深圳电路板克隆PIC16F877的电子秤包装机控制系统

    控制系统包括调零、调满、设定粗细流阈值、插袋、喂料、压袋、推包、破袋处理等控制功能。另外，对检测的质量进行数码显示，对状态采用LED指示。同时还完成了与上位机的通信，可以实时观测质量变化及控制状态的情况，并在硬件和软件上分别采用了抗干扰措施和系统保护措施。本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。
    1 控制器工作原理
    电子秤是包装机的一个独立的控制部件，安装在包装机电控箱内，从包装箱观察窗可以看到电子秤的质量显示和状态LED指示。其控制系统由检测电路、控制电路、设定显示电路及与上位机的通信电路等几部分组成。控制器原理框图如图1所示。
    系统经过调零调满后，发出插袋信号。当检测到包准备好信号时开始喂料，此时粗细阈一起打开，CPU根据由荷重传感器检测的质量信号，与由按键设定输入的粗细阈流值进行比较判断，先后控制关闭粗细阈。再由检测的推包位置到和皮带脉冲到信号，发出推包控制信号。另外，阈值设定和与上位机的通信在软件中通过中断来控制实现。物料的质量由数码管实时显示。
    2 硬件电路设计
    根据系统的控制功能，并结合包装机机械构件的工作原理，在软件设计过程中，应力求硬件结构简单，控制可靠。软硬协调，相得益彰。以下将对控制系统的CPU选择及检测部分、控制部分、显示与阈值设定部分及串行通信部分的设计进行介绍。
    2.1 CPU的选择
    用户要求包装质量精度比较高，即要求水漏质量的测量具有很高的精度，这就要求系统的A/D转换精度比较高。另外，在喂料过程中采用粗流细流两种方式，CPU 需对粗流细流阈的设定值有掉电保护作用。美国Microship公司的PIC16F877单片机能满足系统的这些要求。PIC16F877内含10位的 A/D转换器，价格便宜，外围接口电路简单，转换精度高，对本系统而言控制精度可达0.05kg。这带有256字节的电何擦写的EEPROM存储器。pcb抄板每次工作粗流细流阈值的设定值可以从EEPROM中读出以前写入的设定值，或重新按键设定并写入EEPROM以备下次使用。另外PIC16F877有8K× 14bit的FLASH存储器，386×8bit的数据SRAM及同步串行模块。充足的资源可供以后开发改进。看门狗可以对软件运行出错提供保护功能。 RISC（精简指令集计算机）指令易学易用。
    2.2 检测电路
    检测部分主要介绍模拟输入电路和状态检测电路两部分，电路如图2所示。
    CPU的RA0、RA1、RA5为内部A/D转换器的输入，分别外接调零、调满、质量检测电路，RA2、RA3连接外部参考电压。电位器RW1、RW2用于电子秤的标定，定时检查标定，以免影响精度。另外，质量的测量主要从测量精度出发，荷重传感器输出电压（0～5mV）经放大电路产生0～5V电压，电路板克隆放大电路的微分环节是为了确保动态垢过程中质量测量的精度，用作动态校正。电位器RW5可以调节满值。放大电路如图3所示。
    包装机系统的工作是个顺序的过程，需要检测一系列的状态信号。单片机的RE0、RE1、RE2口作为由电子秤外部产生的包准备好、推包位置、皮带脉冲到状态信号的检测口。各种检测回路中接有发交二极管，指示状态检测情况。
    2.3 显示与阈值设定电路
    显示电路在喂料时用于显示物料质量，在阀值设定时用于显示设定值。阈值设定由按键设定来实现，电路如图4所示。
    物料质量是不断变化的，要求可以时刻观测质量的值，且精度可达到0.05kg。采用4个数码管显示，单片机的D口输出8位二进制显示值经电阻送到数码管数据线。另外RB口的RB1、RB2、RB3、RB4经反相驱动器ULN2003分别驱动4个数码管，作为片选信号。显示时考虑到视觉暂存现象，每次显示通过软件延时200ms,使显示得以正常工作。
    按键设定电路中，按键S3按下时，粗流设定开始，再按下时，细流设定开始，再按下就设定退出；按键S2、S1进行设定值加减，并且每次按键按下都有对应的设定值通过数码管显示。如此工作完成对粗细流阈值的设定工作。