畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的物料皮帶配料秤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論 文）第一章 前言 1.1 課題的研究意義及目的在七八十年代隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與改革開(kāi)放的需要從冶金、電力、建材等系統(tǒng)，在成套系統(tǒng)進(jìn)口的同時(shí)配套進(jìn)口了相當(dāng)數(shù)量的各類皮帶秤產(chǎn)品。此階段比較突出的是上海寶鋼集團(tuán)在一期、二期項(xiàng)目引進(jìn)的設(shè)備中配套進(jìn)口了相當(dāng)數(shù)量的日本大和衡器株式會(huì)社（yamato）生產(chǎn)的非定量/定量皮帶秤產(chǎn)品，由于該產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定可靠贏得了我國(guó)市場(chǎng)的認(rèn)可。到了上世紀(jì)末本世紀(jì)初一批原國(guó)有企業(yè)與大專院校、科研院所由于體制問(wèn)題從而分離出眾多的民營(yíng)企業(yè)，自行開(kāi)發(fā)了各種皮帶秤產(chǎn)品。在此階段的合資企業(yè)如北京大和引進(jìn)了日本大和cfc-100皮帶秤儀表技

2、術(shù)；上海大和在日方增資控股后全面引進(jìn)了日本大和非定量/定量皮帶秤包括耐壓式計(jì)量給煤機(jī)用傳感器、儀表與整機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)?？傮w上說(shuō)我國(guó)目前的非定量皮帶秤、定量皮帶秤的承重裝置的結(jié)構(gòu)形式還沒(méi)有完全突破上述的幾種類型，目前針對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的基礎(chǔ)性測(cè)試與理論研究還缺乏實(shí)用性的突破。由于皮帶秤的動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度受環(huán)境變化影響因素太多，應(yīng)該客觀地說(shuō)，目前我國(guó)皮帶秤產(chǎn)品的可靠性應(yīng)用與研究與國(guó)外先進(jìn)水平相比較還是相當(dāng)落后的，所以市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Ψ浅Ｖ?。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前利用單片機(jī)和微機(jī)組成的皮帶配料秤單片機(jī)控制器已廣泛地應(yīng)用在冶金、化工、建材、飼料加工等諸多行業(yè)，皮帶配料秤控制系統(tǒng)不僅具

3、有自動(dòng)化程度高，配料連續(xù)性好，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，而且配料精度高，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，還能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)物料的配比，自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤誤差調(diào)整、自動(dòng)稱重、自動(dòng)混合、自動(dòng)顯示。因此使用皮帶配料秤單片機(jī)控制器能明顯地提高工作效率，增加經(jīng)濟(jì)效益，提高管理的現(xiàn)代化水平。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器主要指皮帶類的連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器，簡(jiǎn)稱皮帶秤。我國(guó)最早出現(xiàn)機(jī)械式非定量非定量皮帶秤是在上世紀(jì)五十年代，而真正意義上的電子非定量皮帶秤是在六十年代，當(dāng)時(shí)由機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研制生產(chǎn)了第一代電子非定量皮帶秤，隨后機(jī)械部上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所、太原工學(xué)院等單位也相繼開(kāi)發(fā)出全電子非定量皮帶秤產(chǎn)

4、品。在七八十年代開(kāi)始，機(jī)械部先后組織了從日本大和（yamato）引進(jìn)非定量/定量皮帶秤整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)；從美國(guó)梅里克(melick)引進(jìn)非定量/定量皮帶秤整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)；從德國(guó)申克(schenck)引進(jìn)定量皮帶秤整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)；從美國(guó)拉姆齊(ramsey)引進(jìn)非定量/定量皮帶秤整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)；電力部組織了從日本大和（yamato）引進(jìn)給煤機(jī)（定量皮帶秤）整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)；從美國(guó)史道克(stock)引進(jìn)給煤機(jī)（定量皮帶秤）整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)。作為我國(guó)火力發(fā)電行業(yè)最關(guān)鍵的稱重設(shè)備之一的耐壓式計(jì)量給煤機(jī)的發(fā)展，代表了我國(guó)電子皮帶秤產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)更高的臺(tái)階。為了促進(jìn)國(guó)有企業(yè)技術(shù)的發(fā)展，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的稱重技術(shù)是無(wú)

5、可非議的，但必須熟悉掌握專業(yè)技術(shù)的全面信息，且具有全新的概念和超前的意識(shí)，盲目性、重復(fù)性的引進(jìn)是技術(shù)上的大忌。在稱重測(cè)力技術(shù)中，我國(guó)以國(guó)外若干技術(shù)起步，甚至在某一階段以局部市場(chǎng)換取一些技術(shù)，一度取得了一些成果，由于外國(guó)公司的主觀愿望十分明確，為進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，他們并役有轉(zhuǎn)讓真正前沿的新技術(shù)，而是將他們即將換代的局部技術(shù)實(shí)施轉(zhuǎn)讓，為其原有產(chǎn)品延長(zhǎng)其生命周期，取得意想不到的效益。 1.3 本論文的主要工作及安排本文在介紹一種物料皮帶配料秤單片機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，著重對(duì)該儀器的控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)作了詳盡描述，及一種采用8051等芯片設(shè)計(jì)的智能變送器和系統(tǒng)誤差自適應(yīng)調(diào)節(jié)的方法。論文的第一部

6、分主要就皮帶配料秤的特點(diǎn)、工作原理及結(jié)構(gòu)作了簡(jiǎn)要描述，突出地介紹了皮帶配料秤的用途及功能。論文的第二部分說(shuō)明了皮帶配料秤的結(jié)構(gòu)和原理。包括物料自動(dòng)稱量的原理和實(shí)現(xiàn)，芯片介紹。論文的第三部分重點(diǎn)描述了皮帶配料秤單片機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工作原理和實(shí)現(xiàn)。突出地介紹了一種pc機(jī)與單片機(jī)的一種遠(yuǎn)距離串行通信方法。論文的第四部分介紹系統(tǒng)常見(jiàn)的皮帶跑偏等問(wèn)題的處理方法。如果能注意這些問(wèn)題，那會(huì)使皮帶配料秤運(yùn)行更加安全方便。第二章 總體設(shè)計(jì)方案皮帶配料秤控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想為：皮帶輸送機(jī)投入運(yùn)行前，輸送皮帶上物料流量的設(shè)定值由操作人員在鍵盤上設(shè)定。系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后，單片機(jī)采樣皮帶荷重信號(hào)(通過(guò)adc0809)

7、和走速信號(hào)(t法測(cè)速)，將皮帶走速信號(hào)v(t)與皮帶單位長(zhǎng)度上的瞬時(shí)重量p(t)相乘即可計(jì)算出皮帶上物料的瞬間流量f(t)。瞬間流量可通過(guò)6個(gè)七段數(shù)碼管顯示出來(lái)，為操作人員提供工藝數(shù)據(jù)參考。8051系統(tǒng)再將流量實(shí)際值與其設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)增量pid調(diào)節(jié)運(yùn)算后計(jì)算出控制量vi，通過(guò)dac0832轉(zhuǎn)換為電流輸出信號(hào)(420 ma)，而后經(jīng)放大去控制可控硅的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑差電機(jī)電磁離合器勵(lì)磁電流的功能，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使輸送皮帶上的物料流量盡可能穩(wěn)定在設(shè)定值附近，并具有良好的靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性能。2.1 硬件系統(tǒng)方案選擇(1) 單片機(jī)8051最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。8051芯片是整個(gè)皮帶秤

8、系統(tǒng)的核心，選擇8051芯片是因?yàn)樗旧碜詭瑑?nèi)程序存儲(chǔ)器，使用起來(lái)比較方便，性能也比較穩(wěn)定。(2) a/d轉(zhuǎn)換接口的擴(kuò)展。a/d轉(zhuǎn)換部分為稱重傳感器和放大電路提供激勵(lì)電壓和穩(wěn)定的電壓電源，并提供放大器稱重傳感器輸出的稱重模擬信號(hào)，同時(shí)還要把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。(3) 顯示接口的擴(kuò)展。系統(tǒng)中主要配有6個(gè)七段數(shù)碼顯示管來(lái)顯示測(cè)出的瞬時(shí)流量f(t)，為操作人員提供工藝數(shù)據(jù)參考。(4) d/a轉(zhuǎn)換接口的擴(kuò)展。d/a轉(zhuǎn)換主要是將單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)，經(jīng)模糊pid算法得出控制輸出，再經(jīng)d/a轉(zhuǎn)換后控制可控硅進(jìn)行處理。(5) 檢測(cè)元件的選擇。檢測(cè)元件采用軟件方法對(duì)流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)。(6)

9、鍵盤接口的擴(kuò)展。 鍵盤是由若干個(gè)按鈕組成的開(kāi)關(guān)組，其作用非常之大，在調(diào)試過(guò)程中用來(lái)輸入設(shè)定值及各種參數(shù)。根據(jù)本皮帶秤的系統(tǒng)需要，采用的是2x8鍵盤，包括09這10個(gè)數(shù)字鍵，6個(gè)功能鍵，因此，鍵盤在此次系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用。2.2 軟件系統(tǒng)方案選擇軟件部分的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)鍵的掃描，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并處理，計(jì)算出瞬時(shí)流量，再進(jìn)行pid調(diào)節(jié)，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速?？煞譃橐韵聨讉€(gè)模塊：(1) 主程序的設(shè)計(jì)。(2) 鍵掃描及顯示程序。(3) a/d轉(zhuǎn)換程序。(4) d/a轉(zhuǎn)換程序。第三章 控制和測(cè)量原理3.1 控制原理輸送皮帶上物料流量的設(shè)定值由操作員在鍵盤上設(shè)定，系統(tǒng)投入運(yùn)行

10、后，單片機(jī)采樣皮帶荷重信號(hào)和走速信號(hào)，并計(jì)算瞬時(shí)流量和輸出控制電流(420ma)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。系統(tǒng)閉環(huán)控制回路原理圖如圖3.1所示。 流量設(shè)定值荷重瞬時(shí)流量計(jì)算滑差電機(jī)d/a輸出 pid調(diào)節(jié)+ -f(t)圖3.1 系統(tǒng)閉環(huán)控制回路原理圖在流量測(cè)試的基礎(chǔ)上，把流量設(shè)定值和實(shí)際測(cè)試得到的瞬時(shí)流量進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差。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420 ma的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后去控制滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速。增量式pid控制算法只需計(jì)算增量，當(dāng)存在計(jì)算誤差或精度不足時(shí)，對(duì)控制量計(jì)算的影響較?。辉隽渴椒e分項(xiàng)運(yùn)算僅與本次偏差有關(guān)，不易產(chǎn)生積分飽和

11、，可取得較好的調(diào)節(jié)效果；在實(shí)際系統(tǒng)中，易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換，故在控制策略的選用中得到了廣泛的推廣。 其計(jì)算公式如下： vi = p( ei + iei + d2ei )式中：輸出控制量的增量；設(shè)定值s與本次實(shí)際測(cè)得的流量值fi之差，；上一時(shí)刻設(shè)定值與實(shí)測(cè)值之差； 2ei兩次誤差值的增量；p比例系數(shù)；i積分系數(shù)；d微分系數(shù)。 輸出控制變量vi的表達(dá)式為 vi = vi-1 + vi式中：vi-1上一時(shí)刻輸出的控制變量3.2 測(cè)量原理測(cè)量時(shí)主要是針對(duì)瞬時(shí)流量進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)輸送皮帶以v(t)走帶時(shí)，皮帶上的物料一般為不均勻分布，瞬時(shí)流量為 f(t) = p(t) xv(t)式中：p(t) -

12、單位長(zhǎng)度上物料的瞬時(shí)重量； v(t) -皮帶的瞬時(shí)線速度。 本系統(tǒng)中p(t)為荷重傳感器電壓輸出信號(hào)的函數(shù)，因?yàn)榇嬖谥蔷€性，故可近似由三次多項(xiàng)式表示為p(t) = ax3(t) + bx2(t) + cx(t) + d 式中：p(t) -單位長(zhǎng)度上物料的瞬時(shí)重量； x(t) -荷重傳感器在時(shí)刻t輸出的電壓信號(hào)經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； a、b、c、d-線性轉(zhuǎn)換系數(shù)。由調(diào)試過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，可通過(guò)鍵盤輸入。 從上述公式可推導(dǎo)出瞬時(shí)流量f(t)為 f(t) = ax3(t) + bx2(t) + cx(t) + d x v(t)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。 第四章 硬件結(jié)

13、構(gòu)及組成原理4.1 8051最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8051片內(nèi)程序存儲(chǔ)器rom為掩膜型的，在制造芯片時(shí)已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去，使它具有了某種專用功能，其地址空間為64kb。當(dāng)ea接高電平時(shí)，單片機(jī)從片內(nèi)rom的4kb字節(jié)存儲(chǔ)器區(qū)取指令，當(dāng)指令地址超過(guò)0fffh后，自動(dòng)地轉(zhuǎn)向片外rom取指令。當(dāng)ea接低電平時(shí)，所有的取指操作均對(duì)片外程序存儲(chǔ)器進(jìn)行。8051最小系統(tǒng)主要包括時(shí)鐘電路的復(fù)位電路兩部分。1） 時(shí)鐘電路（1） 內(nèi)部振蕩方式：8051單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳xtal1和xtal2分別是此放大器的輸入端和輸出端，把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器或陶瓷諧振器連接，就構(gòu)成了

14、內(nèi)部自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。（2） 外部振蕩方式：外部振蕩方式就是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。2） 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路包括片內(nèi)、片外兩部分。外部復(fù)位電路就是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平而設(shè)計(jì)的。8051單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可按復(fù)位鍵重新運(yùn)行。8051芯片外部接線圖如圖4.1所示。圖4.1 8051芯片外部接線圖4.2 a/d轉(zhuǎn)換接口擴(kuò)展在本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，主要有兩種需檢測(cè)的數(shù)據(jù)，一種是皮帶走速信號(hào)v(t)，另一種是運(yùn)行中皮帶單位長(zhǎng)度上的瞬時(shí)重量p(t)，兩者的乘積為此時(shí)的瞬時(shí)流量f(t)，即f(t)

15、p(t)v(t) 單位長(zhǎng)度皮帶上的瞬時(shí)重量(皮帶荷重信號(hào))采集方法如下：(1) 由荷重傳感器測(cè)出瞬時(shí)變化的應(yīng)變情況，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)以010 mv輸出。(2) 經(jīng)過(guò)放大器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電壓05 v，送入a/d轉(zhuǎn)換器adc0809輸入電路in0(a/d轉(zhuǎn)換器的0通道)。 (3) 經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字量送入8051的p0口。 (4) 在8051中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理就得到了單位長(zhǎng)度上皮帶的瞬時(shí)重量。 圖4.2 重量采集電路原理圖adc0809的工作過(guò)程如下：(1) 置p2.7為0，選中adc0809。(2) 再用輸出指令啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換開(kāi)始(wr0)。(3) 判斷eoc(轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)記)是否為1，

16、若為1，則轉(zhuǎn)換結(jié)束。(4) 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，用讀信號(hào)(rd0)控制三態(tài)門(在adc0809內(nèi)部)，將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入8051，存入相應(yīng)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 4.3 荷重傳感器原理本系統(tǒng)選用的荷重傳感器屬于應(yīng)變式壓力計(jì)，其原理是用應(yīng)變片直接測(cè)量彈性元件的應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)間接測(cè)量壓力。這種方法彈性元件變形極小，可以測(cè)量高頻率變化的壓力。應(yīng)變?cè)?shí)際是一個(gè)測(cè)力應(yīng)變筒，被測(cè)壓力經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的力，再傳給應(yīng)變筒。應(yīng)變筒受壓縮變形，沿軸向貼的應(yīng)變片受壓阻值變小，沿周向貼的應(yīng)變片受拉阻值增大，組成應(yīng)變電橋即可得到輸出電壓值，從而測(cè)出壓力值的大小。測(cè)量荷重傳感器原理采用全橋，其中輸出電壓vscvr1/r1。全橋中的r1、r2

17、、r3、r4阻值均相等。r1為應(yīng)變片測(cè)力時(shí)變化的阻值，它反映了所測(cè)壓力的大小與輸出電壓vsc的關(guān)系(成正比)。本設(shè)計(jì)使用全橋的目的在于：當(dāng)r1r2r3r4時(shí),電橋電壓靈敏度最高，并消除了非線性誤差，也起到了補(bǔ)償作用。荷重傳感器全橋輸出原理圖如圖4.3所示。圖4.3 荷重傳感器輸出全橋電路4.4 皮帶走速的測(cè)量 皮帶走速的測(cè)量方法如下：(1) 由測(cè)速傳感器輸出的信號(hào)，其頻率為皮帶走速的線性函數(shù)，該頻率由光碼盤檢測(cè)回路獲得。(2) 該輸出信號(hào)通過(guò)衰減送給比較器整形變成標(biāo)準(zhǔn)脈沖，光電隔離后，輸入到74ls74分頻，74ls74的q1輸出方波接8051的int1。(3) 由8051的定時(shí)器t1測(cè)出方波

18、的周期，t1選用門控方式定時(shí)計(jì)數(shù)，q1輸出高電平時(shí)t1計(jì)數(shù)，q1輸出低電平時(shí)t1停止計(jì)數(shù)，然后讀出t1的計(jì)數(shù)值m。(4) 由公式n60f/pm 計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速，然后查表得轉(zhuǎn)換系數(shù)，計(jì)算出皮帶走速。 4.5 鍵盤顯示接口電路擴(kuò)展系統(tǒng)配有6位共陰極led顯示器，運(yùn)行時(shí)可實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)流量。在調(diào)試過(guò)程中需輸入設(shè)定值及各種參數(shù)(p、i、d、a、b、c、d轉(zhuǎn)換系數(shù))。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，采用28鍵盤，包括09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。鍵盤顯示器接口電路參見(jiàn)圖4.4。圖4.4 鍵盤顯示器接口原理圖 led顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方

19、法。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。這種方法顯示可靠，主要缺點(diǎn)是使用元件多，線路復(fù)雜，成本較高。在微機(jī)控制系統(tǒng)中，若控制系統(tǒng)時(shí)間允許，常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。動(dòng)態(tài)掃描顯示按數(shù)據(jù)輸出方式又可分為并行和串行兩種。并行方式一般使用并行接口，如8255或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。在對(duì)顯示器要求不是太高的場(chǎng)合，也常采用串行數(shù)據(jù)輸出方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，這種方式利用8051內(nèi)部的串行口和某個(gè)并行口(如p1口)組成了控制電路。 本系統(tǒng)需顯示的數(shù)據(jù)較少，故采用串行動(dòng)態(tài)掃描

20、顯示。原理圖中74ls164是串行輸入并行輸出移位寄存器，它與8051的串行口按方式0連接。74ls164接受rxd端串行輸出的待顯示數(shù)據(jù)。每輸出一個(gè)字節(jié)，8051內(nèi)部的硬件自動(dòng)使scon寄存器的中斷標(biāo)志ti置位，通過(guò)對(duì)ti的測(cè)試，即可確定一個(gè)字節(jié)是否發(fā)送完畢。這種方式在程序設(shè)計(jì)時(shí)與并行動(dòng)態(tài)掃描編程方法類似，但需要加入如下的處理：(1) 對(duì)8051的串行口進(jìn)行初始化編程。 (2) 待顯示的數(shù)據(jù)只要送至串行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，串行口就立刻自動(dòng)將數(shù)據(jù)輸出。 7407是集電極開(kāi)路高壓輸出的六緩沖器/驅(qū)動(dòng)器，其功能是對(duì)74ls164輸出的段碼信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)led顯示，需通過(guò)上拉電阻接高電平。led的位選由

21、8051的p1.0p1.5發(fā)出，經(jīng)過(guò)75452反向驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。led顯示器采用共陰極連接，動(dòng)態(tài)顯示方式。鍵掃描處理采取了軟件消抖等一系列抗干擾措施。1) 鍵盤輸入電路鍵盤是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)組,當(dāng)沒(méi)有一個(gè)鍵按下時(shí)，所有行線輸出為1；當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該鍵所在的行線和列線短接，行線的輸出由列線的輸入電平?jīng)Q定，74ls164可提供鍵盤的列掃描信號(hào)。 2) 鍵盤信號(hào)的識(shí)別本設(shè)計(jì)采用的是非編碼式鍵盤，采用軟件方法判別究竟是哪一個(gè)鍵按下。其過(guò)程如下(1) 進(jìn)行整體掃描，從74ls164輸出的列值00h判斷p3.4、p3.5是否為0，當(dāng)為0時(shí)表示有鍵按下。(2) 當(dāng)有鍵按下時(shí)，由逐列掃描找出這個(gè)鍵所在

22、的行值，此時(shí)74ls164逐次輸出所對(duì)應(yīng)的列值為01h、02h、04h、08h、10h、20h、40h、80h。(3) 由鍵值所在的行值和列值即可計(jì)算出按鍵所在的位置。因本系統(tǒng)的鍵盤只有兩行，故行值加列值即得鍵值。其中，第一行的行值為00h，第二行的行值為08h。 3) 鍵盤消抖的處理機(jī)械按鍵在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)，而是伴隨著一連串的抖動(dòng)。為保證cpu對(duì)按鍵的一次閉合僅做一次處理，對(duì)抖動(dòng)信號(hào)必須進(jìn)行消抖處理。本系統(tǒng)采用軟件消抖，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)10 ms，待鍵閉合穩(wěn)定后再次接受鍵入的信號(hào)，此時(shí)抖動(dòng)已經(jīng)停止，鍵盤狀態(tài)有效。 4) 顯示器電路(1) led顯示器工作原

23、理。顯示器為七段數(shù)碼管，需由驅(qū)動(dòng)電路7407(反向器)驅(qū)動(dòng)，并采用共陰極接法。共陰極led顯示器的陰極共地，當(dāng)某二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的段碼見(jiàn)表4.1。 表4.1 七段led顯示器段碼表(共陰極) 顯示字符0123456789.段碼3fh06h5bh4fh66h6dh07h7dh7eh6fh80h (2) 顯示掃描電路。led的每一種顯示字符對(duì)應(yīng)一個(gè)段碼，cpu送出這個(gè)段碼，led便顯示這個(gè)段碼所對(duì)應(yīng)的字符。在本系統(tǒng)中由移位寄存器74ls164提供需要顯示的段碼。當(dāng)我們需要同時(shí)顯示多個(gè)字符時(shí)，可逐次把需要的字符顯示在規(guī)定的位置上。本系統(tǒng)通過(guò)p1.0p1.5口向顯示

24、器提供位選碼，用于控制各個(gè)顯示器的接地端。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。這樣巡回掃描速度較快，每秒可重復(fù)多次。雖然在同一時(shí)刻只有一個(gè)顯示器在工作，但利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝效應(yīng)，我們看到的都是穩(wěn)定的多個(gè)字符同時(shí)顯示。這種顯示為動(dòng)態(tài)顯示，此時(shí)，段選碼和位選碼均由軟件控制。 4.6 d/a轉(zhuǎn)換接口擴(kuò)展在本系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速可由經(jīng)dac0832輸出的控制電流來(lái)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶上物料的流量控制。(1) 8051與dac0832的連接。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，

25、并作為單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。dac0832的地址可設(shè)為c000h。vcc和ile接5 v，8031的wr與dac0832的wr1相連，vss與、wr2、xferd 、 gnd相連后接地。本系統(tǒng)0832工作于單緩沖方式，只用輸入寄存器鎖存數(shù)據(jù)。8位da寄存器接成直通方式，即把wr2及xfer都接地。由8051的p2.6選通。d/a轉(zhuǎn)換原理圖見(jiàn)圖4.5。 圖4.5 d/a轉(zhuǎn)換原理圖(2) d/a轉(zhuǎn)換。d/a轉(zhuǎn)換過(guò)程如下： 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)定值作比較，通過(guò)pid調(diào)節(jié)送出控制變量vi。 cpu對(duì)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(guò)d

26、/a轉(zhuǎn)換，輸出模擬量。 dac0832的兩個(gè)輸出端iout1和iout2為電流輸出形式，為了提高電流輸出能力，提供420 ma的控制電流，輸出加上一級(jí)功率放大。 輸出的控制電流經(jīng)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)期的設(shè)定值。4.7 報(bào)警電路 圖4.6 報(bào)警電路原理圖報(bào)警電路由8051的p1.6觸發(fā)。當(dāng)系統(tǒng)工作正常時(shí)，p1.6輸出為1，禁止振蕩脈沖在與非門輸出，揚(yáng)聲器關(guān)閉。當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)，p1.6清零，使揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于p1口是準(zhǔn)雙向口，要想將某一位作輸出位時(shí)，必須先在鎖存器中寫入“1”。所以應(yīng)先將p1口置為高電平，使p1.6為1，再

27、經(jīng)過(guò)反向去封閉振蕩器。這就是在硬件上加一個(gè)反向器的原因。振蕩器可選用石英晶體振蕩器或多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)音頻范圍內(nèi)的振蕩波形，再由放大電路放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。皮帶配料秤單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件圖見(jiàn)附錄。第五章 軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)編寫監(jiān)控軟件。根據(jù)系統(tǒng)功能，將軟件劃分為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的模塊，為每一個(gè)模塊設(shè)計(jì)算法和程序流程，再根據(jù)流程圖編制程序。每個(gè)模塊程序調(diào)試成功后，最后連接在一起進(jìn)行總調(diào)。為了提高控制精度，采用了浮點(diǎn)數(shù)的技術(shù)，在程序中調(diào)用了大量的實(shí)用子程序。皮帶配料秤監(jiān)控軟件從功能上可劃分為以下幾個(gè)模塊：(1) 系統(tǒng)初始化。(2) 鍵掃描及顯示。(3) 鍵輸入和鍵命令處理。(

28、4) 運(yùn)行管理程序，包括信號(hào)采集、計(jì)算瞬時(shí)流量及控制輸出三部分。 5.1 系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化主要任務(wù)是在程序開(kāi)始時(shí)，對(duì)本系統(tǒng)中所用到的各個(gè)地址、串行口和定時(shí)器的工作方式進(jìn)行初始化設(shè)定，并對(duì)用戶地址進(jìn)行規(guī)劃。下面以簡(jiǎn)表的形式，把需要初始化的單元羅列出來(lái)，并對(duì)存放的數(shù)據(jù)及初始化狀態(tài)逐一做出介紹，見(jiàn)表5.1。 表5.1 初始化狀態(tài)表 工作單元存放數(shù)據(jù)初始化狀態(tài)38h, 39h, 3ah（上次實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之差）00h, 00h, 00h29h, 2ah, 2bh（兩次差值之差）00h, 00h, 00h65h, 66h, 67h（上次輸出控制變量）00h, 00h, 00h3bh超限次數(shù)00h位地

29、址存放數(shù)據(jù)初始化狀態(tài)3eh判s鍵是否按下的標(biāo)志0（未按）3dh判斷是否首次按鍵的標(biāo)志0（首次）3fh判電機(jī)是否在中速運(yùn)行標(biāo)志1（中速）35h系數(shù)p輸入標(biāo)志位0（未送過(guò)）36h系數(shù)a輸入標(biāo)志位0（未送過(guò)）37h系數(shù)c輸入標(biāo)志位0（未送過(guò)）p1.6報(bào)警標(biāo)志位1（禁止報(bào)警）p1.7設(shè)定值輸入標(biāo)志位1（無(wú)輸入）5.2 鍵值掃描及顯示鍵掃描時(shí)，先整體掃描是否有鍵按下，如果有，再逐列掃描，確定是哪個(gè)鍵按下。逐列掃描時(shí)，先得出按鍵所在列，然后經(jīng)掃描得出行值，行值加列值就得到按鍵的鍵值。具體過(guò)程為：(1) 進(jìn)行整體掃描，從74ls164輸出00h判斷p3.4、p3.5是否為0，當(dāng)為0時(shí)表示有鍵按下。此時(shí)p1.

30、7為1，表示流量設(shè)定值還未輸入，返回鍵掃描等待輸入。(2) 當(dāng)有鍵按下時(shí)，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)10 ms，消除鍵抖動(dòng)。再次整體掃描，進(jìn)行第二次判斷以消除干擾。 00hsbuf整體掃描p3.4=0？延時(shí)10ms，消抖處理 yp3.5=0? y第一次掃描嗎？p1.7=1?feh a計(jì)算鍵值a sbuf(逐列掃描) y p3.4=0?a a10判別功能鍵或數(shù)字鍵下一列輸出值送a p3.5=0? c=1?8列掃描完否？n功能鍵處理顯示子程序 n圖5.1 鍵掃描程序流程圖(3) 第二次掃描仍為有鍵按下時(shí)，由逐列掃描找出這個(gè)鍵所在的行值，即按鍵所在的位置。此時(shí)74ls164逐次輸出值為feh，fdh，fbh

31、，f7h，efh，dfh，bfh，7fh(對(duì)應(yīng)的列值分別為01h，02h，04h，08h，10h，20h，40h，80h)。掃描第一列時(shí)由74ls164輸出feh(第一列為低電平)，分別掃描各行，判斷p3.4或p3.5是否為0，當(dāng)為0時(shí)表明第一列有鍵按下，轉(zhuǎn)去計(jì)算鍵值。當(dāng)?shù)谝涣袥](méi)有鍵按下時(shí)，再繼續(xù)掃描第二列。逐次掃描各列直到找到為0的行輸出為止，由按鍵所在的行值和列值即可計(jì)算出按鍵所在的位置。因本系統(tǒng)的鍵盤只有兩行，故行值加列值即得鍵值。其中，第一行的行值為00h(p3.40)，第二行的行值為08h(p3.50)。 (4) 當(dāng)鍵值大于等于10時(shí)，說(shuō)明按下的是功能鍵，則通過(guò)散轉(zhuǎn)程序轉(zhuǎn)到各自的入口

32、地址，分別實(shí)現(xiàn)各自的功能。若鍵值小于10，則為數(shù)字鍵，調(diào)顯示子程序顯示。鍵掃描程序流程圖見(jiàn)圖5.1。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)鍵盤為28鍵盤，其分布見(jiàn)表5.2。 表5.2 鍵盤分布表76543210runzstopmonswr985.3 顯示子程序顯示子程序是按照動(dòng)態(tài)顯示的原理完成的，將需要顯示的數(shù)據(jù)以十進(jìn)制的形式顯示在六位數(shù)碼管上。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。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)鍵按下時(shí)，讓程序執(zhí)行一段除最右邊led顯示外其余均熄滅的程序，即給其他緩沖區(qū)送入一個(gè)數(shù)，使它查表后得到的段碼為00h，則其他數(shù)碼管不亮，該程序?yàn)閐isp1。當(dāng)?shù)诙€(gè)鍵按下時(shí)，跳

33、過(guò)disp1使顯示緩沖區(qū)正確移位，即執(zhí)行disp2程序。disp2程序的作用是將每個(gè)緩沖區(qū)順序向高位移一次，并把敲入的鍵送入最低位。 a40h41h42h43h44h45h 圖5.2 顯示方式示意圖 5.4 鍵輸入和鍵命令處理 (1) 當(dāng)按下的鍵值為10時(shí)，代表wr鍵。wr鍵的功能為輸入流量設(shè)定值或pid調(diào)節(jié)及線性公式中的系數(shù)(p、i、d、a、b、c、d)。流量設(shè)定值是一個(gè)兩位數(shù)，p、i、d、a、b、c、d轉(zhuǎn)速系數(shù)是4位數(shù)，其格式為前兩位是整數(shù)位，后兩位是小數(shù)位。在輸入設(shè)定值時(shí)，應(yīng)先保證s鍵(設(shè)定鍵)已按下，此時(shí)輸入的兩位數(shù)為設(shè)定值的兩個(gè)單字節(jié)bcd碼，再將其壓縮為一個(gè)字節(jié)的壓縮bcd碼，存入

34、內(nèi)存緩沖區(qū)設(shè)定值單元以備計(jì)算時(shí)使用。在輸入系數(shù)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(duì)應(yīng)的數(shù)。同理，也應(yīng)將4位數(shù)據(jù)壓縮為兩個(gè)字節(jié)的壓縮bcd碼備用。wr鍵處理流程圖見(jiàn)圖5.3。 開(kāi)始 壓縮40h、41h、42h、43h單元內(nèi)容，順序送p、i、d、a、b、c、d及轉(zhuǎn)速系數(shù) s鍵是否按下？ ny壓縮40h、41h單元內(nèi)容送設(shè)定值單元清標(biāo)志位跳回鍵掃描圖5.3 wr鍵處理流程圖(2) 當(dāng)鍵值為11時(shí)，代表s鍵。s鍵是用戶設(shè)定流量的專用鍵。按下此鍵流量設(shè)定值先顯示出來(lái)，如需要改變?cè)O(shè)定值，則用鍵盤敲入相應(yīng)的數(shù)字鍵，隨后按下wr鍵即可。s鍵處理流程圖見(jiàn)圖5.4。(3) 當(dāng)鍵值為12時(shí)

35、，執(zhí)行退出鍵mon。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。然后返回鍵掃描程序，這樣就可以退出命令狀態(tài)，執(zhí)行清標(biāo)志位功能，等待新命令的輸入。 在調(diào)試過(guò)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)。 (4) 當(dāng)鍵值為13時(shí)，執(zhí)行停機(jī)鍵stop。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。在本設(shè)計(jì)中，dac0832的片選信號(hào)是由p2.6端輸出并接反向器后引入的，dac0832的地址為c000h。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。停機(jī)后系統(tǒng)仍要

36、跳回到鍵掃描程序，為下次投入運(yùn)行做準(zhǔn)備。開(kāi)始49h（設(shè)定值） a取設(shè)定值的高4位，放入a的低4位調(diào)顯示置標(biāo)志位3dh=0，置標(biāo)志位3eh=1跳回鍵掃描圖5.4 s鍵處理流程圖 (5) 當(dāng)鍵值為15時(shí)，執(zhí)行z鍵。z鍵是校零鍵，它是測(cè)試輸送皮帶自重的專用鍵。按下此鍵，先啟動(dòng)輸送皮帶空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換器對(duì)荷重傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，取若干次結(jié)果的平均值作為皮帶的自重，寫入相應(yīng)單元保存。在正式運(yùn)行中，荷重傳感器輸出的是毛重信號(hào)，計(jì)算時(shí)應(yīng)扣除皮帶自重。z鍵散轉(zhuǎn)處理程序的設(shè)計(jì)步驟如下： 數(shù)據(jù)采集。按下z鍵后，cpu為dac0832轉(zhuǎn)換器送入80h的數(shù)字量輸出，滑差電機(jī)以中速運(yùn)轉(zhuǎn)(3fh1)。隨

37、后啟動(dòng)adc0809，用通道0(adda、addb、addc均接地選通)對(duì)荷重信號(hào)(此時(shí)為皮帶自重，不傳送任何物料)進(jìn)行采集。 數(shù)字濾波。當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束后(eoc1)，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并存于30h單元，再執(zhí)行上述過(guò)程一遍，將第二次的轉(zhuǎn)換結(jié)果并存于31h單元，而后相加求平價(jià)值送32h單元。 高速下的數(shù)據(jù)采集與數(shù)字濾波。將cpu的數(shù)字量輸出升高為e0h送入dac0832，滑差電機(jī)以高速運(yùn)轉(zhuǎn)(3fh0)。重復(fù)中速下的兩次采集過(guò)程，同樣求出平均值。最后將兩種速度下得到的兩個(gè)平均值再次按平均值濾波進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果送30h單元。這個(gè)數(shù)據(jù)作為皮帶的自重值，在以后的運(yùn)算中每測(cè)一次荷重信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以后，都應(yīng)減

38、去30h單元的皮帶自重才得到真實(shí)的物料重量。這樣的結(jié)果才能參與數(shù)字運(yùn)算，才能滿足系統(tǒng)的精度指標(biāo)。z鍵處理流程圖見(jiàn)圖5.5。開(kāi)始設(shè)3fh=1給dac0832送數(shù)字量80h,滑差電機(jī)中速運(yùn)行啟動(dòng)0832啟動(dòng)0809轉(zhuǎn)換兩次了嗎？ n計(jì)算平均值再次計(jì)算平均值3fh=0?y n跳回鍵掃描數(shù)字量改為80h,滑差電機(jī)高速運(yùn)行，令3fh=0 圖5.5 z鍵處理流程圖(6) 當(dāng)鍵值為14時(shí)，執(zhí)行運(yùn)行鍵run，即配料系統(tǒng)在按下run鍵后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。在本系統(tǒng)中，首先要判別是否已輸入過(guò)設(shè)定值，若沒(méi)有輸入過(guò)，則應(yīng)跳回鍵掃描。如果設(shè)定值已經(jīng)輸入，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行本系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)-運(yùn)行管理程序。 5.5 運(yùn)行管理程序 5.5

39、.1 采樣程序本系統(tǒng)采樣周期為2 s，用延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)。因該系統(tǒng)任務(wù)單一，cpu只需順序進(jìn)行采樣、計(jì)算、控制輸出、顯示等任務(wù)，各任務(wù)之間無(wú)時(shí)序上的沖突，故不用采用中斷處理。采樣程序工作過(guò)程如下： 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(zhǎng)度上的瞬時(shí)重量p(t)存入固定單元，為后面計(jì)算f(t)做準(zhǔn)備。 讓定時(shí)器1選用門控方式計(jì)數(shù)。將tmod的最高位gate置1，這樣當(dāng)tr1為1(開(kāi)定時(shí)器1)時(shí)，定時(shí)器的起停將由int1控制：當(dāng)int1為高電平時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)，為低電平時(shí)停止計(jì)數(shù)。根據(jù)定時(shí)器中的值可計(jì)算int1引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度。這一正脈沖寬度與我們所

40、檢測(cè)的走速是相關(guān)的，這是t法測(cè)速原理計(jì)算線速度的典型應(yīng)用。所謂t法測(cè)速，是利用脈沖發(fā)生器兩個(gè)輸出脈沖之間的間隔時(shí)間來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速的一種測(cè)速方法。用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)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(cè)量值。在計(jì)算時(shí)，用公式n60f/pm計(jì)算轉(zhuǎn)速。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f500 khz，p600；m為計(jì)數(shù)器1測(cè)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。再將轉(zhuǎn)速乘以一個(gè)已查好的轉(zhuǎn)速系數(shù)，即可求出皮帶的線速度。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，定時(shí)器1以方式1(16位計(jì)數(shù)器模式)工作，則定時(shí)器方式選擇寄存器tmod中的m1m

41、001b，t法測(cè)速時(shí)采用門控方式，gate1。故tmod10010000b，即在初始化時(shí)tmod將置為90h。 5.5.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換程序由于計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)了三次方，加上pid調(diào)節(jié)精度要求較高，因而編程軟件計(jì)算過(guò)程中均采用三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的難點(diǎn)和重點(diǎn)在于調(diào)試中各個(gè)系數(shù)的轉(zhuǎn)換，由于當(dāng)初敲入p、i、d、a、b、c、d 轉(zhuǎn)換系數(shù)時(shí)是以兩個(gè)字節(jié)的壓縮bcd碼存放的，規(guī)定第一字節(jié)存整數(shù)，第二字節(jié)存小數(shù)，但實(shí)際的系數(shù)是4位十進(jìn)制數(shù)，所以要轉(zhuǎn)換為三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)。其轉(zhuǎn)換過(guò)程如下: 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)。 調(diào)用4位十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)

42、的子程序，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式。 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。 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)。 5.5.3 計(jì)算過(guò)程本設(shè)計(jì)的計(jì)算主要有兩部分：一是計(jì)算瞬時(shí)流量，二是通過(guò)pid調(diào)節(jié)程序計(jì)算輸出控制變量vi。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。 用公式f(t)ax3(t)bx2(t)cx(t)dv(t)計(jì)算瞬時(shí)流量f(t)，可調(diào)用浮點(diǎn)數(shù)加法、乘法子程序，計(jì)算結(jié)果送入顯示程序。 用pid調(diào)節(jié)子程序在流量測(cè)試的基礎(chǔ)上，把流量設(shè)定值和實(shí)際測(cè)試得到的瞬時(shí)流量值進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差，

43、再用增量式pid調(diào)節(jié)算法計(jì)算出輸出控制量vi，控制滑差電機(jī)的速度，從而實(shí)現(xiàn)流量控制。 5.5.4 顯示程序顯示程序用于顯示計(jì)算出來(lái)的瞬時(shí)流量f(t)，它主要是用一個(gè)取整子程序，使瞬時(shí)流量f(t)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，并取出16位的整數(shù)絕對(duì)值和16位的小數(shù)部分，調(diào)用雙字節(jié)二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制整數(shù)的子程序和雙字節(jié)二進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制小數(shù)的子程序，分別將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，并將整數(shù)部分送給45h、44h單元，小數(shù)部分送入42h、41h、40h單元，43h單元送入0ah，即段碼80h，用于顯示小數(shù)點(diǎn)“”。在調(diào)用顯示子程序時(shí)，顯示器將以“*.*”的形式顯示。 5.5.5 報(bào)警處理當(dāng)超限三次后，就要報(bào)警。若報(bào)

44、警條件滿足，則置p1.6為0。由硬件電路可知，p1.6為0后振蕩器脈沖便可輸出，從而使揚(yáng)聲器發(fā)聲。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。第六章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試主要是軟件調(diào)試和對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題的處理。1）在軟件設(shè)計(jì)中已經(jīng)把分成的若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的模塊進(jìn)行調(diào)試成功后，最后連接在一起進(jìn)行總調(diào)，現(xiàn)在主要是對(duì)整個(gè)皮帶秤單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行一下系統(tǒng)運(yùn)行即可。2）在調(diào)試時(shí)皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶跑偏是最常見(jiàn)的問(wèn)題故障。為解決這類故障重點(diǎn)要注意安裝的尺寸精度與日常的維護(hù)保養(yǎng)。跑偏的原因有多種，需根據(jù)不同的原因區(qū)別處理。（1）調(diào)整承載托輥組 皮帶機(jī)的皮帶在整個(gè)皮帶運(yùn)輸機(jī)的中部跑偏時(shí)可

45、調(diào)整托輥組的位置來(lái)調(diào)整跑偏；在制造時(shí)托輥組的兩側(cè)安裝孔都加工成長(zhǎng)孔，以便進(jìn)行調(diào)整。具體方法是皮帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)朝皮帶前進(jìn)方向前移，或另外一側(cè)后移。如圖1所示皮帶向上方向跑偏則托輥組的下位處應(yīng)當(dāng)向左移動(dòng)，托輥組的上位處向右移動(dòng)。（2）安裝調(diào)心托輥組 調(diào)心托輥組有多種類型如中間轉(zhuǎn)軸式、四連桿式、立輥式等，其原理是采用阻擋或托輥在水平面內(nèi) 方向轉(zhuǎn)動(dòng)阻擋或產(chǎn)生橫向推力使皮帶自動(dòng)向心達(dá)到調(diào)整皮帶跑偏的目的。一般在皮帶運(yùn)輸機(jī)總長(zhǎng)度較短時(shí)或皮帶運(yùn)輸機(jī)雙向運(yùn)行時(shí)采用此方法比較合理，原因是較短皮帶運(yùn)輸機(jī)更容易跑偏并且不容易調(diào)整。而長(zhǎng)皮帶運(yùn)輸機(jī)最好不采用此方法，因?yàn)檎{(diào)心托輥組的使用會(huì)對(duì)皮帶的使用壽命產(chǎn)

46、生一定的影響。（3）調(diào)整驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒位置驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒的調(diào)整是皮帶跑偏調(diào)整的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)橐粭l皮帶運(yùn)輸機(jī)至少有2到5個(gè)滾筒，所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度方向的中心線，若偏斜過(guò)大必然發(fā)生跑偏。其調(diào)整方法與調(diào)整托輥組類似。對(duì)于頭部滾筒如皮帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)，皮帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)，相對(duì)應(yīng)的也可將左側(cè)軸承座后移或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整直到皮帶調(diào)到較理想的位置。在調(diào)整驅(qū)動(dòng)或改向滾筒前最好準(zhǔn)確安裝其位置。（4）張緊處的調(diào)整 皮帶張緊處的調(diào)整是皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏調(diào)整的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。重錘張緊處上部的兩個(gè)改向滾筒除應(yīng)垂直于皮帶長(zhǎng)度方向以外還應(yīng)垂直于重力垂線，即保證其軸中心線水平。使用螺旋張緊或液壓油缸張緊時(shí)，張緊滾筒的兩個(gè)軸承座應(yīng)當(dāng)同時(shí)平移，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。具體的皮帶跑偏的調(diào)整方法與滾筒處的調(diào)整類似。 （5）轉(zhuǎn)載點(diǎn)處落料位置對(duì)皮帶跑偏的影響轉(zhuǎn)載點(diǎn)處物料的落料位置對(duì)皮帶的跑偏有非常大的影響，尤其在兩條皮帶機(jī)在水平面的投影成垂直時(shí)影響更大。通常應(yīng)當(dāng)考慮轉(zhuǎn)載點(diǎn)處上下兩條皮帶機(jī)的相對(duì)高度。相對(duì)高度越低，物料的水平