2001年第19卷第1期长春邮电学院学报2001Vol119No11JOURNALOFCHANGCHUNPOSTANDTELECOMMUNICATIONINSTITUTE文章编号:100021794(2001)0120056204a液体流量控制系统的设计与应用王淑玲,段清明,林君(吉林大学信息科学与技术学院,吉林长春130026)摘要:利用ATMEL单片机,开发了一种液体流量输出的微机控制系统,并给出了该装置的硬件和软件的设计。该系统实现了液体定时、定量的自动输出,具有稳定性好、体积小、性能价格比高等优点,且液体导通时间误差优于1ms。关键词:单片机式计算机;流量;控制系统中图分类号:TP36812文献标识码:A生产液体产品的企业一般都有不同容量的产品。市面上的流量控制系统已经成熟,但因其成本高,一些中、小型企业仍采用人工完成电磁阀启、停控制,难以确保精度,并且人工操作分散,不利于实现集中控制。基于这些原因,笔者用单片机设计一套流量输出控制系统,该系统结构合理,设计规范,实现了操作过程自动化,提高了流量精度。1流量控制要求很多工厂都采用手动控制电磁阀输出一定容量的液体。批量生产时,这种重复性劳动不但极大地降低了生产率,而且不能保证流量输出的精确性。笔者以ATMEL单片机为核心,设计的自动控制电磁阀电路,实现了液体定时、定量的自动输出。对控制电路的要求是,液体定时导通时间误差小于等于01001s,多路可同时输出,实时显示各路状态,可任意设置导通时间等。2系统简介211系统功能·同时完成对4路电磁阀的启、停及流量控制;·软件操作过程由LED提示;·通过按键设置流量参数(导通、关断时间);·能巡回显示各输出电路的导通和关断状态;·可实现手动无扰动切换,各输出电路可同时工作,也可间断工作。a收稿日期:2000209222作者简介:王淑玲(1976—),女,吉林敦化人,吉林大学在读硕士生,主要从事计算机在仪器、仪表中的应用研究。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第1期王淑玲,等:液体流量控制系统的设计与应用57212系统硬件设置系统主控电路为AT89C51单片机扩展系统,硬件框图如图1所示。1)按键接口设计采用独立式按键结构,简化软件设计。按键包括0～9数字键及通道选择键和确定键。2)显示接口设计显示接口选择了串行输入显示器接口芯片MC14499,它可同时驱动4个LED共阴极显示器,而只使用单片机3条IöO线,节省了CPU资源。3)控制输出电路控制信号由P3的4个IöO口输出,驱动电磁阀。为了提高控制的可靠性,使用了光电耦合器件。4)控制面板的设计为使系统控制更加集中,将按键及显示做成一个面板。控制面板设计如图2所示。通道选择键用于选择4路输出。确定键用来确认通道选择、关断时间、导通时间。数字键用以输入4路导通和关断时间。除此之外,电源、复位键等直接由硬件完成。生产时,经键盘输入通道选择及时间参数,AT89C51单片机同时输出设定参数显示、各路导通及关断状态,并控制输出电路。3系统的应用程序设计应用软件用MCS251汇编语言编程[1,2],采用模块化、结构化设计方法,整个程序由初始化模块、定时模块、中断处理模块、按键识别及处理模块、输出控制模块等组成。各模块之间相辅相成,从而使整个程序有效、有序地运行,且达到了系统设计要求。其中系统主控框图如图3所示。初始化程序中为每个通道开辟了5个字节单元,分别是:ONi——导通时间;OFFi——关断时间;COUNTi——定时计数;TAGi——通道选择标志;STAi——导通、关断标志。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net58长春邮电学院学报第19卷显示通道状态程序:即通道被设定后,导通显示标志“O”,关断显示标志“F”。通道处理程序:即对各通道的5个单元赋值及转换等。图4和图5给出了输出控制程序框图和按键及处理程序框图,其中按键及处理程序中,每次按键前,都调用输出控制子程序,并且每按一个键都有显示及显示标志。4性能对比笔者采用NE555作为基本计数器与AT89C51为CPU的控制系统测量的结果进行了对比,即在固定时间下对两种方式的输出流量进行检测,其结果如表1所示。表1不同系统的实验结果输出öml输出öml时间ös时间