1计量系统设计

袋成型自动包装机灌装、计量系统是机电控系统的重要组成部分，同时也是包装机的关键部件，它直接决定了袋装物体的重最是否符合标准。若包装物为粉末状物体时，包装灌装系统的机械部分则为螺杆进料模块，包含了变频电机,编码器提供脉冲信号，脉冲数目对应于螺杆旋转的角度;若包装物为液体时，灌装系统包含了变频泵，电磁流量计也提供脉冲信号，脉冲数目对应于流量。包装机在封装产品之后需要对产品重量进行检测，去掉包装重量不合格的产品，因此本文设计了以单片机STC89C52为核心的计量系统，该计量系统无论从硬件方面还是软件方面都进行了精心设计，因此提高了计量的精度,保证了包装的质量。

1.1总体设计

计量系统的基本组成，以单片机为核心，通过单片机处理釆样数据，控制排除装置去除不合格产品,完成包装袋重检测。其工作原理如下:启动包装机横封标定信号即横封电机主轴编码器的Z相信号给出后，延时若干毫秒开始工作检测袋重。当重量与设定的值误差过大时，排除装置得电、将不合格产品剔除。当在合格范围内时，排除装置不动作，产品沿滑轨下落。键盘的作用是操作人员可以通过键盘输入袋重目标值、最大误差值等需要存储的数据,这些数据存储到单片机内的EEPROM存储器。

1.2单片机选型

单片机的选择在整个系统设计中至关重要，要满足大内存、高速率和通用性要求。在本项目中选择了STC公司的STC89C52单片机,STC89C52单片机是兼容8051内核的单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可反复设置。

1.2.1STC89C52单片机特点

1）增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU⑵工作电压:5.5V-3.4V（5V单片机）;3）工作频率范围:0—40MHz,相当于普通8051的0—80MHz,实际工作频率可达48MHz；4）用户应用程序空间8K字节;5）片上集成512字节RAM；6）通用I/O口（32/36个），复位后为:PI/P2/P3是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）,P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻;7）ISP（在系统可编程）/IAJ（在应用可编程），无需专用编程器。可通过串口（P3.O/3.1）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片；8）EEPROM功能，内带2KEEPROM；9）看门狗t16S定时器/计数器;11）外部中断2路，下降沿中断或低电平触发中断,PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；12）通用异步串行口（UART）；13）工作温度范围:0—75度；14）封装:PDIP-40,PLCC—44,PQFP-44_O在本系统中，选择的是PDIP-40封装。其管脚图如图1所示。

图1STC-89C52管脚图

1.2.2单片机引脚说明如下

1） 主电源引脚VDD和VSS

VCC-（40引脚燦+SV电源。

•VSS-（20引脚）接地。

2） 外接晶体引脚XTALI和X彩止2

XTALK19引脚）接外部晶体的一个引脚,XTALZ（18引脚）接外晶体的另一端。

3） 控制或与其他电源复用引脚RST、ALE户ROG、EA和PSEN

• RST（9引脚）:复位引脚。
• ALE爪R（）G（30引脚）:当访问外部存储器时,ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节，即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性的.出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PROG）。
• PSEN（29引脚）:此引脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部存储器读取指令（或常数）期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间访问外部数据存储器时,这两次冇效的PSEN信号将不再出现。

©EA（3I引脚）:当EA端保持高电平时,访问内部程序存储器，但在PC程序计数器值超出内部程序存储器最大地址值时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA端保持低电平时，则只访问外部程序存储滞，不管是否有内部程序存储器。

4） 输入/输出（I/O）引脚PO,P1,P2,P3（共32个引脚）

• P0口（32至39引脚）:是双向8位三态I/O口，在外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用。
• P1口（1至8引脚）:是准双向8位I/O口，由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的外部输入,PL1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发，即T2的外部控制端。
• P2口（21至28引脚）:是准双向8位I/O口，在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。
• P3口（10至17引脚）:是准双向8位I/O口，这8个引脚还用于专门功能，是复用双口功能。作为第1功能使用时，就作为普通I/O口用，功能和操作方法与P1口相同。作为第2功能使用时，各引脚的定义如下表：

2A/D转换器的选型

在A/D转换器的选型上，比较了几个型号的A/D转换器，如AD574JLC1549和ADCO81SO51等，最终确定为AD574°AD574是美国AD公司生产的12位高速逐次逼近型模/数变换器，其主要特点是:①片内自备时钟基准源，不需外部时钟就可工作。②变换时.间快，12位转换25us,8位转换16us。③数字暈输出具有三态缓冲器，可白接与微机的总线相接。④采用双极性模拟信号输入，有着.广泛的应用场合，供电电源为士15V或士12V,逻辑电源为+5V。⑤温度适应范围大其管脚排列如图2所示。其功能引脚介绍如下：

图2AD574管脚图

CS:片选，低有效。

CE:片允许，高有效一8031的WR和RD相与非后接CE,以确保AD574A在被启动变换或读出变换结果的操作时,CE有效。

R/C：读/变换，高为读A/D变换结果，低为启动A/D变换。

12/8:数据格式，高为12位并行输出，低为8位（或4位）并行输出。本设计令其接地。A0：字节地址/短周期，高为8位变换/输出低4位，低为12位变换/输出高8位。

STS:变换状态，高为正在变换，低为变换结束.STS总共有三种接法：1）空着:只能在启动变换25us以后读A/D结果；2）接静态端口线:可用査询方法，待STS为低后再读A/D变换结果；3）接外部中断线:可引起中断后，读A/D变换结果。

REFIN：基准输入。

REFOUT：基准输出。

BIPOFF:双极性方式时，偏置电压输入端。

图3电源电路原理图

DB11~DBO:12位数据总线。

10VSPAN：单极性0~10V模拟量输入;双极性0~±5V模拟量输入.该设计采用单极性0~10V模拟量输入。

.20VSPAN：单极性0-20V模拟量输入;双极性O~±10V模拟量输入。

AC:模拟地。

3计量系统具体电路设计

在本系统中，需要的电源类型有:称車传感器所需电源12V,固态继电器所需电源12V,放大器、AD转换器所需士12V电源和5V电源，单片机及相关器件所需5V电源，此处所用电源均为220V电源经AC/DC电源模块转换而成。其电路原理图如图3所示。

,AD574是美国AnalogDevice公司生产的12位逐次逼近式A/D转曷器，内部集成由转换时钟、参考电压源和m态输出锁存器，因此他可以直接接微机总线进行接口。分辨率可设为12位，转换时间为25us_o该A/D转换器对外的连接信号有模拟输入信号、数据输出信号、

类，高附加值的服务，高效的配送体系等，这些正是电子商务主体所欠缺的。

2我国B2C/C2C电子商务物流发展遭遇瓶颈约束

1. 我国B2C/C2C电子商务物流公司的尚存在基础设施不完善的缺陷，运用到物流配送过程中的新技术、新装备应用相对较少。物流公司对现代物流的概念、地位及作用认识还不够全面完善，对物流管控的电子化程度尚且处于最低阶段，完全不能满足我们电子商务高速发展的需求。
2. 物流公司的商业环境相对落后，服务专业化程度较低。服务范围较窄处于单一化纵向的发展，横向发展匮乏，物流公司之间竞争尚处于恶性循环的价格战，不能提供完善全面的的供应链服务，无法满足消费者更高更优质服务的需求。
3. 物流人才严重缺乏，匮乏新鲜血液的输入，使得无法为新的物流体系的建立提供足够的智力支持和理论支撑。

3针对电子商务物流发展的几点对策

1. 完善物流行业的相关统一的标准化和规范化。首先，物流行业内要建立具有有效的监督惩罚机制的仲裁机构，根据消费者的投诉和相关证明给予存在乱收费,服务态度极为恶劣的物流公司或个别雇员以较为有效的惩罚和威慑；其次,物流公司要建立一个合理的透明的收费标准，刑罚分明的规章制度，以及服务准则和有效的服务承诺并能有效的自我遵守，自我监督，还物流行业一个健全的、可持续发展的环境。
2. 积极发展网络化、社会实体化的物流配送服务体系。物流公司应重视物流行业内部网络的发展，促进物流企业的横向联合，发展物流企业之间的业务联盟，形成良性循环，多样化与服务并重，将物流企业自有的品牌做大做强。
3. 加强现代物流人才的大力培养。通过在高职院校开设物流专业课，确、7.电子商务物流研究方向和留学制度的方式来培养现代物流专门人才，通过从业资格认证的方式来激励物流人才投身于物流行业，，保持一定新鲜血液及时有效的输送到物流行业，尤其是物流企业中基础性人才的培训和指导，从而提高物流从业人员的整体素质，从根本上解决行业内从业人员的服务态度和服务效率。

前文提到的；诚信无保障、服务不完善、供应链短小，物流系统未优化是当今中国B2C/C2C电子商务发展的四大瓶颈，电子商务的物流系统未优化是制约电子商务发展的重要环节之一，也是能否真正体现电子商务优势的关键用素。B2C/C2C电子商务物流在我国仍具有巨大可持续的发展空间。优化物流系统势在必行。

启动转换信号、转换结束信号及数据的读取等。A/D转换器和系统连接时就要考虑这些信号的连接问题。AD574是单端输入模拟电压，在lOVin和20Vin中任一端和AGND之间输入，可输入单极性电压或双极性电压，输入模拟电压的极性不同，其输入电路也不同。AD574要求用脉冲启动信号，即在CPU的控制下发出启动转换信号，并通过程序控制得到足够宽度的脉冲信号。A/D转换结束时,AD574反馈给出转换结束信号。

AD574的数据输出线也有三态输出门，可直接连接系统数据总线。在本系统中,AD574与STC89C52单片机的接口电路如图4所示。

在本系统中AD574芯片采用0-+10V单极性输人方'式。2脚直接接地，也就是启动12位转换，转换结果分两次输出，如果2脚接高电平，将启动12位转换，转换结果1次性输出。3,4,5脚分别经光祸合器件接至单片机地址总线的高位P2.3,P2.2,P2.1,单片机的读写信号经过一级与非门后经光祸合器件送到AD574的CE脚作为使能信号。

AD574状态脚STS即28脚可接外部中断，比如INTO,就可用中断方式读转换结果，当然，也可经光祸合器件接至单片机的P1.4

脚，釆用査询方式读转换结果，本系统采用的是査询方式读转换结果。与AD574的12脚相接的100k的电位器用于零点调整。在设计硬件电路时要十分注意的一点就是AD574的数据输出线与单片机数据总线的连接方式，应该将髙8位DB4-DB11接数

据总线的D0-D7,低4位DB0~DB3接到数据总线的高4位D4-D7。用图3所示的硬件连接，得到AD574各操作对应的口地址分别为:启动转换的地址为FIFFH;读转换结果高8位的地址为F3FFH;读转换结果低4位的地址为F7FFH。

 

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