常州某水泥廠現有混凝土配料儀表采用特殊模塊，價格高，維護性能差，可擴展性有限，通信功能弱。因此，改進了混凝土配料儀表控製係統的模塊和電路，開發新的配料控製器具有現實意義。
混凝土配料儀表等設備是混凝土攪拌站的主要組成部分，主要用於混凝土生產中的原的原材料稱量，是保證混凝土質量的重要前提。由於自動混凝土攪拌站具有產品質量高、質量穩定、生產成本低、效率高、節能環保等優點，現有的混凝土生產設備大多采用微機控製係統。控製係統可以設置各種原材料的比例和K8凯发登录入口，控製每種輸入材料的瞬時K8凯发登录入口，從而達到控製混凝土質量和產量的目的。同時，自動控製係統也是實現自動化、智能化、科學管理、安全生產和節能降耗的重要技術手段。
一般控製芯片的選型。
原料儀表采用通用控製芯片代替專用芯片，或者降低成本，方便控製程序開發。AT89C52單片機自帶大量ROM和RAM微處理器，直接形成最小係統。該方案的優點是結構最簡單，輸入/輸出能力強，不需要額外的翻譯電路，所需外部設備少，具有以下功能:
(1)可與任何總線型單片機接口，通用性好；(2)I/O端口可根據位置任意配置，係統調試極為方便；
(3)具有加密功能；
(4)集成度高，可靠性高；
(5)可並聯或級聯，便於擴展。顯然，最小係統具有良好的通用性、靈活性和可靠性，大大降低了周邊電路。
2.信號轉換電路的選擇。
由於混凝土配料儀表等設備工作環境惡劣，振動、煙塵、電磁、高溫、高濕度對電路構成嚴重威脅，所以用V/F轉換器代替A/D轉換器。V/F轉換過程是輸入信號的積分過程，可以順利處理噪音或變化的輸入信號，抗幹擾能力強；其次，與微處理器的接口簡單，頻率信號輸入靈活，隻占用一條接口線，便於與接口光電隔離，進一步提高了水泥配料儀的抗幹擾能力和可靠性。
V/F轉換芯片有LM331、LM231、AD654、AD650、TC9400、VFQ-1C、ADVFC32等多種類型，其中LM231、AD654是性價比高的。AD654具有功耗小、輸出頻率大、輸出功率大等優點。AD654周邊電路比較簡單，所以AD654被用作模塊轉換器。
配料儀控製電路的設計；
除了控製芯片和模數轉換芯片之外，控製電路還需要鍵盤掃描電路、顯示電路、接口電路、光耦合電路、複位電路等外圍電路的支持。
通訊接口采用CH372USB總線接口芯片，實現USB口通訊。CH372是USB總線的通用設備接口芯片，與USBV2.0規格完全兼容，具有8位數據總線及讀寫、片選控製線及中斷輸出，便於與單片機連接。利用USB與上位機的數據交換，實現了生產過程的在線監控和實時控製。外部設備CH372隻需要晶振和電容，電路簡單。
配料儀表控製軟件的設計。
係統軟件采用KeliC51軟件開發環境，根據匯編語言的特點采用模塊化編程方法。程序主要包括五個模塊:主程序模塊、參數設置模塊、數據處理模塊、顯示模塊和通信模塊。
4.1主程序模塊。
該模塊主要控製電路初始化、各芯片選擇、係統複位等。係統複位可分為硬件複位和軟件複位。軟件複位的主要方法有軟件陷阱、指令冗餘、軟件WATCHDOG等。需要注意的是軟件複位和硬件複位的區別。硬件複位是指啟動複位和看門狗複位。硬件複位對寄存器有影響，如PC=000H、SP=07H、PSW=00H等。，而軟件複位對SP和PSW沒有影響。所以對於微機測控係統來說，當程序正常運行時，將SP設置地址大於07H，或將PSW的第5用戶標誌設置為1。然後係統複位時，隻需檢測PSW.5標誌位置或SP值即可判斷是否是硬件複位。
4.2數據處理模塊。
該模塊的主要任務是將V/F轉換形式的脈衝信號轉換為實際稱重數據。AD654通過光電耦合形成脈衝方波，其頻率轉換為數值必須通過計數器實現。計數器可以使用單個計數芯片和8253可編程計數器，也可以使用單片機自帶的計數器，即單片機的P3.4或P3.5端口。通過計數器，AD654的輸出頻率轉換為讀數Rk，微處理器每隔一段時間讀取一次計數Rk，與存儲在RAM存儲器中的計數Rk-n減少，得到的Dk是模數轉換的結果。
4.3通訊模塊。
通訊模塊為USB模式，可通過USB端口與上位機連接，實現數據的雙向傳輸。CH372芯片由8位並口讀寫，所有操作均由1個命令碼、多個輸入數據和多個輸出數據組成。CH372芯片占據2個地址位置，當A0引腳為高電時，通常選擇命令端口，即可寫入命令；當A0為低電時，通常選擇數據端口，即可讀寫數據。CH372在收到數據或發送完數據後，通知單片機中斷處理。
4.4其他模塊。
參數設置模塊主要是調整傳感器，設置係統工作狀態，輸入混凝土比例等。顯示模塊用於輸出各種參數，如配方數據、傳感器測量數據、工作狀態指示、參數設置菜單、操作提示等。
五是結束語。
本文介紹了基於通用微控製芯片的混凝土成分儀表的軟硬件設計，用AT89C52控製芯片代替專用控製芯片，用電壓-頻率轉換代替模擬量-數字量轉換，用USB通信代替RS-232通信，使係統電路具有線路簡單、維護方便、抗幹擾能力強、性價比高的優點。

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