【文章內(nèi)容簡介】 電流的形式輸出。當(dāng)漏斗中沒有液滴通過時，光線衰減小，光電三極管輸出較強(qiáng)的電流。當(dāng)有液滴通過時，由于液體對紅外線有很強(qiáng)的吸收作用，光線瞬將大，光電三極管輸出很小的電流。所以不同的液位，對應(yīng)著不同的輸出電平。液滴檢測電路如圖 41 所示，紅外發(fā)射、接收電路裝在滴管上，每一滴藥水都將使檢測電路產(chǎn)生一個正脈沖。單片機(jī)正是通過記錄正脈沖個數(shù)來檢測點滴的流速。通過AD將這些電平數(shù)據(jù)采集下來送給單片機(jī)與預(yù)設(shè)的液位數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而得出相應(yīng)的輸液狀態(tài)。液滴流速檢測如圖41所示。 圖 41 液滴流速檢測圖 溫度檢測電路溫度檢測采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，這種電路簡單，測量速度快，12 位方式分辨率可達(dá) 度，利用軟件修正精度優(yōu)于 度。測溫范圍為55℃ ~+125℃，測量分辨率為 ℃,內(nèi)含 64 位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器 ROM 適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)，用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限，內(nèi)含寄生電源。DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64 位光刻 ROM,溫度傳感器,非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL,高速暫存器。DS18B20 的管腳排列如圖 42 所示。圖 42 DS18B20 管腳排列圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路本系統(tǒng)A /D芯片所選用的是ADC0809，該大規(guī)模集成電路芯片是一種由單一+5V電源供電，采用逐次逼近轉(zhuǎn)換原理，能夠?qū)?路0～+5V輸入模擬電壓進(jìn)行分時轉(zhuǎn)換的八位并行通用型可編程模數(shù)轉(zhuǎn)換器。ADC0809由單片機(jī)控制驅(qū)動對傳感器進(jìn)行定時循環(huán)采集，然后單片機(jī)將各測量參數(shù)傳至PC機(jī)，進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)處理。電路連接如圖43所示，電路轉(zhuǎn)換如圖44所示。圖 43 A/D 轉(zhuǎn)換連接圖 圖 44 A/D 電路轉(zhuǎn)換圖 鍵盤顯示電路鍵盤是實現(xiàn)人機(jī)對話的基本接口。常見的鍵盤有獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根接口線，在按鍵數(shù)量較多時，浪費單片機(jī)資源，鍵盤顯示電路主要是實現(xiàn)液位設(shè)定值的輸入和顯示實時液位的功能。鍵盤接口及其軟件的設(shè)計任務(wù)主要包括：是否有鍵按下的檢測并判斷鍵值，有操作則進(jìn)行延時去消抖，并根據(jù)鍵值計算出調(diào)整量送執(zhí)行機(jī)構(gòu)開啟進(jìn)水或排水閥，進(jìn)行一系列的動作處理和執(zhí)行。本系統(tǒng)采用4行4列的16鍵行列式鍵盤，占用單片機(jī)P1 口的8個端口。顯示采用4位LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前液位測量值。如圖45所示。圖45 鍵盤顯示電路 多機(jī)通信電路系統(tǒng)多機(jī)通信采用串行通信工作方式，利用PC機(jī)的 RS485異步通信口直接與多臺52系列單片機(jī)組成的下位機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，PC 機(jī)與下位機(jī)之間不需要其它中間適配器，系統(tǒng)接口簡單，主要技術(shù)問題均可通過軟件方法得以解決。一般的主從集散式多機(jī)通信系統(tǒng)是由1臺主機(jī)和多臺從機(jī)組成的，主機(jī)發(fā)送信息可被各個從機(jī)接收，而從機(jī)只能對主機(jī)發(fā)送信息，從機(jī)間不能互相通訊。若從機(jī)之間需要進(jìn)行信息交換，也必須通過主機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。主從集散式多機(jī)通信系統(tǒng)采用了分散采集、集中管理的辦法：由從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及初級處理，而主機(jī)匯總數(shù)據(jù)并完成綜合處理，同時還能根據(jù)情況隨時向各個從機(jī)發(fā)出操作命令，進(jìn)行控制。 報警顯示電路聲光報警電路主要由有源蜂鳴器、閃爍發(fā)光。二極管及其驅(qū)動三極管組成。顯示電路由74HC138輸出位選到每一個數(shù)碼管的接地端，不斷選通構(gòu)成掃描。其中，74HC138的數(shù)據(jù)端分別接單片機(jī)的P3．0，P13．1，P3．2，使能端接P3．4。使用74HC164串行輸出段碼分別到數(shù)碼管的A、B、C、E、F、DP端，其中數(shù)據(jù)輸入端接P3．0，時鐘端接P3．4。顯示時，先將串行輸入端數(shù)碼送到7HC164，再由74HCl64輸出到所有數(shù)碼管的接口。本設(shè)計用前四位顯示監(jiān)測的液滴速度，后四位用來顯示設(shè)定的液滴速度，電路圖如圖46所示。 圖 46 報警顯示電路 數(shù)碼管顯示電路單片機(jī)實現(xiàn)七段數(shù)碼管的顯示數(shù)碼顯示在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是比不可少的，比如在各種儀器儀表中它是實現(xiàn)人機(jī)對話的重要組成部分。它以 數(shù)字的形式告訴人們機(jī)器的運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)的處理結(jié)果。本次設(shè)計中我們使用的是七段數(shù)碼管顯示。單片機(jī)驅(qū)動數(shù)碼管的方法有很多中方法，按顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有鎖存功能，單片機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制LED，直到下一次顯示時再傳送一次新的數(shù)據(jù)。只要當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)沒有變化就無須理睬數(shù)碼管。靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用CPU時間少。另外一種就是動態(tài)掃描顯示，動態(tài)掃描電路就是單片機(jī)把所要顯示的字形段碼發(fā)往公共極，具體點亮那個數(shù)碼管有位碼確定，表41給出數(shù)碼管的編碼。數(shù)碼顯示電路圖如47所示。表41 七段數(shù)碼管的標(biāo)碼 圖47 數(shù)碼顯示電路圖 滴速控制電路輸液速度控制采用的控制機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、帶彈簧的夾子、絲桿和螺絲行機(jī)構(gòu)依靠彈簧本身的彈性壓住輸液管，通過步進(jìn)電機(jī)帶動絲桿調(diào)節(jié)輸液管的松緊，以達(dá)到控制輸液速度的目的。電機(jī)采用了四相繞組、步進(jìn)電機(jī)，即每轉(zhuǎn)動200步為一圈，、 、 、控制的四個大功率三極管直接驅(qū)動。圖48為速度控制機(jī)構(gòu)。圖 48 速度控制機(jī)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角” ，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻。（1）工作原理步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的，一般電機(jī)都是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，而步進(jìn)電機(jī)是一步步轉(zhuǎn)動的，故叫步進(jìn)電機(jī)。具體而言，每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器收到一個驅(qū)動脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)就會按照預(yù)先設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移或線位移的裝置。下面是四個開關(guān)信號控制的四相步進(jìn)電機(jī)示意圖如圖 49 所示。圖 49 四相電機(jī)（2）控制示意圖控制示意圖如圖 410 所示。+M1MOTRBLDCMAA BB 圖 410 控制示意圖（3）特點a．一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的 35%，且不累積。b．步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度：步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏 130 度以上，有的甚至高達(dá)攝氏 200 度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏 8090 度完全正常 c．步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向