熨燙系統(tǒng)控制器的設計與實現(xiàn)

摘 要：介紹基于單片機的熨燙機自動控制系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的硬軟件設計與實現(xiàn)，其中dmf50174顯示模塊和tl549串行a/d轉(zhuǎn)換器使得系統(tǒng)具有較高的性價比�，F(xiàn)場投運效果良好，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關鍵詞： 熨燙系統(tǒng) 串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器 液晶顯示

我國有12億人口的服裝消費市場，同時又是服裝出口大國，隨著近年來成衣市場的需求不斷增加，小型的服裝生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展非常迅速，對小型熨燙系統(tǒng)的需求量越來越多。原有的小型熨燙機多為手動控制設備，對操作人員的操作經(jīng)驗要求較高，由于操作人員操作水平不一，常常出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，損壞率很高。為了滿足用戶需求，我們自行設計了熨燙控制系統(tǒng)。熨燙機采用at89c51作為主控制器，采用dmf50174作為顯示模塊，可實現(xiàn)10個熨燙程序的存儲及修改，可根據(jù)工序、面料的不同任意改變運行參數(shù)，并可以圖形的方式顯示熨燙程序的參數(shù)設置情況。系統(tǒng)還配有溫度控制系統(tǒng)，采用tlc549串行a/d轉(zhuǎn)換器和線性溫度傳感器實現(xiàn)溫度的采集和控制，系統(tǒng)可按熨燙程序中預先設置的溫度范圍控制溫度閥。熨燙過程中，系統(tǒng)在液晶顯示屏上以圖形方式顯示各個電磁閥的參數(shù)設定情況，并以一高亮掃描線指示當前系統(tǒng)運行過程。

１ 系統(tǒng)總體要求

控制機采用atmel89c51形成單機控制系統(tǒng)，每一熨燙工序大致分為如下幾步：合模、熱壓（2次）、上噴汽、抽風、下噴汽、開模等。有時一個工序中有可能一個工步的執(zhí)行次數(shù)不同，系統(tǒng)應該靈活地調(diào)整各工步執(zhí)行的起始時間和長短。系統(tǒng)還應帶有一溫度控制系統(tǒng)，以便能按要求控制熨燙溫度，避免燙壞面料。

為滿足上述要求，控制系統(tǒng)總體框圖如圖１所示。

２ 系統(tǒng)總體設計

2.1 電磁閥控制部分

熨燙機的各工步分別由不同的控制閥來控制，系統(tǒng)擁有：合模閥、加壓閥、噴汽閥、抽汽閥、溫控閥等多種閥門，為了便于擴充，系統(tǒng)留有足夠的擴充空間，本系統(tǒng)利用p1口作為控制口，同時還外擴一片74ls377以便備用，最多可控制16個電磁閥，以滿足系統(tǒng)要求。

本系統(tǒng)的各控制閥為交流電磁閥，為避免電磁干擾，采用光電隔離方式，控制簡圖見圖２。

2.2 溫度控制部分

為了進行溫度控制，設計了一溫度采集部分，利用電阻式溫度傳感器pt100和ti公司的帶串行控制的a/d轉(zhuǎn)換器tlc549來實現(xiàn)溫度采集，模塊簡圖見圖３。

tlc549是以8位開關電容逐次逼近a/d轉(zhuǎn)換器為基礎而構造的cmos a/d轉(zhuǎn)換器。它設計成能通過３態(tài)數(shù)據(jù)輸出和模擬輸入與微處理器或外圍設備串行接口。tlc549僅用輸入／輸出時鐘（i/o clock）和芯片選擇（cs）輸入作數(shù)據(jù)控制。tlc549的i/o clock輸入頻率最高可達1.1mhz 。

tlc549提供了片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，它通常工作在4mhz且不需要外部元件。片內(nèi)系統(tǒng)時鐘使內(nèi)部器件的操作獨立于串行輸入／輸出的時序并允許tlc549象許多軟件和硬件所要求的那樣工作。i/o clock和內(nèi)部系統(tǒng)時鐘一起可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送以及對于tlc549為每秒40,000次轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換速度。

tlc549的其他特點包括通用控制邏輯，可自動工作或在微處理器控制下工作的片內(nèi)采樣—保持電路，具有差分高阻抗基準電壓輸入端、易于實現(xiàn)比率轉(zhuǎn)換（ratiometric conversion)的高速轉(zhuǎn)換器，定標（scaling）以及與邏輯和電源噪聲隔離的電路。整個開關電容逐次逼近轉(zhuǎn)換器電路的設計允許在小于17μs的時間內(nèi)以最大總誤差為±0.5最低有效位（lsb）的精度實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

2.3 液晶顯示部分

系統(tǒng)配有薄膜鍵盤以便修改控制程序和進行系統(tǒng)設置，為便于操作，系統(tǒng)采用獨立的液晶顯示系統(tǒng)，可實時顯示系統(tǒng)溫度、各個控制閥的狀態(tài)，系統(tǒng)運行狀況等。

該系統(tǒng)采用日本optrex公司先進的點陣式液晶顯示模塊dmf50174nb-fw，同時采用了日本seiko epson公