发布时间 : 星期六 文章自动加料机控制系统设计更新完毕开始阅读
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显示屏幕图3.3 LCD1602管脚图
1脚VSS为电源地； 2脚VDD为+5V逻辑电源；
3脚V0为对比控制端，可以通过1K阻值的电阻接地；
4脚RS为寄存器选择端，当引脚为高电平1时，表示其为数据寄存器；当引脚为低电平0时，表示其为指令寄存器。
5脚R/W为读写信号线，当引脚为高电平1时，表示其为读操作，当引脚为低电平0时，表示其为写操作；
6脚E（或EN）端为使能信号端，当其为高电平或者是下降沿的时候有效； 7～14脚D0～D7为8位数据总线； 15脚LEDA为背光+5V； 16脚LEDK为背光地线。
3.2 系统传感器模块
本系统有两种传感器可供选择，压电传感器跟电阻应变式传感器。
压电传感器是一种比较常见的传感器。该传感器的工作原理是根据某些材料受到外力作用后在它相应的特定表面将会产生电荷的压电效应。它的特点是体积相对教小、结构比较简单、重量轻、且工作比较可靠，适用于物体重力的测量。
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目前其主要用到物体加速度及动态力以及压力大小测量。压电器件传感器的弱点：小功率和高内阻。因为比较功率小，因此输出的能量很弱。
电阻应变式传感器工作原理就是利用电阻应变效应，最终把各种力学量转换成电信号的作用的传感器。它是变片式传感器的核心元件，工作原理是基于材料的电阻应变效应，作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器也可以单独作为传感器使用。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放大器放大。图3.4为一直流供电的平衡电阻电桥。
图3.4传感器内部连接图
当电桥输出端接无穷大负载电阻时，可视输出端为开路，此时直流电桥称为电压桥，即只有电压输出。
应变片式传感器有如下特点：
（1）应变片可制成各种机械量传感器，和测量范围广。 （2）精度较高、灵敏度高。
（3）对试件影响小，强磁场等特殊环境中使用、复杂环境适应性强，频率
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响应比较好。
（4）使用方便，可以实现远距离、自动化测量的效果。
通过对压力传感器以及电阻应变式传感器的分析比较，最终选择了电阻应变式传感器。传感器的量程范围是0～5Kg,满量程量误差不大于?0.005Kg（传感器量程必须小于额定称重5Kg）。电阻式应变传感器量程为5Kg，精度为0.01% ，满足本系统的精度要求，这样可以满足自动加料机控制系统的测量环节。
3.3 A/D转换模块
本系统A/D转换模块采用HX711芯片，HX711芯片是一个主要为高精度压力传感器而设计的24位A/D转换器。和同类型其它的转换芯片相比，这个芯片集成了片内时钟振荡器、稳压电源等其它同类型转换芯片所需要的外围电路，HX711的集成度比较高、抗干扰性强、响应速度较快等可观的优点。它的特征将会降低了压力传感器的整机成本，从而提高了整机的可靠性及性能。HX711芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，主要的特点是所有控制信号都是由管脚驱动，不需要对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A、B，它是和其内部的低噪声可编程放大器相连组成的。通道A的可编程增益为64或者128，与其相对应的满额度差分输入信号幅值分别为±40mV或±20mV。通道B就是固定的64，它是用来系统参数检测。HX711的内部提供的稳压电源具有直接向外部传感器和芯片内的A/D 转换器提供电源的作用，板上不再需要另外的模拟电源。同时芯片内部的时钟振荡器也不需任何外接元器件。芯片管脚图如图3.5所示。
图3.5 HX711管脚定义
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HX711典型应用电路图，如图3.6所示。
VCCQ2U7129012J4123456CON6C201ufC21R141k0.1ufR1220KC191ufR138.2K345678HX711161514131211109P20P21C230.1ufC22R151k0.1uf 图3.6 HX711AD模块电路图
3.4 系统电源模块
自动加料机控制系统中，51单片机及AD转换芯片及液晶显示器，所需供电电压均为5V电压，所以要保证系统稳定可靠的工作，需要设计一个可以稳定提供+5V电压的供电系统。本设计采用双电源接口供电方式，也可采用外置电源作为系统的供电电源，但是需另加三端稳压器件LM7805作为系统电源的稳压器件以保证系统电压为稳定的直流5V电压，同时外置电源的输出电压要高于+5V输出，系统电源输入接口要加滤波电容以确保工作电压稳定。电源输出接口加上LED电源指示灯，用来判定电源是否正常工作该系统。电源电路设计如图3.7所示。
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