基于C8051F040的壓力機控制系統設計

3．4 模擬量輸出電路
利用模擬量控制調節閥，調節閥控制信號是4～20 mA電流信號，但下一代調節閥可能是1～5 V電壓信號控制，為了方便互換，設計了電流輸出和電壓輸出選擇跳線，如圖6所示。單片機D／A轉換器輸出電壓信號，經過同相比例運算放大器信號為0～5 V，如果輸出電壓信號可用跳線將JP1的1和2短路，JP2輸出電壓信號；如果輸出電流信號，可用跳線將JP1的2和3短路，信號輸入至AD694電壓／電流轉換器，則JP2輸出電流信號。AD694供電電源電壓范同寬，其范圍為4．5～36 V，根據不同連線方式可輸入0～2 V、O～2．5 V、0～10 V和0～12．5 V，輸出可選O～20 mA和4～20 mA。該系統設計輸入為0～2．5 V，輸出4～20 mA。

4 軟件設計
控制器是以單片機為核心，設計采用C語言編寫，其流程圖如圖7所示。上電運行后先初始化，包括端口、定時器、串口和中斷等初始化；初始化完成后等待上位機開始試驗指令和壓力閾值，收到指令后打開電源，根據壓力閾值進行PID預算，利用運算結果控制調節器，試驗結束后卸載油缸，然后斷電停機。

5 結論
在分析現有的手動操作壓力機缺點的基礎上，提出智能壓力機方案和組成原理，并著重論述弱電控制系統的硬件電路設計，介紹基于USB接口的采集控制系統組成原理，詳細論述各個單元電路設計。該控制器已通過實驗測試，達到預期效果，研制出產品樣機，為批量生產打下基礎。