各行業(yè)生產(chǎn)管理知識(shí)匯總55

1、有用的分布式數(shù)據(jù)采集和操縱系統(tǒng)一 引言液體的液位測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)中特不普遍， 應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣， 例 如：自來(lái)水位的測(cè)量和操縱， 石油管道和儲(chǔ)油罐的油位的測(cè)量等。 高精度的傳感器可用于這些測(cè)試系統(tǒng)中來(lái)感知傳遞壓力、流量、 溫度等信號(hào)， 把這些信號(hào)變成電信號(hào)， 然后通過(guò)放大、 A/D 轉(zhuǎn)換、 送入單片機(jī)處理后，最后發(fā)送到遠(yuǎn)方的PC機(jī)，如此可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的液位情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 從而向被控單元發(fā)出指令， 采取相 應(yīng)的動(dòng)作。整個(gè)系統(tǒng)的框圖如下：玨*£f席WbW T>|T*R 卜T 091 p1 】1工1幀郎甘1二具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程1.放大部分：TLC4502雙路自校準(zhǔn)低噪聲高速運(yùn)算放大器的應(yīng)

2、 用。集成運(yùn)算放大器種類(lèi)專(zhuān)門(mén)多， 在各類(lèi)儀表及操縱電路中要求運(yùn)算 放大器必須具有高精度， 高共模抑制比和低溫漂等性能。 目前采 納的周密運(yùn)算放大器都具有外接調(diào)零電位器輸入端，應(yīng)用時(shí)首先對(duì)其失調(diào)調(diào)零。由于電路復(fù)雜，給調(diào)試帶來(lái)不便。美國(guó)TI儀器公司研制生產(chǎn)的TLC4502周密型雙運(yùn)算放大器，采納自動(dòng)校準(zhǔn)技 術(shù)，在上電時(shí)將輸入失調(diào)電壓自動(dòng)調(diào)整為零，使用起來(lái)十分方便，同時(shí)也節(jié)約了 PCB板和外部分離元件，該器件的管腳排列如下圖 所示：7dd+2 OUT2怕2IN +OUTUN-1IN +VDD -7GNDTLC4502自動(dòng)校準(zhǔn)運(yùn)算放大器在片內(nèi)利用對(duì)數(shù)字與模擬信號(hào)的處 理，可在上電時(shí)輸入失調(diào)電壓自動(dòng)校準(zhǔn)

3、為零。完成自動(dòng)校準(zhǔn)一般需要300ms的時(shí)刻，連續(xù)校準(zhǔn)時(shí)可在（土）3叮 范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行。一旦校準(zhǔn)完成，大部分校準(zhǔn)電路將脫離信號(hào)通道并被關(guān)斷， 如此，校準(zhǔn)電路對(duì)信號(hào)通道幾乎無(wú)阻礙，這也使得TLC4502在校準(zhǔn)周期結(jié)束之后能夠完全象其他周密運(yùn)算放大器一樣使用。TLC4502具有高精度，高增益，良好的電源抑制比，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng) 等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集，數(shù)字音頻，工業(yè)操縱等領(lǐng)域。 在本系統(tǒng)中，用來(lái)放大從傳感器出來(lái)的微弱信號(hào)，具體電路如圖1:2. A/D轉(zhuǎn)換部分。TLC1549-帶串行操縱的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的 應(yīng)用從放大器出來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)入到 A/D轉(zhuǎn)換器以形成單片機(jī)便于 處理的數(shù)字信號(hào)。在該設(shè)計(jì)中，采

4、納了美國(guó)TI公司生產(chǎn)的10位 模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1549它采納CMOS：藝，具有內(nèi)在的采樣和保 持，采納差分基準(zhǔn)電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn) 換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到(土)1LSB Max(4.8mv)，占地面積小等特點(diǎn)。REF +ANALOG INREF-GNDI/O CLOCKDATA OUT cs其工作原理為：在芯片選擇（/CS）無(wú)效情況下，I/O CLOCK最 初被禁止且DATA OU處于高阻狀態(tài)。當(dāng)串行接口把/CS拉至有 效時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)序開(kāi)始同意 I/O CLOCK工作并使DATA OUT兌離高 阻狀態(tài)。串行接 口然后把I/O CLOCK序列提供給I/O CLOCK并 從D

5、ATA OUT接收前次轉(zhuǎn)換結(jié)果。I/O CLOCK從主機(jī)串行接口接 收長(zhǎng)度在 10和 16個(gè)時(shí)鐘之間的輸入序列。開(kāi)始 10個(gè) I/O 時(shí)鐘 提供采樣模擬輸入的操縱時(shí)序。 在/CS的下降沿，前次轉(zhuǎn)換的MSB 出現(xiàn) 10 個(gè)時(shí)鐘長(zhǎng)度 ，那么在 10 個(gè)時(shí)鐘的下降沿，內(nèi)部邏輯把 DATA OU拉至低電平以確保其余位的值為零。在正常進(jìn)行的轉(zhuǎn) 換周期內(nèi)，規(guī)定時(shí)刻內(nèi)/CS端高電平至低電平的跳變可終止改周 期，器件返回初始狀態(tài) （輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容保持為前次轉(zhuǎn)換 結(jié)果）。由于可能破壞輸出數(shù)據(jù)，因此在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要小心 防于止/CS被拉至低電平。時(shí)序圖如圖2:皿LTL離隨態(tài)DATA OUT3(上衩蔽換的敕

6、據(jù)錢(qián)換底購(gòu)由于它采納串行輸出的方式，占地面積小，方便靈活，與單片機(jī) 的接口也簡(jiǎn)單，電路如圖3:該軟件部分為，其中，入口參數(shù)：使用累加器A,進(jìn)位標(biāo)志CY及工作寄存器R7;出口參數(shù)：20H單元存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的低 8位，21H單元存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的高 2位。AADCCON MOV 20H #00HMOV 21H #00H ;結(jié)果單元清零MOV R7 #0AH ; A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)標(biāo)志CLR P1.4 ;選通 TLC1549LOOP：1 MOV C， P1.0 ；讀轉(zhuǎn)換結(jié)果送至 CYMOV A， 20H ；轉(zhuǎn)換結(jié)果移至結(jié)果單元RLC AMOV 20H， AMOV A， 21HRLC AMOV 21H,ASET

7、B P1.2 ；形成移位脈沖CLR P1.2DJNZ R7, L00P1;轉(zhuǎn)換結(jié)束否？SETB P1.4 ； TLC 1 549復(fù)位并進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換RET;上述程序執(zhí)行時(shí)刻約 120ys3. R S485 接口芯片部分75LBC184放大的電壓信號(hào)通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換由單片機(jī)處理后，要傳送到遠(yuǎn)方的 PC機(jī)，以便達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。以單片機(jī)為主體構(gòu)成的分布 式數(shù)據(jù)采集和操縱系統(tǒng)，因?yàn)槠潆娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高而 被廣泛應(yīng)用在工業(yè)操縱中。目前廣泛使用的單片機(jī)產(chǎn)品都集成了 串行通信接口，使用串行通信接口，通過(guò)RS485接口驅(qū)動(dòng)芯片就 能夠構(gòu)成總線型通信網(wǎng)絡(luò)，把多臺(tái)單片機(jī)系統(tǒng)連接成一個(gè)分布式 數(shù)據(jù)采集和操縱系統(tǒng)。但為了克服單片機(jī)的不足，引入了 PC機(jī)， 采納主從式結(jié)構(gòu)