基于單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)

1、    基于單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)摘要：實現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計和具體實現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設(shè)計濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計和仿真驗證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte摘要：介紹了基于單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理，并著重討論系統(tǒng)硬件和軟件

2、的實現(xiàn)方法。系統(tǒng)采用以8051單片機為核心的控制系統(tǒng)，配置以A/D轉(zhuǎn)換器、控制電路、顯示器以及外部數(shù)據(jù)存儲器等部件，從而實現(xiàn)清選試驗臺對氣流流量、速度、方向以及篩子振動特性的實時監(jiān)控、顯示。關(guān)鍵字：清選試驗臺；單片機；監(jiān)控系統(tǒng)近幾年，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對生活品質(zhì)要求越來越高，因此，谷物清選作業(yè)中對清選機械的工作性能的要求亦隨之提高。但是一般的清選機械功能單一，適應(yīng)性差或技術(shù)性能不穩(wěn)定，為此我們使用8051單片機和相應(yīng)的檢測變換器件,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制精確、價格低廉的監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用系列單片機的強大功能和可擴充性為后盾，可以實現(xiàn)對清選試驗臺監(jiān)

3、控系統(tǒng)的各種實時、有效、多功能地控制操作。本系統(tǒng)通過8051單片機對清選試驗臺主要工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測與控制，可以提高清選裝置的生產(chǎn)效率和清選精度，減少谷物的損失，提高其自動化水平。本文討論了系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。1.清選試驗臺設(shè)計本研究是以清選試驗臺為研究對象的，監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)以清選試驗臺為試驗設(shè)備的，因此，清選試驗臺的設(shè)計至關(guān)重要。清選試驗臺由機架、輸送帶、抖動板、篩箱、風(fēng)機、電機、接籽箱等部件組成。清選試驗臺主要尺寸及運動參數(shù)如表1表1 清選試驗臺主要尺寸及運動參數(shù)篩 子 寬 度840 mm篩 子 長 度上 篩1200 mm下 篩600 mm抖 動 板 后 篩 條 長 度350 mm篩 條

4、間 距20 mm風(fēng) 扇 寬 度780 mm抖動板末端振幅水 平 振 幅32 mm垂 直 振 幅32 mm篩箱、抖動板傳動曲柄轉(zhuǎn)速280300轉(zhuǎn)/分2.系統(tǒng)工作原理清選試驗臺監(jiān)測系統(tǒng)是以8051單片機為核心，通過傳感器檢測喂入量、風(fēng)機轉(zhuǎn)速等工作參數(shù)，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送入8051單片機處理，根據(jù)檢測來的喂入量的實際情況，控制調(diào)整各工作參數(shù)的大小，使之適應(yīng)當(dāng)前工作需要，如喂入量超限（過高或過低），指示燈亮，警笛鳴笛，并在顯示屏上顯示。系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。圖1    系統(tǒng)功能框圖3.系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件采用以8051單片機為核心的控制結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由傳感

5、器、信號處理器、A/D（D/A）轉(zhuǎn)換器、控制電路、顯示器、以及外部數(shù)據(jù)存儲器等部件組成。A/D轉(zhuǎn)換器采用12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器AD547A，該型轉(zhuǎn)換器可以對轉(zhuǎn)速、壓力、頻率等參數(shù)進(jìn)行快速變換。被測參數(shù)經(jīng)檢測變換為02VDC信號，送至A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再送8051進(jìn)行處理。AD574具有轉(zhuǎn)換速度快,精度高,價格適中,應(yīng)用非常方便等優(yōu)點。由于574片內(nèi)有時鐘,故無需外加時鐘信號。因74輸出12位數(shù)碼,所以當(dāng)單片機讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時,需分兩次進(jìn)行:先高8位、后低4位。轉(zhuǎn)速傳感器采用JN338數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，該傳感器采用兩組特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器來實現(xiàn)能源的輸入及轉(zhuǎn)矩信號的輸出，還可同

6、時實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測量，因此，利用該傳感器可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及軸功率的多參數(shù)輸出。該傳感器具有測量精度高；抗干擾能力強，無需調(diào)零；測量彈性體強度大，可承受150過載；可靠性高、信噪比高，工作壽命長；體積小，重量輕，安裝方便等優(yōu)點。報警接口電路采用控制臺設(shè)置報警燈和聲效裝置來實現(xiàn)其功能。報警燈分為3個等級：一是喂入量正常時，燈不亮；二是喂入量達(dá)到臨界時，系統(tǒng)預(yù)警，燈變成綠色；三是喂入量超限（過高或過低）時，系統(tǒng)報警，燈變成紅色，此時警笛聲響。其中接地?zé)粼诠ぷ鲿r始終保持亮的狀態(tài)，表明電源供給正常。另外,我們還采取了一系列的抗干擾措施,如數(shù)字濾波等,保證了系統(tǒng)具有較高的可靠性和抗干擾能力。4.系統(tǒng)軟件

7、設(shè)計單片機控制系統(tǒng)主要是接收上位機的控制參數(shù)，并完成清選試驗臺各工作參數(shù)的測量和控制任務(wù)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計方法，便于功能擴展，程序采用匯編語言進(jìn)行編程。程序模塊主要包括：主程序，A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波子程序等。程序主要流程圖見圖2，其軟件功能為：（1）開機自檢流程，主要完成系統(tǒng)對自身的硬件測試；（2）系統(tǒng)設(shè)定軟件流程，完成對額定值的設(shè)定；（3）數(shù)據(jù)采集；（4）數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)與額定值的比較及預(yù)警報警信號數(shù)據(jù)的存儲；圖2  系統(tǒng)程序主要流程5.結(jié)束語本文創(chuàng)新點在于將清選試驗臺工作參數(shù)的檢測、顯示、報警功能集于一體，并解決了試驗臺風(fēng)機、篩子的系統(tǒng)監(jiān)控難的問題。在數(shù)據(jù)采集處

8、理方面，強化了可靠性設(shè)計?；?8051單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)，其具有電路簡單，控制方便的特點。參考文獻(xiàn)1 鄧春香等.谷物清選機的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.農(nóng)機化研究,2005.3(2)2 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局2002年第4季度產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查結(jié)果清選機、播種機安全性問題較為突出,，2003(2)3 彭三河等.谷物清選機振動篩結(jié)構(gòu)的試驗研究.湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2004.11第24卷第期。4 葉斌元,周曉艷.電熔爆機床單片機控制系統(tǒng)研制.微計算機信息,2006年14期5楊益.風(fēng)篩式清糧式試驗臺研究.中國農(nóng)機研究院6鄒必昌等.谷物清選機構(gòu)主要參數(shù)優(yōu)化設(shè)計試驗研究.湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2003.4 第23卷第2期7姚豐等.單片機技術(shù)在智能煤氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用.河南科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,. 2005