基于STC89單片機(jī)的粉狀物料定量稱重控制器設(shè)計(jì)_圖文

1、包裝與食品機(jī)械年第卷第期基于單片機(jī)的粉狀物料定量稱重控制器設(shè)計(jì)木江慶（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，合肥）摘要：針對(duì)粉狀物料定量下料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的定量稱重控制器，是一個(gè)機(jī)電一體化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。采用單片機(jī)配以必要的控制接口和控制軟件實(shí)現(xiàn)定量下料的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)和定量控制。設(shè)計(jì)的控制器具有可控性強(qiáng)、定量計(jì)量精度高、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；定量稱重控制器；計(jì)量精度中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）（，）：，：；剛面粉狀物料重量是食品、化工、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的重要工藝參數(shù)。重量計(jì)量的準(zhǔn)確與否直接影響到企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，隨著我國食品、化工、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的迅猛發(fā)展

2、，定量稱重控制器已在成品包裝行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。采用定量稱重控制器的包裝機(jī)可大大提高自動(dòng)化程度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)定量稱重控制器的可靠性、穩(wěn)定性及功能健全方面的要求也越來越高。本文所設(shè)計(jì)的控制器首要解決定量計(jì)量精度、轉(zhuǎn)換速率和可靠性，其次完善控制器的功能，使之更具有通用性和實(shí)用性。系統(tǒng)的工作流程圖所示定量稱重包裝機(jī)械設(shè)備。粉狀物料由供料機(jī)構(gòu)送至備料斗，由備料斗向計(jì)量斗裝料采取三料速方式，即大、中、小投，粉狀物料在計(jì)量斗完成定量稱量后，卸料至包裝袋中，整個(gè)定量過程由定量稱重控制器進(jìn)行控制，術(shù)收稿日期：

3、作者簡(jiǎn)介：江慶（），女，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院講師，碩士研究生，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械及其自動(dòng)化教學(xué)科研工作?；趩纹瑱C(jī)的粉狀物料定量稱重控制器設(shè)計(jì)一江慶同時(shí)該控制器還提供夾袋、松袋控制。本控制器通過對(duì)定時(shí)器的編程實(shí)現(xiàn)了過程時(shí)間控制。只需要進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入就可以完成標(biāo)定、工作參數(shù)設(shè)置、配方參數(shù)設(shè)置、日期時(shí)鐘輸入等操作。進(jìn)行包裝前，從面板按鍵上輸入運(yùn)行參數(shù)（包裝袋數(shù)、總重量、額定袋數(shù)等）和配方，或在計(jì)算機(jī)上操作通過通訊口輸入。進(jìn)行包裝時(shí)，控制器根據(jù)運(yùn)行參數(shù)和配方通過口信號(hào)的輸出控制喂料電磁閥和夾袋電磁閥及其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為了保證喂料和卸料的速度，又要保證稱重的精度，計(jì)量過程分為大投、中投和小投階段。在一次稱重包裝過

4、程結(jié)束后，控制器將自動(dòng)把“包裝袋數(shù)”加，然后把總袋數(shù)與額定袋數(shù)比較，若二者相等則停止下一次稱重包裝過程，返回至停止?fàn)顟B(tài)。反之，則繼續(xù)進(jìn)行下一次稱重包裝過程控制。包裝結(jié)束后，控制器進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)界面。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本定量稱重控制器是一個(gè)機(jī)電一體化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。采用單片計(jì)算機(jī)配以必要的控制接口和控制軟件，實(shí)現(xiàn)定量下料的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)和定量控制。供料機(jī)構(gòu)計(jì)量斗囂驅(qū)動(dòng)箱控制器圖定量稱重包裝機(jī)械設(shè)備示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，定量稱重控制器是以單片機(jī)為核心部件的智能化儀器。系統(tǒng)由單片機(jī)、稱重傳感器、信號(hào)的采集部分、及轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的輸出等組成。由于采用單片計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路技術(shù)、模塊化電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此該系統(tǒng)具

5、有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、性能穩(wěn)定、控制精度高、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。信號(hào)檢測(cè)及控制定量稱重控制器中單片機(jī)需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)、按鍵信號(hào)、串口通訊信號(hào)等進(jìn)圈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖行處理數(shù)據(jù)處理部分是通過處理其輸入的數(shù)字信號(hào)來獲取測(cè)得值以及與測(cè)量有關(guān)的必需值。定量稱重控制器的應(yīng)用場(chǎng)合一般還會(huì)有靜電、輻射和振動(dòng)等于擾。根據(jù)這些設(shè)計(jì)需要，我們選用了系列中的單片機(jī)。其內(nèi)部電源供電系統(tǒng)、口、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、看門狗電路均經(jīng)過特殊處理，所以具有超強(qiáng)抗干擾、抗靜電功能。信號(hào)采集是將傳感器輸出的信號(hào)變成適用于數(shù)據(jù)處理的信號(hào)。本控制器信號(hào)采集是由電包裝與食品機(jī)械年第卷第期阻應(yīng)變橋式稱重傳感器將受力時(shí)產(chǎn)生形變的電壓信號(hào)經(jīng)過直流

6、運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，有源濾波電路對(duì)其進(jìn)行濾波后由轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后送人單片機(jī)。直流運(yùn)算放大器選用的是具有低功耗通用的高精度放夫器。有源濾波電路中選用了兩個(gè)。定量稱重控制器的性能除主要取決于單片機(jī)外，很大程度上還取決于轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計(jì)選用的是高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，具有位精度并內(nèi)含自校正一轉(zhuǎn)換器、二階一調(diào)制器、可編程數(shù)字濾波器和微處理器。芯片內(nèi)有半自動(dòng)校準(zhǔn)功能，與兼容，并可提供雙線控制模式。由于定量稱重控制器對(duì)信號(hào)的精確度要求較高，所以為了提高測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定度、消除干擾，轉(zhuǎn)換部分的基準(zhǔn)電壓和傳感器供電電源及供電電源均采用獨(dú)立供電，如圖所示?？刂菩盘?hào)輸出電路是用于傳輸處理好的測(cè)量結(jié)果。主要由液晶

7、顯示電路、開關(guān)量輸入輸出電路、串口通訊電路等構(gòu)成。本控制器的液晶顯示器主要用于監(jiān)控稱重?cái)?shù)據(jù)、顯示工作狀態(tài)、查看有關(guān)參數(shù)、輸入數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)時(shí)間等。液晶顯示器選用的是（奧可拉中文集成模塊系列液晶顯示器圖轉(zhuǎn)換電路圖，用戶輸入?yún)^(qū)位碼或碼即可實(shí)現(xiàn)文本顯示。單片機(jī)與液晶顯示器的連接如圖所示。圖單片機(jī)與液晶顯示器連接圖卜一開關(guān)量輸入輸出部分：開關(guān)量實(shí)現(xiàn)的是按鈕操作信號(hào)的輸入和單片機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)的輸出。串口通訊部分：串口通訊芯片選用的是，外圍電容為無極性的電容。由單片機(jī)的、引腳和芯片的、引腳連接形成通用的一接口。這樣，控制器就可以方便地與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)進(jìn)行通訊了?？刂栖浖浖O(shè)計(jì)采用調(diào)試方便、結(jié)構(gòu)清晰的模塊

8、化結(jié)構(gòu)。程序用語言編寫。軟件部分主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，控制器外設(shè)（按鍵）控制，基于單片機(jī)的粉狀物料定量稱重控制器設(shè)計(jì)一江慶功能菜單顯示以及與串口的數(shù)據(jù)通訊等。程序包含了采集、按鍵開關(guān)量輸人、液晶顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、串口通訊等內(nèi)容。程序執(zhí)行時(shí)由主程序根據(jù)單片機(jī)接收到的圖系統(tǒng)總程序框圖信號(hào)對(duì)各個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)用從而達(dá)到控制器對(duì)各種外部信號(hào)進(jìn)行處理和控制的目的。系統(tǒng)的總程序框圖如圖所示。結(jié)束語本定量稱重控制器主要用于定量裝袋秤測(cè)量與控制。此定量稱重控制器與傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合后可構(gòu)成各種自動(dòng)包裝機(jī)，用于各類加工和生產(chǎn)，控制器的可靠性，穩(wěn)定性好，功能齊全，顯示器菜單以中文的形式顯示出來。全中文菜單形式

9、最大程度地便捷了中國用戶的操作，界面友好，操作方便，具有較高的性能價(jià)格比，非常適合粉狀物料的定量計(jì)量控制。參考文獻(xiàn)：李照霞，蔣德云等基手單片機(jī)包裝控制器的研究機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，（）：宏晶科技系列單片機(jī)器件手冊(cè)，宏晶科技公司奧可拉中文集成模塊系列（改進(jìn)型）中文液晶顯示模塊使用說明書金鵬電子有限公司肖洪兵，陳志強(qiáng)。位轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用電子技術(shù)應(yīng)用，（）：安世奇面粉自動(dòng)稱量控制控制工程，（）：，胡春海，張金泉淀粉稱重包裝控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)燕山大學(xué)學(xué)報(bào)，（）：攀萋；霉萋罄赫麓蕤赫瓷翁繁獺鬻黌攀攀專；霉從近期不少作者來稿中，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)論文摘要沒有下功夫?qū)懞?。論文摘要是十分重要的，是中、英文摘采用的主要依?jù)。

10、具體來說作者注意以下幾點(diǎn)：摘要應(yīng)是論文的內(nèi)容不加注釋和評(píng)論的簡(jiǎn)短陳述，內(nèi)容不應(yīng)空洞、過簡(jiǎn)。摘要應(yīng)具有獨(dú)立性和自含性，即不閱讀論文的全文，就能獲得必要的信息。摘要中有數(shù)據(jù)、有結(jié)論，是一篇完整的短文，可以獨(dú)立使用，可以引用，有助于本文內(nèi)容的推廣。摘要的內(nèi)容應(yīng)包含與報(bào)告、論文同等量的主要信息，供讀者確定有無必要閱讀全文，也供文摘等二次文獻(xiàn)采用。摘要一般應(yīng)說明研究工作目的、實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果和最終結(jié)論等而重點(diǎn)是結(jié)果和結(jié)論。中文摘要一般不宜超過。字：外文摘要不宜超過個(gè)實(shí)詞，如遇特殊需要字?jǐn)?shù)可以略多。外文摘要內(nèi)容應(yīng)與中文摘要一致，并注意詞句表達(dá)符合英文語法規(guī)則，防止錯(cuò)、漏和詞不達(dá)意。是否寫好論文摘要。作為是否

11、錄用的一個(gè)重要指標(biāo)。 基于STC89單片機(jī)的粉狀物料定量稱重控制器設(shè)計(jì)作者：江慶， JIANG Qing作者單位：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,合肥,230036刊名：包裝與食品機(jī)械英文刊名：PACKAGING AND FOOD MACHINERY年，卷(期：2008，26(1引用次數(shù)：0次參考文獻(xiàn)(6條1. 李照霞. 蔣德云 基手STC89單片機(jī)包裝控制器的研究期刊論文-機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2007(042. 宏晶科技 宏晶科技STC89C5IRC/RD+系列單片機(jī)器件手冊(cè)3. 奧可拉中文集成模塊B系列(改進(jìn)型中文液晶顯示模塊使用說明書4. 肖洪兵. 陳志強(qiáng) 24位A/D轉(zhuǎn)換器ADSl210/121l

12、及其應(yīng)用期刊論文-電子技術(shù)應(yīng)用 2000(035. 安世奇 面粉自動(dòng)稱量控制期刊論文-控制工程 2007(046. 胡春海. 張金泉 淀粉稱重包裝控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)期刊論文-燕山大學(xué)學(xué)報(bào) 2000(02相似文獻(xiàn)(2條1.期刊論文 江慶. 宋杰. 李照霞. 蔣德云. JIANG Qing. SONG Jie. LI Zhao-xia. JIANG De-yun 粉狀物料定量稱重控制器的設(shè)計(jì) -機(jī)械管理開發(fā)2008,23(3針對(duì)粉狀物料定量下料的特點(diǎn),設(shè)計(jì)一種基于STC89單片機(jī)的定量稱重控制器,是一個(gè)機(jī)電一體化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).采用STC89單片機(jī)配以必要的控制接口和控制軟件.實(shí)現(xiàn)定量下料的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)和定量控制.設(shè)計(jì)的控制器具有可控性強(qiáng)、定量計(jì)量精度高、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn).2.會(huì)議