【正文】 段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。當(dāng)我們需要同時(shí)顯示多個(gè)字符時(shí)，可以逐次把需要的字符顯示在規(guī)定的位置上。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，采用28鍵盤，包括0～9這10個(gè)數(shù)字鍵，6個(gè)功能鍵：寫入鍵WR、設(shè)定鍵S、校零鍵Z、返回鍵MON、停機(jī)鍵STOP、運(yùn)行鍵RUN。并行方式一般使用并行接口，如8255或者8155的一個(gè)端口（如PA口）輸出顯示碼，另一個(gè)端口（如PB口）輸出位選碼。74HC1674HCT164是8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。7407是集電極開路高電壓輸出的六緩沖器、驅(qū)動(dòng)器，其功能是對74LS164輸出的斷碼信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)LED顯示，需要通過上拉電阻接高電平。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動(dòng)控制等方面。它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地；2腳：低觸發(fā)端TR；3腳：輸出端Vo；4腳：是直接清零端。由硬件電路可知，從而使揚(yáng)聲器蜂鳴，同時(shí)計(jì)算Vi值去控制滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使瞬時(shí)流量盡可能跟隨設(shè)定值并始終徘徊在附近，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。震蕩器可以選用石英晶體震蕩器或者多諧震蕩器，產(chǎn)生一個(gè)音頻范圍內(nèi)的震蕩波形，再由放大電路放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。圖38：D/A轉(zhuǎn)換原理圖 D/A轉(zhuǎn)換過程如下：（1）數(shù)據(jù)采集后送入CPU進(jìn)行處理，計(jì)算出瞬時(shí)流量，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)送出控制變量Vi；（2）CPU對DAC0832進(jìn)行一次寫操作，把一個(gè)數(shù)字量直接寫入數(shù)據(jù)寄存器，通過D/A轉(zhuǎn)換，輸出模擬量；（3）DAC0832的兩個(gè)輸出端Iout1和Iout2為電流輸出形式，提高電流輸出能力，提供4～20mA的控制電流；（4）輸出的控制電流經(jīng)過放大后接可控硅控制板，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使物料流量穩(wěn)定在預(yù)定的設(shè)定值。電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是由普通鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、電磁滑差離合器和電氣控制裝置三部分組成。在本次設(shè)計(jì)中選擇YC290L42電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)作為皮帶配料秤控制電機(jī)。目前，也有部分電路不用變壓器，利用其他方法降壓或升壓。濾波電路可以大大降低這種交流紋波成份，讓整流后的電壓波形變得比較平滑。集成穩(wěn)壓電路與分立元件組成的穩(wěn)壓電路相比，具有外接電路簡單，使用方便、體積小、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。 從上述公式可推導(dǎo)出瞬時(shí)流量F（t）為： （36）瞬時(shí)流量由5位十進(jìn)制顯示，顯示形式為精確到小數(shù)點(diǎn)后3位。該系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)編寫監(jiān)控軟件。逐列掃描時(shí)，先得出按鍵所在列，然后經(jīng)過掃描得出行值，行值加列值就得到按鍵的鍵值。當(dāng)不為0時(shí)，則第一列沒有鍵按下，然后繼續(xù)掃描第二列。顯示程序的設(shè)計(jì)思想是將顯示緩沖區(qū)中的顯示數(shù)每次順序向高位移一位，把剛掃描到按鍵的鍵值送給最低位。在輸入系數(shù)的同時(shí)，應(yīng)按照P、I、D、a、b、c、d轉(zhuǎn)速系數(shù)的順序依次送入相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。按下該鍵后，6個(gè)LED中最右邊的顯示器顯示提示符“P”，其他5個(gè)顯示器全熄滅。STOP鍵的功能是當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按下該鍵，使系統(tǒng)停止工作。運(yùn)行管理程序流程圖如圖44所示：圖44：運(yùn)行管理程序流程圖本系統(tǒng)采樣周期為2s，用延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)。用一個(gè)計(jì)數(shù)器對已知頻率的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，利用時(shí)鐘頻率和計(jì)數(shù)值可以求出時(shí)間，繼而算出轉(zhuǎn)速的測量值。其轉(zhuǎn)換過程如下:（1）將雙字節(jié)壓縮BCD碼轉(zhuǎn)換為4個(gè)單字節(jié)BCD碼，并擴(kuò)大100倍，即把兩個(gè)字節(jié)全看作整數(shù)；（2）調(diào)用4位十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)的子程序，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式；（3）調(diào)用雙字節(jié)整數(shù)(二進(jìn)制數(shù))轉(zhuǎn)換為三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)的子程序，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)形式；（4）用浮點(diǎn)數(shù)除法子程序除以100(同樣要化為浮點(diǎn)數(shù))，即可得到所需的浮點(diǎn)數(shù)。若報(bào)警條件滿足。特別是單片機(jī)具有體積小，重量輕的優(yōu)勢，可以把單片機(jī)使用在操作人員不能接觸的環(huán)境，代替工人來操作。例如：此系統(tǒng)的單一工作能力很好，但是不能夠與多臺(tái)配料秤共同協(xié)作，系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)性有待開發(fā)。同時(shí)計(jì)算Vi值去控制滑差電機(jī)，使瞬時(shí)流量盡可能跟隨設(shè)定值，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為了提高控制精度，采用三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)的加、減、乘等算法進(jìn)行計(jì)算。其中f為頻率，p為脈沖發(fā)生器每秒輸出的脈沖數(shù)，在本系統(tǒng)中f＝500 kHz，p＝600；m為計(jì)數(shù)器1測出的機(jī)器周期數(shù)，即門控方式下的正脈沖寬度，將其代入公式即可算出轉(zhuǎn)速。采樣程序工作過程如下：（1）啟動(dòng)ADC0809將荷重信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再減去執(zhí)行Z鍵后所得到的皮帶自重，將其(皮帶單位長度上的瞬時(shí)重量)存入固定單元，為后面計(jì)算F(t)做準(zhǔn)備。將00H送DAC 0832，則D/A轉(zhuǎn)換后的模擬量為0，電機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，起到了STOP鍵的功能。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(cuò)時(shí)可按MON鍵退回到初始狀態(tài)。WR鍵處理流程圖見圖42。當(dāng)?shù)诙€(gè)鍵按下時(shí)，跳過DISP1使顯示緩沖區(qū)正確移位，即執(zhí)行DISP2程序。，、當(dāng)為0時(shí)表示有鍵按下。每個(gè)模塊的程序調(diào)試成功后，最后將各個(gè)模塊連接在一起進(jìn)行總調(diào)得到所需程序。采用增量PID調(diào)節(jié)算法，計(jì)算輸出到DAC0832的Vi (數(shù)字量)，經(jīng)DAC0832變換為4～20 mA的電流信號(hào)，經(jīng)過放大后去控制滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速。12V直流穩(wěn)壓電源如圖310所示，+5V直流穩(wěn)壓電源如圖311所示。在脈動(dòng)直流波形的上升段，電容C1充電，由于充電時(shí)間常數(shù)很小，所以充電速度很快；在脈動(dòng)直流波形的下降段，電容C1放電，由于放電時(shí)間常數(shù)很大，所以放電速度很慢。經(jīng)過變壓器變壓后的仍然是交流電，需要轉(zhuǎn)換為直流電才能提供給后級(jí)電路，這個(gè)轉(zhuǎn)換電路就是整流電路。直流電源為單相小功率電源，它將頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定、輸出電流為幾十安以下的直流電壓。電磁滑差離合器包括電樞、磁極和勵(lì)磁線圈三部分。模擬電路構(gòu)成的PWM調(diào)制器通常由三角波（或鋸齒波）發(fā)生器和比較器組成，這種電路適用于控制信號(hào)為模擬信號(hào)的場合。由于DAC0832內(nèi)部已設(shè)有輸入數(shù)據(jù)寄存器,因而可以直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連,并且作為單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容。當(dāng)系統(tǒng)工作正常時(shí)，禁止震蕩脈沖在與非門輸出，此時(shí)揚(yáng)聲器關(guān)閉。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，以防引入干擾；6腳：高觸發(fā)端TH；7腳：放電端。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3和2VCC /3。LED顯示器采用共陽極連接，動(dòng)態(tài)顯示方式。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不能懸空。本系統(tǒng)需要顯示的數(shù)據(jù)較少，故采用串行動(dòng)態(tài)掃描顯示。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。在每點(diǎn)亮一個(gè)顯示器之后，必須稍停一段時(shí)間，使之發(fā)光穩(wěn)定，然后輪流點(diǎn)亮其他的顯示器。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。~F、H、L、P、R、U、Y、符號(hào)“”及小數(shù)點(diǎn)“.”。本次設(shè)計(jì)采用的是非編碼式鍵盤，采用軟件方法來判斷是那一個(gè)鍵按下。差分輸入電壓可以大于Vcc并不會(huì)損壞器件。C；（2）SVHC(高度關(guān)注物質(zhì)):No SVHC (18Jun2010)；（3）工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：2～ 36V，雙電源：177。這樣，輸入端受干擾的時(shí)間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。其中M法是在一定的時(shí)間內(nèi)測取光電編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)，用以計(jì)算這段時(shí)間的平均轉(zhuǎn)速，M法測速僅適合用于高速段；T法測速是在編碼器兩個(gè)相鄰輸出脈沖的間隔時(shí)間內(nèi)，用一個(gè)計(jì)數(shù)器對已知頻率為f的高頻脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由此來計(jì)算轉(zhuǎn)速，T法測速與M法測速正好相反，僅適合用于低速段；M/T法測速是把以上兩種方法結(jié)合在一起，既檢測一定時(shí)間內(nèi)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)，又檢測一定時(shí)間間隔的高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)，用來計(jì)算轉(zhuǎn)速，M/T法測速能適用于高速又適用于低速，是目前最廣泛應(yīng)用的一種測速方法。ADC0809的時(shí)鐘頻率為500KHz，可以由分頻電路74LS74把8051的ALE的輸出分頻后來滿足兩者時(shí)鐘信號(hào)匹配的要求。經(jīng)過資料搜尋，我決定采用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809來完成本次設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換部分，ADC0809 是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHz；（9）REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓；（10）Vcc：電源，單一+5V，GND：地。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其原理是用應(yīng)變片直接測量彈性元件的應(yīng)變量，間接的測量出壓力。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。因此，要達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用。按圖32中畫法連好，RST引腳需保持2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。 單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率上。能驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載；（3）P2口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址。因此，它可用作對外輸出的時(shí)鐘信號(hào)，或者用于定時(shí)目的。8051單片機(jī)都采用40引腳的雙列直插封裝方式，引腳排列圖如圖31， 40條引腳說明如下： （1）Vcc正常工作時(shí)為+5V電源； （2）Vss接地。——10mV的皮帶荷重信號(hào)和速度信號(hào)。硬件部分主要有8051 單片機(jī)、荷重傳感器、皮帶走速測量、A/D 轉(zhuǎn)換器(ADC0809)、D/A 轉(zhuǎn)換器(DAC0832)、鍵盤掃描電路、顯示電路等組成，系統(tǒng)硬件組成框架如圖22所示。皮帶輸送機(jī)廣泛地應(yīng)用于礦山、冶金、碼頭和化工等行業(yè)，對于散裝的固態(tài)原料（如礦石、水泥、煤粉）進(jìn)行自動(dòng)輸送，特別適合于高溫、高空和有害環(huán)境作業(yè)。在西方發(fā)達(dá)國家，配料系統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相對完善；而在中國，由于先前的技術(shù)水平落后，這使得積極開發(fā)研制更加精確、方便、可靠、功能更強(qiáng)大的配料系統(tǒng)控制器具有重要意義。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來越多。例如水泥生產(chǎn)時(shí)需要由各種原料按一定的比例進(jìn)行混合處理；飼料的生產(chǎn)需根據(jù)牲畜的生長規(guī)律，在不同的生長期需生產(chǎn)成份含量不同的飼料；各種化工產(chǎn)品、建筑材料、農(nóng)藥等產(chǎn)品的生產(chǎn)也是一樣的。單片機(jī)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路復(fù)雜程度低，可靠性大大提高，可以滿足客戶實(shí)用性的要求。它可以實(shí)現(xiàn)平衡、識(shí)別和累計(jì)計(jì)算等功能。在建材行業(yè)，沙子、粘土、水泥、石灰、石子等物料的混合需要用配料系統(tǒng)對其進(jìn)行定量配比。自動(dòng)衡器就是指在稱量過程中不需要操作者干預(yù)就能按設(shè)定的處理程序自動(dòng)稱量的衡器。皮帶配料秤廣泛用于煤炭、化工、食品加工、建材等行業(yè)的物料配比當(dāng)中，其配料的準(zhǔn)確與否直接影響著國民生產(chǎn)的各個(gè)部門。它起源于 19 世紀(jì)末，各項(xiàng)新技術(shù)發(fā)展的十分迅速，隨著皮帶輸送系統(tǒng)的出現(xiàn)，配料系統(tǒng)也隨之產(chǎn)生。配料系統(tǒng)中的累計(jì)量運(yùn)算采用累加法代替了積分法。隨著工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，基于工控機(jī)的配料系統(tǒng)也出現(xiàn)在工業(yè)場合。因此，配料精度的高低和配料速度的大小影響著整個(gè)生產(chǎn)過程，我們應(yīng)該足夠重視配料過程的質(zhì)量和產(chǎn)量控制。微機(jī)配料控制系統(tǒng)可以按照設(shè)定好的配比和流量控制各種物料的瞬時(shí)流量，達(dá)到控制各種產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的目的，同時(shí)它也是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、安全穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術(shù)。另一方面，我國目前的主要矛盾是落后的生產(chǎn)力滿足不了人民日益增長的物質(zhì)文化需要。圖21：皮帶配料秤工藝結(jié)構(gòu)圖圖21中，皮帶上方有一個(gè)料斗，皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)物料隨皮帶輸送出去。瞬間流量可通過6個(gè)八段數(shù)碼管顯示出來，為操作人員提供數(shù)據(jù)參考。第3章 硬件結(jié)構(gòu)及原理電路 MCS51單片機(jī)單片機(jī)是一種集成的電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（2）XTAL2為內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。（3）為外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)讀取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須供給脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，可以使用晶體振蕩器接119腳。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電容式傳感器存在的不足之處是輸出阻抗高、負(fù)載能力差、寄生電容影響大。它的兩只應(yīng)變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測量電阻隨重力變化導(dǎo)致彈性梁應(yīng)變而產(chǎn)生的變化，電阻的變化使橋式測量電路的輸出電壓發(fā)生變化，即輸出電壓的變化反映出重力的變化。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。三態(tài)輸出鎖存器被用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)速度環(huán)節(jié)的控制必須檢測出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理運(yùn)算。74LS74是一個(gè)邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個(gè)器件中包含兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā)d觸發(fā)器電路。下面介紹74LS74的引腳功能：（1）1Q、2Q、1Q＿、2Q＿為輸出端；（2）1CP、2CP為時(shí)鐘輸入端；（3）1D、2D為數(shù)據(jù)輸入端