0引言近年來,單片機發展到了一個全新階段,廣泛應用于電子、機械控制、自動化生產設計等行業,并逐步延伸到智能控制的諸多領域。以單片機為控制核心的小型自動化生產檢測系統,尤其在一些液體產品的檢測等復雜工程中,控制人員通過微處理單元對產品進行質量以及液位等信息的檢測,根據顯示屏顯示的信息告知產品的質量是否符合設計要求。同時在必要時可以在不達標產品被檢測到的情況下進行報警,大大提高了工作效率,也給檢測人員帶了很大的便利,節省了一定的企業成本。1系統硬件設計1.1系統的整體設計以單片機為核心,設計一個智能監控系統,可以實時進行產品質量、液位數據的采集,并通過數碼管進行數據處理,最終顯示所測試產品質量、液位數據。同時,監控系統也可以在檢測到不符合設計標準的產品時進行實時控制及報警提示,從而便于生產人員了解產品的質量信息,保證產品質量。系統硬件包括控制模塊、電源模塊、顯示模塊、驅動模塊、按鍵和報警模塊、傳感器實時數據采集監測模塊,如圖1所示。1.1.1單片機最小系統設計本系統中采用單片機為AT89C52,其最小控制系統如圖2所示,AT89C52主要功能特性如表1所示。AT89C52最小系統是指能夠保證系統正常運行的最小組成單元,包括電源電路、時鐘電路和復位電路[1]。圖2AT89C52最小系統表1AT89C52主要功能表1.1.2電源電路電路電源主要包括:5V其他外圍電路,如報警電路等電源電壓;15V的驅動及恒流斬波電路主要功能特性兼容MCS51指令系統8K可反復擦寫FlashROM32個雙向I/O口2568bit內部RAM3個16位可編程定時/計數器中斷時鐘頻率0~24MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設置睡眠和喚醒功能圖1基于質量監控系統設計的系統框圖電平,供電對象為IRF540和控制器;+24V電磁閥供電電壓。驅動電路供電電壓同時也是電機的工作電壓,它不是一個定值,由于控制器電源部分硬件結構的限制,控制器電源電壓在20~50V之間,若超出此范圍,系統便無法正常工作。電源部分的電路圖如圖3所示。圖3驅動電路電源電路1.1.3重力采集電路在本設計的系統中,重力傳感器起到了至關重要的作用。本文選取MPX4115重力傳感器,該重力傳感器是由1個硅壓力傳感器組成,傳感器內部的應變片為輔助的構成結構,應變片在壓力情況下產生形變,然后電阻值改變,將傳感器的信號輸出。傳感器結合了高級的微電機技術,薄膜鍍金屬。還能為高水準模擬輸出信號提供一個均衡壓力。在0~85的溫度下誤差不超過1.5%,溫度補償是-40~125。1.1.4ADC模數轉換電路由于由重力傳感器MPX4115采集出來的電壓為模擬值,而單片機所能處理的為數字量,所以有必要將重力傳感器MPX4115采集到的模擬量進行數字轉換。本設計的產品質量檢測系統中選用一種八位分辨率雙通道的模數轉換芯片ADC0832。1.1.5液位信息采集電路直接用單片機檢測3個引腳的高低電平狀態,通過電阻R1、R2直接采樣,如圖4所示。仿真中用1個撥碼開關SW1來模擬液位檢測電路的B、C引腳,分別與單片機的p1.0、p1.1引腳連接,A引腳處于高電平與+5V相連。根據液位檢測原理,分別在B、C2個引腳的下方接入1個4.7K的下拉電阻。當p1.0和p1.1都打開時,此時液位達到最高標準,單片機檢測到p1.0、p1.1的低電平狀態,控制電機不再轉動,不再升高液位;當p1.0關閉、p1.1打開時,液位即位于最低標準與最高標準之間,單片機檢測到p1.0的高電平、p1.

總結

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