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1計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

袋成型自動(dòng)包裝機(jī)灌裝、計(jì)量系統(tǒng)是機(jī)電控系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是包裝機(jī)的關(guān)鍵部件，它直接決定了袋裝物體的重最是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若包裝物為粉末狀物體時(shí)，包裝灌裝系統(tǒng)的機(jī)械部分則為螺桿進(jìn)料模塊，包含了變頻電機(jī),編碼器提供脈沖信號(hào)，脈沖數(shù)目對(duì)應(yīng)于螺桿旋轉(zhuǎn)的角度;若包裝物為液體時(shí)，灌裝系統(tǒng)包含了變頻泵，電磁流量計(jì)也提供脈沖信號(hào)，脈沖數(shù)目對(duì)應(yīng)于流量。包裝機(jī)在封裝產(chǎn)品之后需要對(duì)產(chǎn)品重量進(jìn)行檢測(cè)，去掉包裝重量不合格的產(chǎn)品，因此本文設(shè)計(jì)了以單片機(jī)STC89C52為核心的計(jì)量系統(tǒng)，該計(jì)量系統(tǒng)無(wú)論從硬件方面還是軟件方面都進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，因此提高了計(jì)量的精度,保證了包裝的質(zhì)量。

1.1總體設(shè)計(jì)

計(jì)量系統(tǒng)的基本組成，以單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī)處理釆樣數(shù)據(jù)，控制排除裝置去除不合格產(chǎn)品,完成包裝袋重檢測(cè)。其工作原理如下:啟動(dòng)包裝機(jī)橫封標(biāo)定信號(hào)即橫封電機(jī)主軸編碼器的Z相信號(hào)給出后，延時(shí)若干毫秒開(kāi)始工作檢測(cè)袋重。當(dāng)重量與設(shè)定的值誤差過(guò)大時(shí)，排除裝置得電、將不合格產(chǎn)品剔除。當(dāng)在合格范圍內(nèi)時(shí)，排除裝置不動(dòng)作，產(chǎn)品沿滑軌下落。鍵盤(pán)的作用是操作人員可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入袋重目標(biāo)值、最大誤差值等需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到單片機(jī)內(nèi)的EEPROM存儲(chǔ)器。

1.2單片機(jī)選型

單片機(jī)的選擇在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，要滿(mǎn)足大內(nèi)存、高速率和通用性要求。在本項(xiàng)目中選擇了STC公司的STC89C52單片機(jī),STC89C52單片機(jī)是兼容8051內(nèi)核的單片機(jī)，是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī),12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可反復(fù)設(shè)置。

1.2.1STC89C52單片機(jī)特點(diǎn)

1）增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051CPU⑵工作電壓:5.5V-3.4V（5V單片機(jī)）;3）工作頻率范圍:0—40MHz,相當(dāng)于普通8051的0—80MHz,實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；4）用戶(hù)應(yīng)用程序空間8K字節(jié);5）片上集成512字節(jié)RAM；6）通用I/O口（32/36個(gè)），復(fù)位后為:PI/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）,P0口是開(kāi)漏輸出，作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻;7）ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAJ（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器?？赏ㄟ^(guò)串口（P3.O/3.1）直接下載用戶(hù)程序，8K程序3秒即可完成一片；8）EEPROM功能，內(nèi)帶2KEEPROM；9）看門(mén)狗t16S定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;11）外部中斷2路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；12）通用異步串行口（UART）；13）工作溫度范圍:0—75度；14）封裝:PDIP-40,PLCC—44,PQFP-44_O在本系統(tǒng)中，選擇的是PDIP-40封裝。其管腳圖如圖1所示。

圖1STC-89C52管腳圖

1.2.2單片機(jī)引腳說(shuō)明如下

1） 主電源引腳VDD和VSS

VCC-（40引腳燦+SV電源。

•VSS-（20引腳）接地。

2） 外接晶體引腳XTALI和X彩止2

XTALK19引腳）接外部晶體的一個(gè)引腳,XTALZ（18引腳）接外晶體的另一端。

3） 控制或與其他電源復(fù)用引腳RST、ALE戶(hù)ROG、EA和PSEN

• RST（9引腳）:復(fù)位引腳。
• ALE爪R（）G（30引腳）:當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，即使不訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性的.出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（PROG）。
• PSEN（29引腳）:此引腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部存儲(chǔ)器讀取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在此期間訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次冇效的PSEN信號(hào)將不再出現(xiàn)。

©EA（3I引腳）:當(dāng)EA端保持高電平時(shí),訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PC程序計(jì)數(shù)器值超出內(nèi)部程序存儲(chǔ)器最大地址值時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)，則只訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)滯，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。

4） 輸入/輸出（I/O）引腳PO,P1,P2,P3（共32個(gè)引腳）

• P0口（32至39引腳）:是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線(xiàn)的低8位及數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用。
• P1口（1至8引腳）:是準(zhǔn)雙向8位I/O口，由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1.0引腳的第二功能為T(mén)2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的外部輸入,PL1引腳的第二功能為T(mén)2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2的外部控制端。
• P2口（21至28引腳）:是準(zhǔn)雙向8位I/O口，在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為擴(kuò)展電路高8位地址總線(xiàn)送出高8位地址。
• P3口（10至17引腳）:是準(zhǔn)雙向8位I/O口，這8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能，是復(fù)用雙口功能。作為第1功能使用時(shí)，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口相同。作為第2功能使用時(shí)，各引腳的定義如下表：

2A/D轉(zhuǎn)換器的選型

在A/D轉(zhuǎn)換器的選型上，比較了幾個(gè)型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，如AD574JLC1549和ADCO81SO51等，最終確定為AD574°AD574是美國(guó)AD公司生產(chǎn)的12位高速逐次逼近型模/數(shù)變換器，其主要特點(diǎn)是:①片內(nèi)自備時(shí)鐘基準(zhǔn)源，不需外部時(shí)鐘就可工作。②變換時(shí).間快，12位轉(zhuǎn)換25us,8位轉(zhuǎn)換16us。③數(shù)字暈輸出具有三態(tài)緩沖器，可白接與微機(jī)的總線(xiàn)相接。④采用雙極性模擬信號(hào)輸入，有著.廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，供電電源為士15V或士12V,邏輯電源為+5V。⑤溫度適應(yīng)范圍大其管腳排列如圖2所示。其功能引腳介紹如下：

圖2AD574管腳圖

CS:片選，低有效。

CE:片允許，高有效一8031的WR和RD相與非后接CE,以確保AD574A在被啟動(dòng)變換或讀出變換結(jié)果的操作時(shí),CE有效。

R/C：讀/變換，高為讀A/D變換結(jié)果，低為啟動(dòng)A/D變換。

12/8:數(shù)據(jù)格式，高為12位并行輸出，低為8位（或4位）并行輸出。本設(shè)計(jì)令其接地。A0：字節(jié)地址/短周期，高為8位變換/輸出低4位，低為12位變換/輸出高8位。

STS:變換狀態(tài)，高為正在變換，低為變換結(jié)束.STS總共有三種接法：1）空著:只能在啟動(dòng)變換25us以后讀A/D結(jié)果；2）接靜態(tài)端口線(xiàn):可用査詢(xún)方法，待STS為低后再讀A/D變換結(jié)果；3）接外部中斷線(xiàn):可引起中斷后，讀A/D變換結(jié)果。

REFIN：基準(zhǔn)輸入。

REFOUT：基準(zhǔn)輸出。

BIPOFF:雙極性方式時(shí)，偏置電壓輸入端。

圖3電源電路原理圖

DB11~DBO:12位數(shù)據(jù)總線(xiàn)。

10VSPAN：?jiǎn)螛O性0~10V模擬量輸入;雙極性0~±5V模擬量輸入.該設(shè)計(jì)采用單極性0~10V模擬量輸入。

.20VSPAN：?jiǎn)螛O性0-20V模擬量輸入;雙極性O(shè)~±10V模擬量輸入。

AC:模擬地。

3計(jì)量系統(tǒng)具體電路設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，需要的電源類(lèi)型有:稱(chēng)車(chē)傳感器所需電源12V,固態(tài)繼電器所需電源12V,放大器、AD轉(zhuǎn)換器所需士12V電源和5V電源，單片機(jī)及相關(guān)器件所需5V電源，此處所用電源均為220V電源經(jīng)AC/DC電源模塊轉(zhuǎn)換而成。其電路原理圖如圖3所示。

,AD574是美國(guó)AnalogDevice公司生產(chǎn)的12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)曷器，內(nèi)部集成由轉(zhuǎn)換時(shí)鐘、參考電壓源和m態(tài)輸出鎖存器，因此他可以直接接微機(jī)總線(xiàn)進(jìn)行接口。分辨率可設(shè)為12位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為25us_o該A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)外的連接信號(hào)有模擬輸入信號(hào)、數(shù)據(jù)輸出信號(hào)、

類(lèi)，高附加值的服務(wù)，高效的配送體系等，這些正是電子商務(wù)主體所欠缺的。

2我國(guó)B2C/C2C電子商務(wù)物流發(fā)展遭遇瓶頸約束

1. 我國(guó)B2C/C2C電子商務(wù)物流公司的尚存在基礎(chǔ)設(shè)施不完善的缺陷，運(yùn)用到物流配送過(guò)程中的新技術(shù)、新裝備應(yīng)用相對(duì)較少。物流公司對(duì)現(xiàn)代物流的概念、地位及作用認(rèn)識(shí)還不夠全面完善，對(duì)物流管控的電子化程度尚且處于最低階段，完全不能滿(mǎn)足我們電子商務(wù)高速發(fā)展的需求。
2. 物流公司的商業(yè)環(huán)境相對(duì)落后，服務(wù)專(zhuān)業(yè)化程度較低。服務(wù)范圍較窄處于單一化縱向的發(fā)展，橫向發(fā)展匱乏，物流公司之間競(jìng)爭(zhēng)尚處于惡性循環(huán)的價(jià)格戰(zhàn)，不能提供完善全面的的供應(yīng)鏈服務(wù)，無(wú)法滿(mǎn)足消費(fèi)者更高更優(yōu)質(zhì)服務(wù)的需求。
3. 物流人才嚴(yán)重缺乏，匱乏新鮮血液的輸入，使得無(wú)法為新的物流體系的建立提供足夠的智力支持和理論支撐。

3針對(duì)電子商務(wù)物流發(fā)展的幾點(diǎn)對(duì)策

1. 完善物流行業(yè)的相關(guān)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。首先，物流行業(yè)內(nèi)要建立具有有效的監(jiān)督懲罰機(jī)制的仲裁機(jī)構(gòu)，根據(jù)消費(fèi)者的投訴和相關(guān)證明給予存在亂收費(fèi),服務(wù)態(tài)度極為惡劣的物流公司或個(gè)別雇員以較為有效的懲罰和威懾；其次,物流公司要建立一個(gè)合理的透明的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，刑罰分明的規(guī)章制度，以及服務(wù)準(zhǔn)則和有效的服務(wù)承諾并能有效的自我遵守，自我監(jiān)督，還物流行業(yè)一個(gè)健全的、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。
2. 積極發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)實(shí)體化的物流配送服務(wù)體系。物流公司應(yīng)重視物流行業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，促進(jìn)物流企業(yè)的橫向聯(lián)合，發(fā)展物流企業(yè)之間的業(yè)務(wù)聯(lián)盟，形成良性循環(huán)，多樣化與服務(wù)并重，將物流企業(yè)自有的品牌做大做強(qiáng)。
3. 加強(qiáng)現(xiàn)代物流人才的大力培養(yǎng)。通過(guò)在高職院校開(kāi)設(shè)物流專(zhuān)業(yè)課，確、7.電子商務(wù)物流研究方向和留學(xué)制度的方式來(lái)培養(yǎng)現(xiàn)代物流專(zhuān)門(mén)人才，通過(guò)從業(yè)資格認(rèn)證的方式來(lái)激勵(lì)物流人才投身于物流行業(yè)，，保持一定新鮮血液及時(shí)有效的輸送到物流行業(yè)，尤其是物流企業(yè)中基礎(chǔ)性人才的培訓(xùn)和指導(dǎo)，從而提高物流從業(yè)人員的整體素質(zhì)，從根本上解決行業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的服務(wù)態(tài)度和服務(wù)效率。

前文提到的；誠(chéng)信無(wú)保障、服務(wù)不完善、供應(yīng)鏈短小，物流系統(tǒng)未優(yōu)化是當(dāng)今中國(guó)B2C/C2C電子商務(wù)發(fā)展的四大瓶頸，電子商務(wù)的物流系統(tǒng)未優(yōu)化是制約電子商務(wù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一，也是能否真正體現(xiàn)電子商務(wù)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵用素。B2C/C2C電子商務(wù)物流在我國(guó)仍具有巨大可持續(xù)的發(fā)展空間。優(yōu)化物流系統(tǒng)勢(shì)在必行。

啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)及數(shù)據(jù)的讀取等。A/D轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)連接時(shí)就要考慮這些信號(hào)的連接問(wèn)題。AD574是單端輸入模擬電壓，在lOVin和20Vin中任一端和AGND之間輸入，可輸入單極性電壓或雙極性電壓，輸入模擬電壓的極性不同，其輸入電路也不同。AD574要求用脈沖啟動(dòng)信號(hào)，即在CPU的控制下發(fā)出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，并通過(guò)程序控制得到足夠?qū)挾鹊拿}沖信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),AD574反饋給出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。

AD574的數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)也有三態(tài)輸出門(mén)，可直接連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)。在本系統(tǒng)中,AD574與STC89C52單片機(jī)的接口電路如圖4所示。

在本系統(tǒng)中AD574芯片采用0-+10V單極性輸人方'式。2腳直接接地，也就是啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果分兩次輸出，如果2腳接高電平，將啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果1次性輸出。3,4,5腳分別經(jīng)光禍合器件接至單片機(jī)地址總線(xiàn)的高位P2.3,P2.2,P2.1,單片機(jī)的讀寫(xiě)信號(hào)經(jīng)過(guò)一級(jí)與非門(mén)后經(jīng)光禍合器件送到AD574的CE腳作為使能信號(hào)。

AD574狀態(tài)腳STS即28腳可接外部中斷，比如INTO,就可用中斷方式讀轉(zhuǎn)換結(jié)果，當(dāng)然，也可經(jīng)光禍合器件接至單片機(jī)的P1.4

腳，釆用査詢(xún)方式讀轉(zhuǎn)換結(jié)果，本系統(tǒng)采用的是査詢(xún)方式讀轉(zhuǎn)換結(jié)果。與AD574的12腳相接的100k的電位器用于零點(diǎn)調(diào)整。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)要十分注意的一點(diǎn)就是AD574的數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的連接方式，應(yīng)該將髙8位DB4-DB11接數(shù)

據(jù)總線(xiàn)的D0-D7,低4位DB0~DB3接到數(shù)據(jù)總線(xiàn)的高4位D4-D7。用圖3所示的硬件連接，得到AD574各操作對(duì)應(yīng)的口地址分別為:啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的地址為FIFFH;讀轉(zhuǎn)換結(jié)果高8位的地址為F3FFH;讀轉(zhuǎn)換結(jié)果低4位的地址為F7FFH。

 

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