AT89S51单片机自动加料机的控制系统设计+硬件原理图+源码(4)
为了保护压电元件不受物料损坏和粉尘污染，可将驱动和检振元件装在叉体内部，经过金属膜片传递振动。如果在容器的上下方都装叉体，可以实现自动进料或自动出料的控制。或者把料位越限信号传到控制室，利用控制室里的控制电路判断料位是否超限，并按要求使进出料设备启停。
叉体的制造和装配良好时，音叉也可用于液体测量和控制。在测量时不需要大幅度的机械运动，驱动功率小，机械结构简单、灵敏而可靠。此设计选择音叉法阻力式料位传感器[7]。
2.3 存储器扩展电路的选择
2864是一种并行只读存储器，存储容量为128字节。串行接口可使用普通两根I/O接口。可进行页写入，页写入时，每页有16字节，2864的片选端 与高地址线P2.7连接，即0000H~1FFFH，2000H~3FFFH，4000H~5FFFH，6000H~7FFFH，这8K字节存储器可作为数据存储器使用，掉电后数据不丢失。2864共有四种工作方式：文持方式、读方式、写方式、数据查询方式。2864的引脚如图1所示：
图1 2864引脚图
(1)文持方式：当 为高电平时，2864为低功耗文持状态。此时，输出呈高阻态，芯片的电流从140mA降到60mA(文持电流)。
(2)读方式：当 和 为低电平而 为高电平时，内部的数据缓冲器打开，数据被送上总线，此时可进行读操作。
(3)写方式：2864有两种数据写入方式：页写入和字节写入。
页写入：2864片内设置了16字节的页缓冲器，整个存储器阵列被划分成512页，每页16个字节。页的区分由地址的高9位(A4~A12)来确定，地址线的低四位(A0~A3)用以选择页缓冲器中的地址单元。2864的写操作可分为两步来：第一步，把数据写入页缓冲器(软件编程)，这步称为页装载，与一般的静态RAM写操作是一样的。第二步，在最后一个字节写入到页缓冲器后20ns自动开始，把页缓冲器内容写到只读寄存器阵列中对应的地址单元中，这一步称为页存储。
在执行写方式时， 为低电平，在 下降沿，片内锁存器 锁存地址码 A0~A12，上升沿时，锁存数据，片内还有一个字节装载的限时定时器，规定时间内，数据可以随机的写入。限时定时器规定写入一个字节的时间 须满足；3μS< <20μS，这样是完成对2864页面写入操作的关键。一页装载 完毕时，不再有 信号，限时定时器溢出，页存储此时自动开始。
字节写入：字节写入的过程与页写入的过程基本相似，不同之处在于写入一个字节时，限时定时器就溢出。
(4)数据查询方式：是指用软件来检测写操作中的页存储周期是否完成。在页存储期间，如果对2864执行读操作，则读出的应当是最后写入的字节，若芯片的转存工作未完成，则读出数据的最高位是原来写入字节最高位的反码。由此单片机可判断芯片的编程是否结束。若读出的数据与写入的数据相同，则芯片已完成编程，CPU可继续向2864装载下一帧数据。编程比较简单，所以此设计采用此方案[8]。
3. 系统硬件电路设计
系统的主电路采用AT89S51，由于AT89S51内含有4KB容量，因此在设计中不需外扩ROM。硬件电路主要有检测电路、显示电路、继电器控制电路等。系统硬件框图如图2所示：
图2 系统硬件框图
3.1 核心器件介绍
AT89S51是一种高性能CMOS 8位单片机，由美国ATMEL公司生产，片内含4KB的可擦写的只读存储器(EPROM)和128B的随机存储器(ROM)，兼容标准MCS-51指令，片内有通用的中央处理器和FLASH存储单元。AT89S51单片机可以提供许多高性价比的应用场合，灵活应用于各种控制领域。AT89S51引脚如图3所示：
图3 AT89S51引脚排列图
ALE/PROG——访问外部程存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲锁存地址的低8位字节。对D0置位，可以禁止ALE操作。如需要激活，则可选用MOVX和MOVC指令。