帶上的物料成正比。單片機(jī)系統(tǒng)再將流量實(shí)際值和它的設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)增量PID調(diào)節(jié)運(yùn)算后計(jì)算出控制量Vi，通過(guò)DAC0832 轉(zhuǎn)換為電流輸出信號(hào)(4～20mA)，而后經(jīng)放大去控制可控硅的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑差電機(jī)電磁離合器勵(lì)磁電流的功能，從而調(diào)節(jié)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得物料的流量盡可能穩(wěn)定在設(shè)定值附近。 8051單片機(jī)MCS51（8051）單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O線(xiàn)等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件，由英特爾公司于1981年制造。是外接晶體的另一端。同樣可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL輸入。 單片機(jī)8051的最小系統(tǒng)單片機(jī)8051的最小系統(tǒng)如圖32所示。 單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線(xiàn)敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(lèi)。電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測(cè)的物理量如位移，壓力，流量，振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)電橋輸出端接無(wú)窮大負(fù)載電阻時(shí)，可視輸出端為開(kāi)路，此時(shí)直流電橋稱(chēng)為電壓橋，即只有電壓輸出。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。單位長(zhǎng)度皮帶上物料的瞬時(shí)重量信號(hào)（皮帶上的物料荷重信號(hào)）采集方法如下：（1）由荷重傳感器檢測(cè)出瞬時(shí)變化的應(yīng)變情況，并轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)以0～10mv輸出；（2）經(jīng)過(guò)放大器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電壓0～5V，送入A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809輸入電路IN0（A/D轉(zhuǎn)換器的0通道）；（3）經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位的數(shù)字信號(hào)送入8051的P0口；（4）在8051中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以得到單位長(zhǎng)度皮帶上物料的瞬時(shí)重量。轉(zhuǎn)速檢測(cè)的精度和快速性對(duì)于電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性影響較大。邊沿D觸發(fā)器:負(fù)跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時(shí)，必須在正跳沿前加入輸入信號(hào)。LM393 是雙電壓比較器集成電路。LM393是高增益,寬頻帶器件，像大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。鍵盤(pán)輸入是人機(jī)交互界面中非常重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶(hù)指令的直接途徑。機(jī)械按鍵在閉合時(shí)不會(huì)立刻穩(wěn)定的接通，在斷開(kāi)時(shí)也不可能立馬斷開(kāi)，而是伴隨著一連串的抖動(dòng)。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的段碼見(jiàn)表31：LED的一種顯示字符就對(duì)應(yīng)一個(gè)段碼，CPU送出這個(gè)段碼，LED則顯示這個(gè)段碼所對(duì)應(yīng)的字符。系統(tǒng)配有6位共陽(yáng)極LED顯示器，運(yùn)行時(shí)可實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)流量。鍵盤(pán)顯示器接口電路見(jiàn)圖36。這種方式在程序設(shè)計(jì)時(shí)與并行動(dòng)態(tài)掃描編程方法類(lèi)似，但需要加入如下的處理：對(duì)8051的串行口進(jìn)行初始化編程和待顯示的數(shù)據(jù)只要送入串行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，串行口就立刻自動(dòng)將數(shù)據(jù)輸出。具體的形式是：在鍵掃描時(shí)，74LS164提供列值；整體掃描時(shí)，74LS164輸出00H；逐列掃描時(shí)，74LS164輸出為FEH，F(xiàn)DH，F(xiàn)BH，F(xiàn)7H，EFH，DFH，BFH，7FH。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。當(dāng)超限三次后，就需要系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。所以應(yīng)先將P1口置為高電平，再經(jīng)過(guò)反向器封閉震蕩器。：（1）D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns；（2）ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線(xiàn)，高電平有效；（3）CS：片選信號(hào)輸入線(xiàn)（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；（4）WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線(xiàn)，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。8位DA寄存器接成直通方式，即把及都接地。圖39：?jiǎn)蜗鄻蚴絇WM逆變電路電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)滑差電機(jī)，它是一種利用直流電磁滑差恒轉(zhuǎn)矩控制的交流無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)。此時(shí)若電樞被鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖著旋轉(zhuǎn)，那么它便切割磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是從動(dòng)部分的磁極便跟著主動(dòng)部分電樞一起旋轉(zhuǎn)，前者的轉(zhuǎn)速低于后者，因?yàn)橹挥挟?dāng)電樞與磁場(chǎng)存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電樞才能切割磁力線(xiàn)。一般情況下，所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而需喲通過(guò)電源變壓器降壓后，在對(duì)交流電壓進(jìn)行處理。由于四個(gè)整流二極管連接成電橋形式，所以稱(chēng)這種整流電路為橋式整流電路。簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路可采用穩(wěn)壓管來(lái)實(shí)現(xiàn)，在穩(wěn)壓性能要求較高的場(chǎng)合，可采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路（包括基準(zhǔn)電壓、取樣電路、放大電路和調(diào)整管部分）。 本系統(tǒng)中P(t)為荷重傳感器電壓輸出信號(hào)的函數(shù)，因?yàn)榇嬖谥蔷€(xiàn)性，故可近似由三次多項(xiàng)式表示為： （35）式中：P(t)為單位長(zhǎng)度上物料的瞬時(shí)重量； x(t)為荷重傳感器在時(shí)刻t輸出的電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； a、b、c、d為線(xiàn)性轉(zhuǎn)換系數(shù)。第4章 皮帶配料秤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)以上分析和完成整個(gè)皮帶配料秤控制系統(tǒng)的硬件電路后，該系統(tǒng)需要通過(guò)軟件設(shè)計(jì)編程使得系統(tǒng)的每個(gè)部分按照特定的方式自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)管理和控制。下面以簡(jiǎn)表的形式，把需要初始化的單元羅列出來(lái)，并對(duì)存放的數(shù)據(jù)及初始化狀態(tài)逐一做出