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80C51单片机对压力测量控制系统的设计

时间:2019-09-03 来源: 关键字:控制   单片机   

1 引言

目前我国发展煤炭生产机械化发展迅速。综采设备的应用,是提高效率、改善安全状况的措施。

影响开机率的一个主要因素是支架对工作面的顶板控制的好坏,因此,对综采工作面进行矿压监测与控制是很有必要的。要做到这一点,首先需要对井下工作面的液压支架的实际工作状况进行监测,通过对检测数据处理、分析,评定其效果,并采取相应措施,以提高开机率、提高产量。本文以监测综采液压支架的压力为研究内容,开发了一套基于单片机的压力测量控制系统。

2 压力测量控制系统功能设计

压力测量控制系统用于监测支架压力, 每台测量控制系统配有四只传感器, 可分别通过高压油管连接支架的立柱、平衡千斤顶, 前探梁千斤顶的油压腔。压力测量控制系统接收到通讯测量控制系统传来的数据采集命令后, 采集四通道的压力, 传给通讯测量控制系统, 再由通讯测量控制系统传至地面。压力测量控制系统设有按键, 当按下时, 可在LCD液晶显示窗口循环显示四通道的压力值。

3 压力测量控制系统的结构件设计

 

 

图1 压力测量控制系统框图

压力测量控制系统的结构如图1所示, 它以80C51单片机为核心, 包括传感器、光耦、多路数据开关、LCD液晶显示器、SRAM, EPROM、自动复位电路、RS-485接口电路及高效电源电路等。下面分别介绍一下它们各自的设计特点。

3.1 传感器

传感器采用前面设计的活塞传压大量程谐振弦式液压传感器,传感器输出幅度为5伏的矩形波。

3.2 信号输入电路

(1) 多路数据开关(多路数据选择器)74HC151

74HC 151是8选1数据选择器,它有8个数据输入端D0--D7, 1个选通端S, 3个数据选择端A, B, C和2个输出端Y, W。当3个数据选择端A, B, C从000到111之间变化时,可选择不同的通道。

(2) 信号输入电路: 以D0通道为例,其电路如图2所示。

 

 

图2 信号输入电路

由图2看出,传感器频率信号是通过光电耦合器6N139耦合到74HC151的输入引脚D0。80C51的P1.0, P1.1输出控制码,选择D0--D3输入中的一路,用单片机的T0测信号频率。

3.3 80C51外扩8KB EPROM和8KB SRAM

在压力测量控制系统中,80C51扩展8K的EPROM (27C64)和8K的SRAM (6264)作为外部的程序存贮器和数据存贮器。选择了较低的6MHz作为80C51单片机的工作频率,能满足数据采集要求,同时还可以降低单片机的功耗,扩展系统连接图如图3所示。

 

 

图3 压力测量控制系统80C51扩展系统

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