基于PIC16F877单片机的电子秤包装机控制系

摘要：基于单片微处理器PIC16F877研制成功了六嘴回转式电子秤水泥包装机的智能控制器，给出控制系统的硬件电路和软件的设计思想，并阐述了控制器的工作原理。该控制器设计的高精度是本系统的重要性能。中断嵌套是设计软件中的难点。本系统还成功实现了与上位机的通信。
关键词：PIC单片机 A/D转换 中断 通信
包装机系统可用于粉末东颗粒物料（如水泥、化肥、粮食等）的定时包装，自动化程度、计量精度要求越来越高。针对用户的要求，本系统设计了一种基于PIC16F877单片机控制的电子秤水泥包装机控制系统。
控制系统包括调零、调满、设定粗细流阈值、插袋、喂料、压袋、推包、破袋处理等控制功能。另外，对检测的质量进行数码显示，
对状态采用LED指示。同时还完成了与上位机的通信，可以实时观测质量变化及控制状态的情况，并在硬件和软件上分别采用了抗干扰措施和系统保护措施。本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。
1 控制器工作原理
电子秤是包装机的一个独立的控制部件，安装在包装机电控箱内，从包装箱观察窗可以看到电子秤的质量显示和状态LED指示。其控制系统由检测电路、控制电路、设定显示电路及与上位机的通信电路等几部分组成。控制器原理框图如图1所示。
系统经过调零调满后，发出插袋信号。当检测到包准备好信号时开始喂料，此时粗细阈一起打开，CPU根据由荷重传感器检测的质量信号，与由按键设定输入的粗细阈流值进行比较判断，先后控制关闭粗细阈。再由检测的推包位置到和皮带脉冲到信号，发出推包控制信号。另外，阈值设定和与上位机的通信在软件中通过中断来控制实现。物料的质量由数码管实时显示。
2 硬件电路设计
根据系统的控制功能，并结合包装机机械构件的工作原理，在软件设计过程中，应力求硬件结构简单，控制可靠。软硬协调，相得益彰。以下将对控制系统的CPU选择及检测部分、控制部分、显示与阈值设定部分及串行通信部分的设计进行介绍。



2.1 CPU的选择
用户要求包装质量精度比较高，即要求水漏质量的测量具有很高的精度，这就要求系统的A/D转换精度比较高。另外，在喂料过程中采用粗流细流两种方式，CPU 需对粗流细流阈的设定值有掉电保护作用。美国Microship公司的PIC16F877单片机能满足系统的这些要求。PIC16F877内含10位的 A/D转换器，价格便宜，外围接口电路简单，转换精度高，对本系统而言控制精度可达0.05kg。这带有256字节的电何擦写的EEPROM存储器。每次工作粗流细流阈值的设定值可以从EEPROM中读出以前写入的设定值，或重新按键设定并写入EEPROM以备下次使用。另外PIC16F877有8K