基于傳感器數據采集的智能縮水率機的設計

　縮水率機，顧名思義就是測量織物縮水率的機器，我們的第一代產(chǎn)品用目前的眼光來(lái)看，體積龐大，外觀(guān)粗糙，電路陳舊不簡(jiǎn)潔，可靠性差，主要部件均為自產(chǎn)，如電機等還經(jīng)常損壞。這次，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調查和分析，我們發(fā)現西門(mén)子和滾筒式洗衣機的外觀(guān)，機械結構、電機、電磁閥等在同行中都較領(lǐng)先，而且和我們的要求相近。因此，我們提出了利用西門(mén)子殼體改制縮水率機的構想，通過(guò)解剖，摒棄了其所有機械程控部分，改用我們自己設計的新的控制系統。程序按照有關(guān)國際和國內標準運行，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，我們的方案是成功的!

　　本文主要介紹傳感器的數據采集過(guò)程，并對其器件的用法和電路的整個(gè)工作流程都作了詳細的說(shuō)明。

　　一. 系統結構(圖一)

　　(圖一)

　　1、 鍵盤(pán)顯示電路，如按鍵的查詢(xún)、溫度的顯示、水位的顯示等均要由它來(lái)完成。因此，按鍵和面板顯示不能占主CPU太多的時(shí)間，因此，我們采用非常成熟的8279芯片來(lái)管理鍵盤(pán)和顯示，達到了很好的效果。

　　2、 傳感器的數據采集，單用一片AT89C52作為溫度數據和壓力數據的采集。

　　數據采集完成以后通過(guò)RS485信號傳給主CPU板。

　　3、 外設的驅動(dòng)部分通過(guò)固態(tài)繼電器完成。固態(tài)繼電器無(wú)機械觸點(diǎn)、帶光電隔離、驅動(dòng)簡(jiǎn)單、無(wú)火花，更重要的是有過(guò)零觸發(fā)，使用電設備的開(kāi)關(guān)均在輸入AC的零點(diǎn)，減小了干擾。所以，在本機中，這些設備均采用固態(tài)繼電器(其中，電機調速部分采用DCSSR)。在整個(gè)過(guò)程中，電機的控制是關(guān)鍵，通過(guò)對其電機的結構及電路的徹底解剖后，發(fā)現其控制電路是一塊由從MOTOROLA公司產(chǎn)的TDA1085C的專(zhuān)用電路控制，整個(gè)控制部分做得簡(jiǎn)潔可靠。有鑒于此，我們決定通過(guò)間接控制這塊板來(lái)達到控制電機的目的。這樣，既節約了成本，又提高了可靠性

　　4、 主CPU板為整個(gè)系統的核心，它完成傳感器數據的采集并進(jìn)行處理，然后送顯示，并且按程序要求驅動(dòng)外設動(dòng)作。其中，主CPU和鍵盤(pán)顯示電路接口時(shí)禁止主CPU數據總線(xiàn)直接和外設進(jìn)行IO操作(通過(guò)扁平電纜和對方相連)，保證了顯示的穩定，按鍵的正確判斷。主從兩CPU之間采用半雙工RS485接口進(jìn)行串行通訊，抗干擾能力很強。同時(shí)，由于從CPU已將溫度、水位等數據處理整合，打包后發(fā)給主CPU，減輕了主CPU的負擔。由于整個(gè)系統的需要擴展的口線(xiàn)很多，所以在主電路中采用邏輯整合芯片ISPLSI2064來(lái)擴展I/O口以及其它邏輯功能的完成。

　　二.傳感器的數據采集電路(圖二)

　　(圖二)

　　1. 水位檢測

　　在技術(shù)要求中有實(shí)時(shí)顯示水位這一要求，按照以前那種方法(浮子法)只能有幾個(gè)水位點(diǎn)，而不能連續測量，而且老是發(fā)生水位失控產(chǎn)生溢出的現象，所以我們選用美國SMI公司微壓傳感器SMI5551，利用原有皮管，用測量水位變化導致氣壓的變化來(lái)間接測量水位，原理如圖三：

　　(圖三)