3單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)擬采用美國(guó)CYGNAL公司的C8051F020單片機(jī)(詳情可訪問(wèn)

圖3 單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分電路圖

4系統(tǒng)供電
整個(gè)系統(tǒng)采用12V電池組供電，經(jīng)升壓電路得到24V電壓給壓力傳感器供電。經(jīng)降壓得到5V電壓給各個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片供電。單片機(jī)采用AS11173.3V/800mA電源供電。壓力傳感器輸出為4－20mA電流，不能直接和單片機(jī)相連，須經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后再輸入單片機(jī)。電磁閥只需提供一個(gè)很短時(shí)間的脈沖電平即可，由ULN2803驅(qū)動(dòng)芯片控制，采用12V DC供電。[9]

5軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)程序用C51和匯編編寫(xiě)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、中斷服務(wù)程序和子程序。主程序流程圖見(jiàn)圖5。在系統(tǒng)初始化過(guò)程中，首先允許看門(mén)狗定時(shí)器，以便程序發(fā)生“飛逸”時(shí)，及時(shí)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。其次初始化外部時(shí)鐘振蕩器，在本系統(tǒng)中，考慮到要與電腦進(jìn)行串行通信，外接了PCF8563時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘源可在外部時(shí)鐘源和C8051F020內(nèi)部時(shí)鐘源之間切換。然后通過(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器將計(jì)時(shí)數(shù)器/定時(shí)器、串行總線、硬件中斷、ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入以及微控制器內(nèi)部的其他數(shù)字資源配置到端口I/O引腳，詳細(xì)配置方法可見(jiàn)參考文獻(xiàn)[06] 和[07]。然后C8051F020根據(jù)輸入的參數(shù)打開(kāi)調(diào)壓閥，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，查詢(xún)參數(shù)表，確定轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，開(kāi)始給氣缸加壓，在加壓過(guò)程中，檢測(cè)壓力傳感器，查表判斷是否達(dá)到預(yù)定壓力。達(dá)到后，控制相關(guān)電磁閥的開(kāi)和關(guān)，最后重復(fù)循環(huán)。中斷服務(wù)程序主要有觸摸屏輸入中斷和壓力傳感器輸入中斷等。子程序包括：步進(jìn)電機(jī)控制程序、電磁閥的開(kāi)關(guān)程序、數(shù)據(jù)的存取程序。系統(tǒng)的主程序流程如圖4。

圖4 主程序流程圖

6 結(jié)論
在試驗(yàn)過(guò)程中表明，該系統(tǒng)可達(dá)到以下技術(shù)要求a．按壓頻率：60-100次/min，可調(diào)；b．按壓壓力：35-45kg，可調(diào)；c．按壓深度：2-6cm，可調(diào)?；究蓾M(mǎn)足實(shí)際使用要求。