单片机技术在压力机控制系统中的运用

王志军

摘要：介绍单片机技术压力控制系统的组成，分析控制系统硬设计及控制程序设计。

【关键词】单片机 压力机 控制系统

压力机是一种进行建材以及特定产品强度检查的机械设备。人工操作传统压力机需经过测试件安装、观察压力值、结合具体的材料及时调整压力速度等过程，在压力机控制系统中引入单片机技术可以简化操作，提高精度，提升经济效益。

1 单片机技术压力机控制系统

1.1 单片机技术压力机控制系统硬件组成

单片机技术控制系统压力机就是在传统压力机的基础之上增加控制器以及计算机，其主要就是通过压力机、控制柜、控制器及计算机四个部分构成。控制器应用单片机技术设计，控制器连接计算机及控制柜，与计算机通过USB接口进行通讯，并将计算机指令转换为模拟开关信号，对压力机各个开关进行控制，同时对油泵、油缸的压力及温度信号进行采集处理、比较数值，通过PID算法进行数据处理，实现自动精确控制。

1.2 单片机技术压力机控制系统电路设计

1.2.1 压力机控制系统的USB通讯电路

单片机主要提供的是RS232类型的通讯接口，而计算机则应用的是USB结构，对此设置转换电路，在此系统中主要应用集成USB转换桥接器CP2101进行设计，电路如图1。在电脑终端的COM端口配置过程中，其主要应用的编程设置为UART的数据格式以及波特率。而USB接口电路、RXD及TXD串口进行连接电路如图1所示。

1.2.2 单片机技术压力机控制系统模拟信号采集电路

系统中采集一定的电压以及电流模拟信号，电压信号可直接采集，电流信号则通过在电流环中串联的250Q电阻将电流信号转换为电压为O～SV的电压信号采集。

1.2.3 单片机技术压力机控制系统开关量驱动电路

系统中的开关量控制信号相对较大，通过继电器和三极管组成典型驱动电路实现开关控制。电路如图2所示。

1.2.4 单片机技术压力机控制系统模拟量输出电路

通过模拟量的控制调节阀进行控制，为了便于转换，可以通过电流输出以及电压输出选择跳线的方式进行控制。其中单片机转换器输出的电压信号，通过相同比例运算放大器输出0～SV。

2 单片机技术压力机控制系统的程序设计

单片机技术控制器系统的核心程序设计，可采用C语言编程，程序运行流程包括：初始化，完成端口、定时器以及串口、终端等内容的初始化；打开电源，等待上位机的实验指令；获得其压力阈值，并综合压力阈值计算PID数值，综合其运算结果调节控制器对产品压力测试；完成实验之后卸载油缸、断电停机，操作结束。控制程序设计流程图如图3所示。

为了保障整个系统的稳定性，在进行程序设计的过程中要通过数据冗余、程序陷阱、模块令牌等方式，将较为重要的数据以及标志在内存中进行存放处理，对其进行纠错处理，进而保障数据的稳定性。而系统因为意外导致的程序跑飞等问题，可以通过程序陷阱对其进行捕捉处理，在EPROM的空白區域设置陷井NOP， NOP， LJMP CATCH，这样就可以维持系统的正常运行。而在模块程序中发放本模块令牌，则可以提升模块的稳定性。

3 结束语

单片机技术应用于压力机控制系统，可以提升其整体性能，优化性能指标，增强系统运行的稳定性，是一种提升经济效益的有效方式手段。

参考文献

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