摘 要：介紹基于單片機的熨燙機自動控制系統，給出了系統的硬軟件設計與實現，其中DMF50174顯示模塊和TL549串行A/D轉換器使得系統具有較高的性價比。現場投運效果良好，產生了較好的經濟效益和社會效益。
關鍵詞： 熨燙系統 串行模數轉換器 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，小型的服裝生產企業發展非常迅速，對小型熨燙系統的需求量越來越多。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驗要求較高，由于操作人員操作水平不一，常常出現產品質量問題，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。熨燙機采用AT89C51作為主控制器，采用DMF50174作為顯示模塊，可實現10個熨燙程序的存儲及修改，可根據工序、面料的不同任意改變運行參數，并可以圖形的方式顯示熨燙程序的參數設置情況。系統還配有溫度控制系統，采用TLC549串行A/D轉換器和線性溫度傳感器實現溫度的采集和控制，系統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，系統在液晶顯示屏上以圖形方式顯示各個電磁閥的參數設定情況，并以一高亮掃描線指示當前系統運行過程。
1 系統總體要求
控制機采用ATMEL89C51形成單機控制系統，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行次數不同，系統應該靈活地調整各工步執行的起始時間和長短。系統還應帶有一溫度控制系統，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，控制系統總體框圖如圖1所示。
2 系統總體設計
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，系統留有足夠的擴充空間，本系統利用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，以滿足系統要求。
本系統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轉換器TLC549來實現溫度采集，模塊簡圖見圖3。
TLC549是以8位開關電容逐次逼近A/D轉換器為基礎而構造的CMOS A/D轉換器。它設計成能通過3態數據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)輸入作數據控制。TLC549的I/O CLOCK輸入頻率最高可達1.1MHz 。
TLC549提供了片內系統時鐘，它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片內系統時鐘使內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和內部系統時鐘一起可以實現高速數據傳送以及對于TLC549為每秒40，000次轉換的轉換速度。
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采樣—保持電路，具有差分高阻抗基準電壓輸入端、易于實現比率轉換(ratiometric conversion)的高速轉換器，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換器電路的設計允許在小于17μs的時間內以最大總誤差為±0.5最低有效位(LSB)的精度實現轉換。
2.3 液晶顯示部分
系統配有薄膜鍵盤以便修改控制程序和進行系統設置，為便于操作，系統采用獨立的液晶顯示系統，可實時顯示系統溫度、各個控制閥的狀態，系統運行狀況等。
該系統采用日本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公司出品的SED1330液晶顯示控制器。
DMF50174NB－FW液晶顯示模塊具有高靈敏度、高可靠性、低功耗、壽命長、亮度高等特點，為320×240點陣。該模塊有字符和圖形兩種顯示方式，顯示字體為8×8點陣，完全滿足工業性生產的要求。
SED1330為先進的字符和圖形液晶顯示控制器，為同類產品中功能最強的一種，它具有以下特性：
·SED1330不僅適用于8080系列MPU接口，也適用于M6800系列MPU接口，它在接口部設置了SEL1、SEL2兩個引腳，作為MPU的接口功能轉換設置。
·SED1330在于MPU的接口部設有功能較強的I/O緩沖器，避免了一般控制器的狀態檢查項目。MPU可以不詢問“忙”標志而隨時訪問SED1330。
·SED1330具有豐富的指令集，而且指令多帶有參數，最多可達10個參數。SED1330指令不僅可以實現把兩個顯示區的內容根據不同的邏輯關系合成顯示，而且還可以把三個顯示區的內容合成顯示。通過合成顯示，可以實現字符圖形混合顯示、字符文本特征顯示、閃爍顯示以及半色光調顯示等。
·SED1330向液晶顯示模塊發送的顯示數據是以4位并行方式傳送的，從而大大提高了控制點陣液晶顯示器件的能力。
顯示部分控制簡圖如圖4。
3 系統軟件設計
系統軟件采用模塊化設計，分成如下幾部分：液晶顯示控制模塊、參數設置模塊、十個分立的熨燙程序設置和參數顯示模塊、機器運行狀態顯示模塊和溫度采集、控制及顯示模塊。程序框圖如圖5所示。
綜上所述，本文設計并實現的熨燙機控制系統，具有較高的實用價值。同時介紹了DMF50174液晶顯示器、SED1330液晶顯示控制器和串行A/D轉換器TLC549的功能和使用方法。本系統現已在上海威捷制衣設備廠使用，經過長時間實際測試，系統性能表現良好。
參考文獻
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