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关于舵机的一些程序

图2 开关量的输入、输出



图3 信号调节与前置放大电路



图4 程序流程图

    本系统共有79个开关信号，其中输入信号47个，输出信号32个，单片机可用的I/O口一般只有几个，必须扩展I/O口。输入的开关信号都是24V的直流信号。由于电机接触器的反馈输入信号有可能引入冲击，所以必须进行光电隔离，否则有可能损坏CPU系统。输出的电机或电铃控制信号都是220V的交流信号，用继电器输出，由于CPU的I/O口不能直接驱动继电器，所以必须进行驱动放大。另外，继电器控制线圈的两端必须反向并联一个二极管，以消除继电器触点断开时产生的电弧。
    图2为本系统采用的开关量输入、输出电路图，共使用了5片8255以扩展I/O口，在电机的反馈输入端及料位计开关输入端进行了光电隔离，将24V的直流开关反馈信号转换成5V的TTL信号，同时将外部输入与系统隔开，对系统起保护作用。选用的TLP521-4光电隔离芯片含四个独立的光电隔离器。R1和R2选用电阻排，从而减小了电路空间。系统采用继电器输出，通过电机接触器控制电机或电铃的起停。
    本系统采用Pt100热电阻作为温度传感器，但必须注意以下两点：1、温度接入点往往与控制系统有一定的距离，必须对导线电阻的影响进行补偿，否则会引起很大的误差，严重时甚至无法测试；2、电源波动的影响。因为系统电源一般有50mV的波动，这一波动范围与阻值变化引起的电压变化幅度相比不可忽视。
    本系统温度传感器的信号调节与前置放大器电路如图3所示。图中R1、R2、R3为精密电阻，阻值为100W，Rt为热电阻Pt100，RL1、RL2、RL3表示导线电阻。R1、R2、R3和热电阻Pt100构成测量电桥，采用图中的三线制接线法，在往复导线长度等长的条件下可以对导线电阻获得较好的补偿。热电阻开路时，该电路的输出为+5V，通过测试电路输出是否为+5V，可以判断热电阻是否开路。
    AD586为一精密稳压集成电路，其输出的5V直流精度达20ppm，从而降低了电源波动对输入信号的影响。VR1为调零电位器，VR2用来调整放大倍数。稳压管ZD1则用来防止过载。这样随温度而改变的铂电阻的阻值变化就转换成了0~5V电压变化。12路通道采用相同的结构，分别送入ADC0816进行A/D转换。
    显示部分采用了T240128 (CFG)型液晶显示器，该显示器内置HD61830控制模块，提供了与CPU的接口。可以显示8行15列16×16点阵汉字。
    设置参数的保存采用了24LC04存贮器，它是基于I2C总线的EEPROM器件，可通过软件模拟的方法对其进行读写操作，即使在断电的情况下，设置的参数也不会丢失。
    此外，本系统采用了RS-232和RS-485两种串行通信接口，可以满足不同的应用场合。当传输距离较远时，采用RS-485接口，通过外接RS-485/232转换接口与上位机的RS-232串口相连；传输距离较近时，采用RS-232接口即可。RS-232接口还便于在没有RS-485/232转换接口的情况下对系统进行调试。

软件设计
    本系统分温度巡检控制、定时电机控制、卸料输料电机控制、电机反馈检测报警、键盘参数设置和串行通信六个功能模块。其中键盘参数设置和串行通信采用中断方式，其余的功能模块都由定时器0来控制。
    将定时器0设置成定时方式，每0.5s中断一次，每中断一次，变量timer1、timer2、timer3和timer4增加1。当timer1、timer2、timer3和timer4达到各自的规定值时，分别调用温度巡检控制、定时电机控制、顺序运行电机控制和电机反馈检测报警子程序。程序流程图如图4所示。

结语
    本系统已经成功应用于电除尘低压供电控制系统中。其中温度巡检控制、定时控制和卸料、输料控制各部分功能独立，且各部分控制电机的路数可自动检测，可多可少，在很多场合可以取代工业PLC。

参考文献
1 何立民，MSC-51单片机应用系统设计，北京航空航天大学出版，北京，1998
2 徐爱军 彭秀华，单片机高级语言C51应用程序设计，电子工业出版社，北京，1990
3 苏铁力 关振海等，传感器及其接口技术，中国石化出版社，北京，1998

 
 
信息来源：电子设计应用 张昌俊，彭黎辉，张宝芬
 
 
 
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 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 

　　我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。 


　　压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以   
已经得到了广泛的应用。 


　　在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。 


　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 


         压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。 


　　压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。 

　　除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。



















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