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MCS―51单片机在电子皮带秤自动化中的运用分析 　　摘要：在化工、矿山和煤炭生产等行业，电子皮带秤得到了广泛的应用。而就目前来看，随着工业技术水平的发展，其对电子秤量也提出了自动化计量要求，以满足企业的高效生产需求。基于这种认识，本文在电子皮带秤自动化中运用了MCS-51单片机，并且获得了一种自动秤量系统。而该系统不仅能够实现自动计量，还能够实现皮带秤给料的自动调节，因此能够在工业生产中得到较好的运用。 　　关键词：MCS-51单片机；电子皮带秤；自动化；运用 　　0 引言 　　在工业控制领域，MCS-51单片机得到了广泛的应用。而在复杂的工业控制系统中，甚至会有数十片乃至上百片的单片机同时运行。所以，面对工业生产的自动计量需求，可以尝试在电子皮带秤自动化运行中进行MCS-51单片机的运用，从而促使工业生产进一步实现现代化的发展。因此，相关人员有必要对MCS-51单片机在电子皮带秤自动化中的运用问题展开分析，以便更好的促进现代工业技术的发展。 　　1 基于MCS-51单片机的电子皮带秤自动化运行原理 　　分析基于MCS-51单片机的电子皮带秤运行过程可以发现，在皮带秤未承载物料的情况下，其重量将通过调节架上的平衡锤，从而使平衡锤在支点上发挥平衡作用。此时，只有一部分压力将位于荷重传感器上。直到电机启动，电子皮带秤上的物料将会增加。通过皮带运动，物料则会平铺在皮带上。而皮带上物料重量则会作用在支点基座上，另一部分则会施加在荷重传感器上。此时，将单位米数内的物料重量设为G，传感器受力F=CG。式中，C主要取决于传感器距支点的距离，是一个比例系数。在传感器受力增加的情况下，压力传感器的半导体力敏应变片将出现变形，从而将压力信号转换成电信号。而获得的应变电桥电源电压为U，可利用公式△U=△R/R计算。式中，△R/R为电阻相对变化。如果皮带速度保持不变，单位时间内物料流量可以利用Q=GV计算。所以，通过对△U进行测量，就可以完成物料流量的测量。而将压力信号转变成电信号后，通常需要进行信号放大处理，然后进行信号调理。为确保测量的准确性，还要使用高精度的A/D芯片，并且利用金属罩进行芯片屏蔽[1]。而单片机MCS-51则会对电信号和物料流量给定值进行比较，然后通过控制装置实现给料量的自动调节，从而实现对物料的连续计量。 　　2 系统硬件结构组成及功能分析 　　2.1 硬件结构组成 　　从系统硬件结构组成上来看，其将由电子皮带秤、荷重传感器、精密放大器、信号调节器、A/D转换电路、MCS-51单片机、开关量输出、电机接口电路和电机等结构构成。其中，MCS-51单片机为皮带秤控制系统的核心部分。而荷重传感器则为系统测量装置的重要组成部件，系统使用的敏感元件为半导体敏应变片。利用这些装置，则能实现秤量、调节、计算和控制等一系列操作，从而使皮带秤原有机械运动得到自动、统一的管理和控制。 　　2.2 硬件功能分析 　　2.2.1 MCS-51单片机 　　MCS-51单片机是一种完善的嵌入式微控制器，则工业控制领域得到了广泛的应用。在皮带秤系统中，使用的单片机主要用于动态称重，所以可以选用基于8051内核的MCS-51单片机，其具有总量累加、皮带测速、远程通信和显示等多种功能。此外，该种单片机拥有闪速存储器，能够快速完成信号的存储和处理，并且拥有4个8位接口，有利于进行系统扩展。 　　2.2.2 荷重传感器 　　荷重传感器为一种检测装置，其能够进行被测量物体的重量信息的感受。完成相关信息的检测后，其能够按照力-电效应规律将压力信号转变成具有一定函数关系的电信号，从而获取被称物体的重量[2]。在皮带秤系统中，使用的荷重传感器为电阻应变式集成传感器，其具有较高的精度，并且工艺相对简单。该传感器外围信号放大需要使用ADA4528-1运放电路，具有温度漂移小的特点。安装该传感器时，需要进行防尘隔噪处理。 　　2.2.3 A/D转换电路 　　所谓的A/D转换电路，其实就是将模拟信号转换成数字信号的电路，需要完成信号的滤波、采样保持和编码。经过带限滤波和采样保持电路，模拟信号将被转换成阶梯形状信号。经过编码器编码后，信号中各个电平就会成为二进制码。皮带秤系统使用的A/D转换模块为AD7190芯片，其对24位∑-△型模数转换器进行了集成，具有低噪声增益级，能够实现小信号的输入。 　　3 系统软件结构组成及功能分析 　　3.1 软件结构组成 　　从软件结构组成上来看，系统将由主程序、控制参数输入子程序、实时时钟、Watchdog中断子程序、数据非线性修正子程序、控制参数输出子程序和控制参数队列初始指针定位子程序构成。利用输入的控制参数，电机的运转将能得到控制。而由于系统可以进行多个电压比较值的输入，所以需要给电压比较值设