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深圳pcb抄板單片機的智能氣動泵控制系統的設計

2012年06月19日08:17

    C8051F020單片機功能簡介
    C8051F020器件是完全集成的混合信號系統級MCU芯片,具有64個數字I/O引腳。其主要特性:1)高速、流水線結構的8051兼容的CIP-51內核(可達25MIPS);2)全速、非侵入式的在系統調試接口(片內);3)真正12位、100ks/s的8通道ADC,帶PGA和模擬多路開關;4)真正8位500ks/s的ADC,帶PGA和8通道模擬多路開關;5)兩個12位DAC,具有可編程數據更新方式;6)64KB可在系統編程的FLASH存儲器;7)4352(4096+256)B的片內RAM;8)可尋址64KB地址空間的外部數據存儲器接口;9)硬件實現的SPI、SMBus/I2C和兩個UART串行接口;10)5個通用的16位定時器;11)具有5個捕捉/比較模塊的可編程計數器/定時器陣列;12)片內看門狗定時器、VDD監視器和溫度傳感器。
    具有片內VDD監視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器的C8051F020是真正能獨立工作的片上系統。所有模擬和數字外設均可由用戶固件使能/禁止和配置。FLASH存儲器還具有在系統重新編程能力,可用于非易失性數據存儲,電路板克隆并允許現場更新8051固件。片內JTAG調試電路允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU進行非侵入式(不占用片內資源)、全速、在系統調試。在使用JTAG調試時,所有的模擬和數字外設都可全功能運行。每個MCU都可在工業溫度范圍(-45~+85℃)內用2.7~3.6V的電壓工作。端口I/O、/RST和JTAG引腳都容許5V的輸入信號電壓。
    系統工作原理及結構設計
    氣動泵控制系統要實現對進行有效控制,包括采集氣體流量信息和實時控制氣體流量。控制系統是以單片機為核心的監測與調控,可以獨立地完成氣體流量信息的采集、處理和顯示,還可通過標準的RS-485接口與上位機實現通信。系統原理結構框圖如圖1所示,它是一個小型的分布式數據采集與控制系統,主要由微控制器、氣體流量傳感器及其補償電橋、鍵盤和液晶顯示模塊、動作執行機構和上位機組成。
    圖1 系統工作原理圖
    系統選用C8051F020作為系統的微控制器。它的主要作用是:1)通過設置其內部的差分電路對氣體流量進行采樣;2)根據給定的兩個流量限值(上限和下限)進行判斷,給出動作執行機構相應指令;3)將處理后的采樣流量通過I/O口輸送給液晶顯示器,同時經485總線輸送給上位機。
    上位機將接收到的采樣氣體流量、兩個流量限值實時顯示,實現對流量的實時監測。pcb抄板系統還允許從上位機修改流量上下限值。
    鍵盤和液晶顯示模塊主要完成的功能為:通過鍵盤可以修改兩個流量限值;液晶顯示器將采樣流量、上下限流量顯示,顯示氣體流量調節過程。
    采用氣體流量傳感器測得的流量模擬信號,經平衡電橋對其進行線性補償,再經多路開關分時送入A/D轉換器變成數字量傳給C8051F020單片機。
    執行機構主要通過接受單片機發出的命令,對系統的負載提供信號,控制調節閥開啟的大小,使實際流量逐漸接近,到達到給定流量,完成自動調節過程。例如,當采樣流量比上

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