基于单片机的智能气动泵控制系统的设计

09-08| http://www.dianzi6.com | 维修教程知识 - 单片机学习|人气:935

基于单片机的智能气动泵控制系统的设计

在火炮身管气动擦拭过程中,会遇到气体的计量问题。流量的精确测量是当前测控系统领域的一个重要内容。C8051F020单片机在模拟信号的采集和模数、数模转换及模拟信号的输出等功能方面所进行的完善,非常适合于军工业控制系统的自动化和智能化发展。以C8051F020单片机为核心,可以设计一套智能气动泵控制系统,实现对气动泵进行状态检测和控制。

C8051F020单片机功能简介
C8051F020器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片,具有64个数字I/O引脚。其主要特性:1)高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25MIPS);2)全速、非侵入式的在系统调试接口(片内);3)真正12位、100ks/s的8通道ADC,带PGA和模拟多路开关;4)真正8位500ks/s的ADC,带PGA和8通道模拟多路开关;5)两个12位DAC,具有可编程数据更新方式;6)64KB可在系统编程的FLASH存储器;7)4352(4096+256)B的片内RAM;8)可寻址64KB地址空间的外部数据存储器接口;9)硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行接口;10)5个通用的16位定时器;11)具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列;12)片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。


具有片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新8051固件。片内JTAG调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式(不占用片内资源)、全速、在系统调试。在使用JTAG调试时,所有的模拟和数字外设都可全功能运行。每个MCU都可在工业温度范围(-45~+85℃)内用2.7~3.6V的电压工作。端口I/O、/RST和JTAG引脚都容许5V的输入信号电压。

系统工作原理及结构设计
气动泵控制系统要实现对气体流量进行有效控制,包括采集气体流量信息和实时控制气体流量。控制系统是以单片机为核心的监测与调控,可以独立地完成气体流量信息的采集、处理和显示,还可通过标准的RS-485接口与上位机实现通信。系统原理结构框图如图1所示,它是一个小型的分布式数据采集与控制系统,主要由微控制器、气体流量传感器及其补偿电桥、键盘和液晶显示模块、动作执行机构和上位机组成。

图1 系统工作原理图


系统选用C8051F020作为系统的微控制器。它的主要作用是:1)通过设置其内部的差分电路对气体流量进行采样;2)根据给定的两个流量限值(上限和下限)进行判断,给出动作执行机构相应指令;3)将处理后的采样流量通过I/O口输送给液晶显示器,同时经485总线输送给上位机。


上位机将接收到的采样气体流量、两个流量限值实时显示,实现对流量的实时监测。系统还允许从上位机修改流量上下限值。


键盘和液晶显示模块主要完成的功能为:通过键盘可以修改两个流量限值;液晶显示器将采样流量、上下限流量显示,显示气体流量调节过程。


采用气体流量传感器测得的流量模拟信号,经平衡电桥对其进行线性补偿,再经多路开关分时送入A/D转换器变成数字量传给C8051F020单片机。


执行机构主要通过接受单片机发出的命令,对系统的负载提供信号,控制调节阀开启的大小,使实际流量逐渐接近,到达到给定流量,完成自动调节过程。例如,当采样流量比上限值低时,输出一个信号给执行机构1;当高于上限值时,输出一个控制信号给执行机构2。

系统的硬件设计
系统的硬件设计采用模块式结构,结构紧凑,有利于调试和维护。系统硬件电路设计包括四大部分:单片机核心控制模块、气体流量检测模块、液晶显示模块、控制执行模块和通信模块。

如果觉得 基于单片机的智能气动泵控制系统的设计这篇文章不错,可以推荐给朋友分享哦。

本文Tags:单片机开发,单片机原理,维修教程知识 - 单片机学习,
此页提供基于单片机的智能气动泵控制系统的设计单片机开发,单片机原理, 维修教程知识 - 单片机学习参考。本站还有更多的单片机学习相关资料分享。
Copyright© www.dianzi6.com Inc. All rights reserved 。 1 2 3 4 5 6 7 8