摘要 本文主要敘述了以PHILIPS8位單片機89C51為核心的灌裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計。介紹了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計的方法。文中給出了系統(tǒng)的硬件原理框圖、軟件流程圖。整個設(shè)計簡明、清晰。
關(guān)鍵字 灌裝機；單片機；流程圖
一、 引言：
當(dāng)今飲料灌裝機分類繁多，按規(guī)模可分為兩類，一類是大規(guī)模的灌裝生產(chǎn)線，這種生產(chǎn)線適合于大型的企業(yè)，投資大，自動化程度比較高，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜；另一類是小規(guī)模的單機飲料灌裝機，這種單機系統(tǒng)，適合于小型的企業(yè)，投資小，自動化程度相對不高，控制系統(tǒng)簡單。本文結(jié)合某飲料灌裝機自控系統(tǒng)的開發(fā)詳細介紹飲料灌裝機單片機系統(tǒng)的設(shè)計。
二、 灌裝機的工作示意圖及對控制系統(tǒng)的要求：
該灌裝機系統(tǒng)的工作示意圖如圖1。功能要求是，能灌裝50毫升、80毫升、100毫升、120毫升、150毫升、180毫升、200毫升、250毫升、 300毫升、350毫升、500毫升11種規(guī)格瓶裝飲料，并應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)的實際情況在線修改產(chǎn)品規(guī)格及相應(yīng)的延時時間，在線顯示日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、總產(chǎn)量。控制流程為：開始電磁閥1、2得電，控制擋桿1、2伸出，延時0.5秒后，電磁閥2失電，使擋桿2退回，空的飲料瓶通過傳送帶傳送并計數(shù)，計數(shù)滿8個后，擋桿2伸出，延時0.2-2秒后，電磁閥4得電控制一排8個噴嘴下移，然后延遲一段時間(這個時間可調(diào))，電磁閥3得電，控制活塞的運動，根據(jù)開始設(shè)定的容量開始灌裝，通過紅外光電開關(guān)判斷活塞是否達到規(guī)定的位置，即飲料瓶是否灌滿，延時0.1-0.20秒后，電磁閥3失電活塞下移，容器內(nèi)重新充滿飲料，再延時0.1-0.25秒后，電磁閥4失電，一排噴嘴上移，然后電磁閥1失電控制擋桿1退回，裝滿飲料的瓶通過傳送帶傳送，并啟動計數(shù)，計數(shù)滿8個后，又返回�？刂葡到y(tǒng)除了控制上述的機械運動外，且應(yīng)具有液晶顯示功能來顯示各種參數(shù)及狀態(tài)，可以對容量、延時時間及時鐘進行設(shè)置。
三、 控制系統(tǒng)的組成：
1、原理框圖
本系統(tǒng)采用PHILIPS89C51單片機。以該單片機為核心的控制電路的原理框圖如圖2所示。為簡單，系統(tǒng)各接口尋址采用線選擇的片尋址.
2、單片機與各模塊的接口簡介
(1). 與OCM4*8C液晶顯示模塊的接口
OCM4*8C液晶顯示模塊是128*64點陣的漢字圖形型液晶顯示模，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字(16*16點陣)、128個字符 (8*16點陣)及64*256點陣顯示RAM(GDRAM)�？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機：8位并行及串行兩種連接方式。本系統(tǒng)采用8位并行連接方式，其接口如圖3，RS、R/W、E分別為OCM4*8C的數(shù)據(jù)/命令控制位、讀/寫控制位和使能控制，PSB為并行、串行傳輸控制， LEDA、LEDK為背光電源正、負極用P2.4口控制背光的亮滅。
(2). 與時鐘芯片SD2000C的接口
SD2000C是一種具有內(nèi)置晶振、支持IIC總線接口的高精度實時時鐘芯片。內(nèi)置一次性充電電池，可用5-10年。內(nèi)置串行NVSRAM為非易失性 SRAM，擦寫次數(shù)可達100億次。具有：年、月、日、星期、時、分、秒的BCD碼輸入/輸出；自動日歷到2099年(包括閏年自動換算功能)；內(nèi)置穩(wěn)壓電路及電源掉電檢測電路；內(nèi)置電源管理電路，當(dāng)VDD大于等于3.0V時，內(nèi)部電池不耗電；內(nèi)置16Kbit的串行NVSRAM。由于89C51單片機無 IIC串行總線通信口，本設(shè)計利用單片機二位通用I/O口與時鐘芯片的IIC總線相連，按IIC通信規(guī)則，用軟件實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的通信，連接方式如圖5。其中SDA、SCL為實時時鐘串行數(shù)據(jù)總線，SDAE、SCLE為SRAM串行數(shù)據(jù)總線。
*注：關(guān)于OCM4*8C液晶顯示模塊及時鐘芯片SD2000C使用方法及編程的詳細情況見參考文獻[3]，[4]。
(3).與鍵盤接口
本系統(tǒng)設(shè)有運行鍵、參數(shù)設(shè)置鍵、修改命令鍵、參數(shù)選擇上拉鍵、下拉鍵、左移鍵、右移鍵、確認鍵，為了減少面板尺寸，采用一鍵多用實際設(shè)置了5個鍵，鍵的狀態(tài)通過三態(tài)緩沖器與單片機的數(shù)據(jù)口P0口相連，采用中斷與查詢相結(jié)合的方式識別鍵的狀態(tài)。5個鍵的具體使用方法見主程序流程圖，即圖6所示。
(4).與輸入的接口
輸入信號包含三部分，第一部分為容量控制光電檢測信號(11路),第二部分為傳送帶電機及氣壓機運行狀態(tài)監(jiān)視輸入(2路)，單片機均經(jīng)三態(tài)緩沖器讀入這些信息，第三部分對未灌裝的飲料瓶及已灌滿的飲料瓶，通過單片機的計數(shù)輸入端計數(shù)。
(5).與輸出的接口
由前述易知，系統(tǒng)的繼電器輸出有6路，其中4路用來控制兩個轉(zhuǎn)動電磁閥和兩個檔桿電磁閥，另外兩個控制傳送帶電機和氣壓機運行。
四、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
根據(jù)系統(tǒng)的工作原理及控制要求，考慮軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，正確處理各實體之間的聯(lián)系，為此軟件采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，自頂向下，逐步細化，利用子程序構(gòu)成各模塊。整個軟件系統(tǒng)有良好的可讀性、可修改性，易于調(diào)試和維護。因篇幅有限。
五、 結(jié)束語
本系統(tǒng)選用8位單片機89C51作為核心控制芯片，具有成本低、體積小、集成度高、可靠性高等特點，是一種較理想的選擇。設(shè)計方法上，將軟件工程的思想引用于單片機系統(tǒng)的設(shè)計，使系統(tǒng)的信息流向及整體功能設(shè)計簡單明確、清晰。
參考文獻
[1] 張友德，趙志英，涂時亮 . 單片微型機原理、應(yīng)用與實驗（實驗版）[M] .
上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1995
[2] 胡漢才. 單片機原理及其接口技術(shù)[M] . 北京：清華大學(xué)出版社，1995
[3] 廣東金鵬科技有限公司 . 中文模塊C型液晶圖文顯示器使用說明
[4] 深圳威帆科技有限公司 . SD2000C應(yīng)用電路與程序
The Design Of Control SystemUsing Single-chip Microcomputer In The Perfusion-Machine System
Zheng Changyong，Jiang Jianping,Wang Shisheng
(Information Engineering School,Nanchang University,Nanchang 330029,China)
ABSTRACT This paper mainly introduced a scheme of control system of the perfusion-machine based on a single-chip microcomputer PHILIPS 89C51.The design of hardware and software method is recommended.In addition,the papper has given the block diagram of system and the software flowchart in the system.The system is brevity and palpability.
KEYWORDS perfusion-machine,single-chip microcomputer,block diagram
