电子量革机的设计.doc

1 绪论 1.1数据采集的发展情况 所谓的数据采集（Data Acquisition）） 图1.1 首先将皮革分成一个一个大小相等的的单位面积，然后利用光电转换电路将皮革的有无转换为电平的高低（1 或0）计算机在皮革沿工作台向前运动的过程中依次队皮革进行扫描检测，记录转换电路的输出电平，送进累加器里进行求和，这样皮革面积就变成单位面积的总和，根据一定的转换关系，就能得到皮革的实际面积。显然，单位面积划分的越小，测量的面积就越接近实际值，这就避免了人工测量是产生的系统误差和随机误差，使量革机具有较高的测量精度。 1.3系统的设计思路 本课题，以8051单片机为微控制器，即上传光电信号的数据，通过累加器对采集的数据的点数进行累加汇总，本课题的的研究内容主要是对光电信号的采集电路的设计、以及和速度同步处理的相关电路的设计。 单片机的发展历史从20世纪70年代中期就开始了由于单片机具有体积小、可靠性高、灵活方便等优点。与当今流行的ARM、DSP等微处理器比较，单片机相对简单、价格便宜，且技术更加成熟，所以在各个领域任有广泛的应用。 本系统的工作原理是：开动量革机总电源，电动机启动带动传输带转动，同时电机轴上的码盘转动产生同步脉冲，单片机一旦接受到脉冲信号就采集一次采集杆光电对管接收管的状态，当有皮通过时，光电接收管不导通，无皮通过时，光电接收管导通。这样就采集一次光电接收管不导通的状态并保存。 电机再转动一圈又产生一个同步脉冲，单片机又采集一次数据。当采集的数据为零时表示此张皮革已测量完毕，然后统计所有采集的点数，通过数据变换转换成皮革的面积。 在本次课题中，电子量革机的数据采集和电机转动速度的同步是重点。 1.4 本章总结 本章在对电子量革机的原理认识的前提下，对其数据采集部分和采集与电机速度同步的部分进行了基本的认识，对整体思路的概括，本课题在单片机的基础上，采用地址译码器，进行分配地址等；以及对数据采集发展的背景和单片机技术做了调查总结。 论文的主要研究内容 本文以自选题目“电子量革机的设计”为背景，针对自动化控制平台，研究数据采集结构和显示的工作原理，分析系统的功能以及软件的需求，设计传感器工作组，以及数据采集后的处理等程序。主要内容包括以下内容： 第一章 为绪论，说明了本论文的研究背景和意义，介绍了电子量革机技术国内外的发展现状及发展趋势。 第二章 重点对系统总体方案进行了设计，提出了传感器的选用，报警器 显示装置电路的选用 和对系统的硬件设计做了详细的解说，在这章中对所设计的电路做必要的解说。 第三章 系统的软件设计，主要是有语言的选择，以及程序的方案，和各模块的的子程序的设计。对系统的硬件设计做了详细的解说，在这章中对所设计的电路做必要的解说。 第四章 系统的调试以及性能分析，对所设计的成品做基本的调试及性能分析 2.总体方案的设计 2.1 设计任务 单片机目前在工业、服务业及制造业都有着广泛的应用，采用单片机实现数据采集具有成本低、开发周期短、易于实现和扩展功能的优点。由于单片机本身具有很强大的数字量处理能力，因此本系统的设计可以为后续的数据采集环节提供服务 基本要求： 测量宽度：1~3.2米； 测量速度：5~25米/分钟； 测量精度：不大于0.1平方米； 在本次设计中以单片机为核心完成实时光电信号采集功能，其实现的主要功能如下： 1完成至少二路光电对管的数据采集； 2能实时显示各路皮革的面积点数值； 3可以自行设定皮革的张数； 4具有采集数据和速度的同步处理； 5硬件原理图，软件实现方案及系统编程 2.2电子量革机的主板的原理框图 图2.1 电子量革机的主板工作原理框图 通过光电对管传感器，把通过光电对管的皮革采集到低电平，表示这个地方有皮革通过，把所以采集到的点，通过信号调理，再经过锁存器锁存。由于单片机的内部存储器比较小所以在外面扩展一个RAM，根据需要选择存储的空间的大小。单片机把采集到的数据送到片外存储器中，通过中断来控制下一次采集。再由片外存储器中数据的读取，来选择工作组进行数据采集。 在本次设计中根据指导老师给的任务，我需要做该设计中的关于数据采集部分,其它的在通过自己的在对电子量革机的原理认识的基础上，做到掌握。 首先对电子量革机的工作原理做一个简单的原理框图； 图2.2 电子量革机的工作原理 图2.3 立式电子量革机 电机上装上一个相对的光电管，在电机的转盘上打一个小孔，电机的转盘是实心的，盘的一边放一个发光管，另外的一边放置一个接收管，当电机在转动时，因为电机是基本是稳定的，（即电机的转速是已知的）那么在每次对准孔的时候，接收管就接到一个数据，那么送到控制装置去，同时在以上的图像中