AT89S51单片机自动加料机的控制系统设计+硬件原理图+源码(6)
禁用范围：高温、高粘度液体，高温、易结垢固体，块状物料。
供电电压：直流24V或10-55V(防爆型用 DC 24V)，交流25-250V，50Hz
输出方式：直流24V供电时为继电器输出(AC 220V/1A)，直流10-55V供电时为集电极开路输出，交流25-250V供电时为两线制输出(220V，4.4W-77W)。
功 耗：直流供电时0.25W(DC 24V)，交流供电时1.5W(AC 220V)。
工作温度：叉体-40-150℃，仪表-20-70℃。
工作原理：传感器安装于仓的顶部或仓的侧壁上。音叉由压电晶体驱动产生振动，当叉体被液体浸没或被物料埋没时振动频率发生变化。变化产生电信号经处理后对单片机进行控制[16]。
安装方式：G1.5管螺纹。
检测电路如图5所示：
图5 检测电路
3.3 显示电路设计
显示的方式很多，主要分为两类：LED显示，LCD显示。前者显示高，制作成本低，适合做远距离显示，但由于其耗电较大，所以端口随显示的数据位数增加而增加。如果采用动态扫描方式显示，则占用CPU的时间，如果采用静态显示则需要加锁存器，耗费硬件制作时间，就该题目要求来说，需要设定电压显示，又与实际电压比较再显示，LCD显示更为清晰、直观，从上面诸多因素来看，采用LCD显示比较理想。LCD最常用的就是1602液晶模块。LCD1602可以在LCD显示屏上完整显示32个英文字符和日文等一些字符，适合显示英文文字信息量较小的地方，可以清晰显示出英文名称和电压/电流单位，电压(三位数字：十位、个位、小数位)，电流(三位数字：个位，两位小数)。通过单片机编程控制第4脚RS数据/命令选择端，第5脚R/W读/写选择端，第6脚E使能信号，从而实现显示效果[11]。它的显示运行原理如下：
读状态：输入：RS=0，RW=1，E=1；输出：D0~D7=状态字
写指令：输入：RS=0，RW=0，D0~D7=指令码，E=高脉冲；输出：无
读指令：输入：RS=1，RW=1，E=1；输出：D0~D7=数据
写数据：输入：RS=1，RW=0，D0~D7=数据，E=高脉冲；输出：无
LCD液晶显示电路如图6所示：
图6 显示电路
3.4 继电器控制电路设计
在电气控制领域中，凡需要逻辑控制的场合，几乎都需要使用继电器。从家用电器到工业应用，乃至国民经济各个部门，可谓无处不见。继电器是一种利用各种物理参数的变化，将电量信号或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式)，从而通过其突变量促使在电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。根据要转化的物理量的不同，可以构成各种各样的不同的继电器，用于各种控制电路中，进行信号的传递、放大、自锁、转换、互锁等，从而控制电路中的器件和设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和自动保护的目的。继电器的工作特性包括吸合与不吸合，保持与释放状态。当输入量变化到高于它的吸合值或低于它的释放值时，继电器动作，有触头式继电器其触头闭合或断开，无触头式继电器起输出发生阶跃变化[12,13]。
自动加料机是把塑料粒子送到一个真空管，在输送时真空管关闭，排料时真空管需要打开，将粒子送到排料漏斗。本设计用一个继电器控制交流接触器，间接控制电动机，同时控制工作方向的换向阀。这里采用12V直流控制24V的交流继电器[14]。
继电器控制电路如图7所示：
图7 继电器控制电路
3.5 硬件抗干扰措施
供电线路是硬件干扰的重要来源，主要原因是电源用隔离变压器接入电网，隔离变压器初级和次级之间需加上一层屏蔽层，交流接触器是由继电器控制的，在距离交流接触器最近的输入端口，并联一个电容电阻串联的电路，过滤掉高次谐波。每个芯片的电源引脚和地引脚之间要并联上0.1μF的陶瓷或石英电容。在输出输入通道上加光电藕。数字地线和模拟地线要分开，数字地线要求粗而短。