單片機(jī)測(cè)控的通用系統(tǒng)
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2012-7-28 關(guān)鍵詞:工業(yè)自動(dòng)化 單片機(jī) 測(cè)控系統(tǒng) 1 引言 各種測(cè)控系統(tǒng)和智能儀器、儀表基本組成包括:傳感器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、執(zhí)行器?,F(xiàn)在,傳感器、執(zhí)行器的通用性越來(lái)越好,設(shè)計(jì)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)或智能儀器儀表有標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA或0~10mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的傳感器和接受標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的執(zhí)行器供選擇,因此,設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部分,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)是一致的www.cechina.cn,僅涉及到具體芯片選擇,實(shí)現(xiàn)途徑大同小異,加之單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,其集成度越來(lái)越高,功能越來(lái)越強(qiáng),接口更容易,如80C198,內(nèi)部有4個(gè)帶采樣保持的10位A/D通道,4個(gè)高速觸發(fā)輸入通道CONTROLENGINEERING China版權(quán)所有,6個(gè)高速脈沖發(fā)生器的輸出可以觸發(fā)外部事件。一套設(shè)計(jì)完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便具有極好的通用性?! ∠旅娼榻B一種比較完善的80C198單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)?! ?系統(tǒng)硬件電路原理圖及說(shuō)明 系統(tǒng)主要由傳感器及濾波電路、80C198單片機(jī)、存儲(chǔ)器、鍵盤/顯示器、打印機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及報(bào)警裝置、串口通訊、模擬信號(hào)輸出等組成,其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示?! ?center>
圖1系統(tǒng)硬件原理圖 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路:80C198內(nèi)部存儲(chǔ)器容量太小,擴(kuò)展了一片27C128EPROM和一片DS12887帶日歷EPROM(可用28C64換,電路不變),EPROM中存放測(cè)控程序?! ℃I盤/顯示器電路:系統(tǒng)采用81C55芯片擴(kuò)展I/O接口,81C55可擴(kuò)展三個(gè)8位并行口:PA、PB、PC,系統(tǒng)可擴(kuò)展6×8鍵盤和8位8段共陽(yáng)(陰)極LED段顯示器,PB口為鍵盤行輸出口CONTROLENGINEERING China版權(quán)所有,PA口為列輸入口,PC口為顯示器段選口,LED段及位選信號(hào)均由373驅(qū)動(dòng)鎖存?! ∧M信號(hào)輸出電路:系統(tǒng)利用80C198內(nèi)部的PWM波特率發(fā)生器(占空比5∶2),經(jīng)CD4049緩沖器,RC阻容濾波器和集成電壓/電流轉(zhuǎn)換器(AD694),輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(改變AD694接法,可輸出0~10mA),以供外接計(jì)錄儀用,或作為模擬量控制的調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)?! 〈谕ㄓ崳合到y(tǒng)采用含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器MAX系列芯片,用于RS485標(biāo)準(zhǔn)和RS422標(biāo)準(zhǔn)通訊。若采用MAX1480,可構(gòu)成完整的電隔離的RS485/RS422數(shù)據(jù)通訊接口。 3常用軟件流程圖(如圖2)
圖2軟件流程圖 4系統(tǒng)通用性說(shuō)明 該系統(tǒng)資源豐富:80C198的ACH4~ACH7四個(gè)采樣保持的10位A/D通道,可適用于1~4個(gè)物理量的檢測(cè),HS0.0~HS0.34個(gè)高速輸出通道可供1~4個(gè)物理量的控制或報(bào)警。 該系統(tǒng)可移置性好:一種測(cè)控系統(tǒng),只需替換傳感器及執(zhí)行器,計(jì)算機(jī)硬件不變控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,軟件作少量修改,便是另一種測(cè)控系統(tǒng)。如我單位專利產(chǎn)品“紙漿濃度測(cè)控系統(tǒng)”(由濃度傳感器,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥三部分組成),只需將濃度傳感器換成壓力傳感器,電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥換成電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥,軟件略做改動(dòng)便可用于蒸汽壓力測(cè)控。 該系統(tǒng)擴(kuò)展性好:由于該系統(tǒng)有4個(gè)采樣通道和4個(gè)輸出通道供選用,系統(tǒng)功能便可多可少,其擴(kuò)展性強(qiáng)。如果“紙漿濃度測(cè)控系統(tǒng)”中增加流量測(cè)量,便構(gòu)成紙漿計(jì)量系統(tǒng)。而且該計(jì)算機(jī)可同時(shí)用于幾個(gè)物理量的測(cè)控(如濃度、壓力、液位等),只要所測(cè)物理量不超過(guò)4個(gè),控制動(dòng)作不超過(guò)4個(gè)?! ⒖嘉墨I(xiàn) 1 張幽彤,陳寶江編.MCS8098系統(tǒng)實(shí)用大全.北京:清華大學(xué)出版社,1993.9. 2 李杏春,徐平,李華,趙嘉蔚編.80C198單片機(jī)原理及實(shí)用接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1996.5.
圖1系統(tǒng)硬件原理圖 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路:80C198內(nèi)部存儲(chǔ)器容量太小,擴(kuò)展了一片27C128EPROM和一片DS12887帶日歷EPROM(可用28C64換,電路不變),EPROM中存放測(cè)控程序?! ℃I盤/顯示器電路:系統(tǒng)采用81C55芯片擴(kuò)展I/O接口,81C55可擴(kuò)展三個(gè)8位并行口:PA、PB、PC,系統(tǒng)可擴(kuò)展6×8鍵盤和8位8段共陽(yáng)(陰)極LED段顯示器,PB口為鍵盤行輸出口CONTROLENGINEERING China版權(quán)所有,PA口為列輸入口,PC口為顯示器段選口,LED段及位選信號(hào)均由373驅(qū)動(dòng)鎖存?! ∧M信號(hào)輸出電路:系統(tǒng)利用80C198內(nèi)部的PWM波特率發(fā)生器(占空比5∶2),經(jīng)CD4049緩沖器,RC阻容濾波器和集成電壓/電流轉(zhuǎn)換器(AD694),輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(改變AD694接法,可輸出0~10mA),以供外接計(jì)錄儀用,或作為模擬量控制的調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)?! 〈谕ㄓ崳合到y(tǒng)采用含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器MAX系列芯片,用于RS485標(biāo)準(zhǔn)和RS422標(biāo)準(zhǔn)通訊。若采用MAX1480,可構(gòu)成完整的電隔離的RS485/RS422數(shù)據(jù)通訊接口。 3常用軟件流程圖(如圖2)
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