【正文】 輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。圖31 AT89C51引腳圖 Chip’pin of AT89C51P3口： 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 主要特性及其結(jié)構(gòu)AT89C51單片機(jī) 是具有強(qiáng)大功能，高性能的8位單片機(jī)，它的主要特點(diǎn)能與MCS51 兼容；并特有的4K字節(jié)可重擦寫(xiě)編程閃爍存儲(chǔ)器，有1000次寫(xiě)/擦循環(huán)的讀寫(xiě)壽命；又長(zhǎng)達(dá)10年的數(shù)據(jù)保留時(shí)間；0Hz24Hz全靜態(tài)工作；還有三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；內(nèi)部RAM為1288位的；32可編程I/O口線，內(nèi)部具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；單片機(jī)有5個(gè)中斷源；還有必不可缺的可編程串行通道；還有低功耗的空閑和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路等，AT89C51作為本系統(tǒng)的核心部件，它的功能齊全，能夠完成電子皮帶秤的控制任務(wù)。片內(nèi)含4K字節(jié)可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器（PEROM）和128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。通過(guò)對(duì)皮帶秤一些簡(jiǎn)單的抗干擾實(shí)驗(yàn)，提出了一些簡(jiǎn)單的硬件可靠性設(shè)計(jì)。輸出通道采用D/A轉(zhuǎn)換器TLV5614芯片完成，模擬量輸出送變頻器，通過(guò)它調(diào)節(jié)皮帶電機(jī)。A/D選用的是高精度的A/D轉(zhuǎn)換器AD7710。當(dāng)被稱物料通過(guò)輸送帶輸送部分到達(dá)固定輪B位置以后，物料開(kāi)始在重力作用下通過(guò)輸送帶秤架對(duì)傳感器的受力部位作用，使稱重傳感器內(nèi)部的彈性體產(chǎn)生形變，貼附于彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變計(jì)將變形轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮枳兓?，惠斯頓橋路失去平衡，輸出與所受力的數(shù)值成比例的電信號(hào)，經(jīng)線性放大器將信號(hào)放大，得到可以直接通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集的電壓信號(hào)，經(jīng)采集卡中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以后輸入到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。首先，物料下落到輸送帶A輪和B輪之間的位置上，經(jīng)過(guò)B輪位置時(shí)已達(dá)到穩(wěn)定的速度開(kāi)始進(jìn)入稱重區(qū)域。 （11）式中: 一時(shí)間間隔的物料累計(jì)量或。 圖21皮帶秤系統(tǒng)構(gòu)圖 Illustration of lectronic skin belt weight meter system輸送帶輸送物料時(shí)，主控機(jī)連續(xù)測(cè)量輸送帶上每單位長(zhǎng)度的載荷值并與皮帶在同一時(shí)刻的速度相乘，測(cè)得結(jié)果為物料的瞬時(shí)流量。為了測(cè)得運(yùn)動(dòng)的輸送帶上單位長(zhǎng)度的瞬時(shí)流量，某一段距離的物料重量，或一段時(shí)間和一段距離的累積重量。 此次對(duì)電子皮帶秤的電控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)包括：檢測(cè)電路，鍵盤電路，LCD顯示電路以及輸出控制電路等部分的設(shè)計(jì)。接著把瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，得到累積流量，其數(shù)值算法公式為： （12）式中：——累計(jì)流量，單位為； ——瞬時(shí)輸送量，單位為；2 設(shè)計(jì)方案分析 實(shí)際生產(chǎn)工藝中的物料配送是由多臺(tái)皮帶秤配合完成的，使原材料成比例的添加到反應(yīng)器內(nèi)，只要我們對(duì)運(yùn)送最主要的原料的電子皮帶秤進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并根據(jù)它的參數(shù)變化以及物料的流量變化進(jìn)行對(duì)其他配料皮帶秤調(diào)節(jié)，完成物料配送過(guò)程。設(shè)對(duì)皮帶秤速度的測(cè)試時(shí)間間隔為1秒，即每隔1秒計(jì)算一次速度值，單位為；對(duì)重量的測(cè)試為50次/秒，單位為；重量乘以速度，乘以3600，再乘以50，單位為。164接線盒532 圖11電子皮帶秤結(jié)構(gòu)圖 Structure of electronic skin belt weight meter皮帶秤是對(duì)散狀物料自動(dòng)連續(xù)、累計(jì)稱量的計(jì)量器具。電子皮帶秤是一種動(dòng)態(tài)控制型衡器，它利用皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，將皮帶上運(yùn)載的物料進(jìn)行稱重、累計(jì)，并能根據(jù)設(shè)定流量的要求調(diào)整皮帶速度，以使物料流量達(dá)到設(shè)定流量，顯示或打印計(jì)量。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共向世界六大洲160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)出口衡器和天平，可以說(shuō)是稱重傳感器生產(chǎn)大國(guó)[2]，但總體質(zhì)量水平與國(guó)際同類產(chǎn)品相比還有較大差距。我國(guó)的衡器行業(yè)是一個(gè)具有漫長(zhǎng)發(fā)展歷史的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和重要的基礎(chǔ)行業(yè)。隨著皮帶秤國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程的發(fā)布，使皮帶秤產(chǎn)品規(guī)范化有了依據(jù)，皮帶秤的檢測(cè)技術(shù)受到廣泛的重視。北歐的瑞典、挪威在皮帶秤的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)技術(shù)上有出色的成就，這些國(guó)家早就把皮帶秤做為散料進(jìn)出口貿(mào)易結(jié)算的公證秤，%。美國(guó)設(shè)置有專門技術(shù)服務(wù)公司，有償?shù)貫楣さV企業(yè)中的皮帶秤進(jìn)行各種咨詢和技術(shù)服務(wù)，確保了這種秤在現(xiàn)場(chǎng)使用中的計(jì)量性宗旨。在出口貿(mào)易中，德國(guó)占31%，日本占18%，美國(guó)占18%，法國(guó)占7%。美國(guó)衡器產(chǎn)值約10億美元，其中，重型衡器和包裝系統(tǒng)比例很大；在意大利，包裝系統(tǒng)占衡器產(chǎn)值的80%以上；，其中工業(yè)、精密級(jí)衡器1億馬克。皮帶秤正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，作為一種新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)受到全世界的普遍關(guān)注，具有十分廣闊的發(fā)展前景[1]。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電子皮帶秤電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 電子皮帶秤 電子皮帶秤簡(jiǎn)介皮帶秤經(jīng)歷了純機(jī)械式皮帶秤、傳感器電子儀表皮帶秤發(fā)展到今天的傳感器微機(jī)式皮帶秤和微機(jī)智能化皮帶秤，日新月異的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在皮帶秤中的應(yīng)用，極大地提高了皮帶秤的計(jì)量精度，改善了它的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了操作程序，易于維護(hù)，使其廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 皮帶秤具有動(dòng)態(tài)測(cè)量和自動(dòng)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的定量包裝和工業(yè)配料等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，不僅起到減員增效、節(jié)支創(chuàng)收和減少誤差的作用，而且加強(qiáng)了企業(yè)的管理，縮短作業(yè)時(shí)間，改善了操作條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，從而大大提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，被廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運(yùn)輸、港口、建筑、機(jī)械制造和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。目前，電子衡器在全球衡器市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，世界衡器產(chǎn)值有50多億美元，美國(guó)、德國(guó)、日本、英國(guó)、意大利等國(guó)家都掌握先進(jìn)的稱重技術(shù)。日本衡器年產(chǎn)值約1000億日元，在日本1臺(tái)自動(dòng)定量包裝秤價(jià)格從200萬(wàn)到2000萬(wàn)日元；全球衡器出口貿(mào)易額約18億美元。電子皮帶秤在全球范圍的應(yīng)用也越發(fā)的廣泛。荷蘭菲利普(PHILIPS)公司的專家從1966年開(kāi)始在該公司的試驗(yàn)裝置上經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究，開(kāi)創(chuàng)了多托輥皮帶秤的計(jì)量性能優(yōu)于單托輥的理論，成了高精度皮帶秤在機(jī)械秤架設(shè)計(jì)方面的一個(gè)新起點(diǎn)。就國(guó)內(nèi)而言,也有相當(dāng)數(shù)量規(guī)模較大的外資企業(yè)和新興企業(yè)，擁有先進(jìn)開(kāi)發(fā)手段和現(xiàn)代制造、檢查裝備。我們需要通過(guò)國(guó)際技術(shù)轉(zhuǎn)讓、國(guó)際技術(shù)交流、國(guó)際間的資本流動(dòng)、人才流動(dòng)來(lái)裝備我國(guó)衡器企業(yè)，以此將產(chǎn)品推向現(xiàn)代化、推向國(guó)際市場(chǎng)。近十多年來(lái)，我國(guó)稱重傳感器技術(shù)與制造工藝也取得較大進(jìn)步?，F(xiàn)如今，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，處于全國(guó)各種企業(yè)大力進(jìn)行技術(shù)革新的形式下，市場(chǎng)對(duì)電子皮帶秤的需求增大，我國(guó)也一直在加大對(duì)電子皮帶秤的研究。 電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)及工作原理皮帶秤組成大致可分為秤架、稱重傳感器、速度傳感器和顯示控制器等幾個(gè)部分。連續(xù)、自動(dòng)稱重是皮帶秤的主要特點(diǎn)[3]。因?yàn)槠ХQ量段上的物料量分布不均勻和皮帶速度的變化，單位為： （11）式中：——加載時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)量； ——空載時(shí)，定時(shí)為皮帶秤運(yùn)行整數(shù)圈時(shí)間，A/D轉(zhuǎn)換器輸出的平均值（定時(shí)不足3分鐘檢測(cè)后應(yīng)該歸算到3分鐘）；——滿度加載時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)量；——滿度瞬時(shí)流量值，單位為；——加載時(shí)1秒內(nèi)的速度脈沖數(shù)；——1秒內(nèi)的滿度速度脈沖數(shù)。電子皮帶秤的皮帶下面有一個(gè)壓力傳感器，把信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器，A/D轉(zhuǎn)換器傳給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)處理后以數(shù)字形式顯示出來(lái)，有瞬時(shí)流量和累積流量，皮帶機(jī)的電機(jī)是個(gè)變頻電機(jī)，可通過(guò)變頻來(lái)調(diào)節(jié)送料速度，以使物料流量達(dá)到設(shè)定流量[4]。 設(shè)計(jì)思想輸送帶的實(shí)時(shí)稱重系統(tǒng)是對(duì)散狀物料自動(dòng)的連續(xù)、累計(jì)稱量。這些量在理論上的計(jì)算，可用積分法的數(shù)學(xué)模式來(lái)演算。因物料輸送的不均勻性和輸送帶速度隨時(shí)間變化，所以在T時(shí)間間隔的累計(jì)流量可以用以下積分式表示。一物料通過(guò)秤的時(shí)間或；一皮帶單位長(zhǎng)度上的物料重量；一物料在皮帶上的運(yùn)行速度。這樣的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)減小了物料對(duì)輸送帶的沖擊，從而使秤架盡可能的將輸送帶負(fù)荷按一定比例傳遞到傳感器上，獲得較好的稱重效果。 設(shè)計(jì)方案組成 圖22 設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 Structure of Designing system電子皮帶秤的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括如下幾部分：A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、自動(dòng)控制。A/D轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)需要單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)采用的是AT89C51，其所具有的高集成度既簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)又降低了成本。數(shù)據(jù)顯示采用液晶顯示模塊，人機(jī)界面友好。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主控制器 AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。片內(nèi)置多功能8位中央處理器（CPU）和Flash閃爍存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)大的ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多控制系統(tǒng)提供了一種高靈活性、且高性價(jià)比的方案。VCC：電源電壓。P0口： 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 AT89C51功能1)振蕩器特性AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XATL1和XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下，CPU停止工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止[6]。定時(shí)器0：當(dāng)定時(shí)器T0產(chǎn)生溢出時(shí)，置位內(nèi)部中斷請(qǐng)求標(biāo)志TF0，發(fā)中斷申請(qǐng)。定時(shí)器1：當(dāng)定時(shí)器T1產(chǎn)生溢出時(shí)，置位內(nèi)部中斷請(qǐng)求標(biāo)志TF1，發(fā)中斷申請(qǐng)。各個(gè)中斷源在程序存儲(chǔ)器中的中斷入口地址如下表所示表21 89C51中斷服務(wù)程序入口地址表 Tab. 21 Import address of Interruption service Procedures of AT89C51中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)器0溢出000BH外部中斷10013H定時(shí)器1溢出001BH串行口0023H4）復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，復(fù)位電路一般有上電復(fù)位、手動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)位等電路，我們采用的是手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)復(fù)位。圖33 AT89C51芯片的復(fù)位電路 Fig33 Reset circuit of AT89C51 稱重傳感器傳感器是將被測(cè)的某一物理量(或信號(hào))，按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)的另一種量(或信號(hào))輸出的裝置。它的輸入量是某一被測(cè)量可能是物理量也可能是化學(xué)量、生物量等。輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。 在系統(tǒng)中用到的稱重傳感器直接安裝固定在底板上的支架上，傳感器的觸頭與C輪的支撐架下表面接觸，用來(lái)感應(yīng)皮帶上傳輸物料對(duì)秤架的壓力變化。特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提高，稱重傳感器已成為過(guò)程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測(cè)以及吊