5V470Ω×8P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WRP2.3347813141718111D0D1D2D3D4D5D6D7CLKE74LS377470Ω×8P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WRP2.4347813141718111D0D1D2D3D4D5D6D7CLKE74LS377MC1413P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WRP2.5347813141718111D0D1D2D3D4D5D6D7CLKE74LS377Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q725691215161912345678IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7GNDOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7VCC16W115W214W313W412W511109Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619D20D21D22D23D24D25D26D275VQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619D10D11D12D13D14D15D16D17D10D11D12D13D14D15D16D17D20D21D22D23D24D25D26D27W1W2W3W4W5P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4J3123456789101112131415161718192021222324252627282930LED
图4.2 数码管驱动电路图
4.3 键盘显示电路设计
键盘显示电路如图4.3所示。键盘输入电路用来输入混凝土配方和物料重量的设定值，共有五个按键，分别为设置键、加一键、移位键、确认键和运行键。LED显示管共有十位，一位显示配方（配方用一位数值表示），一位显示物料序号（1代表水泥，2代表石子，3代表细砂），四位显示物料设定值重量，四位显示当前称重值。
系统工作时可以根据设置的不同配方完成配料过程，配方需要提前输入。输入配方时，先按下复位键，按下设置键，显示配方的数码管显示“1”，显示物料的数码管默认显示“1”（代表第一种原料水泥），显示设定值的四个数码管显示“0000”且最低位闪亮。按加一键输入最低位的数值，按下移位键次低位数码管闪亮，按加一键输入次低位的数值，再按下移位键，然后按加一键，输入第三位的数值，再按移位键和加一键输入最高位的数值，然后按设置键完成对第一种原料的输入，并自动进入第二种原料的输入状态。此时，显示物料的数码管变为“2”（代表第二种原料石子），显示设定值的四位重新显示“0000”且最低为闪亮，
7
按照与第一种原料相同的方法输入第二种原料的输入值。然后，按设置键进入第三种原料的设置状态，输入地三种原料的设定值。第三种原料设定值输入完成后，按设置键完成第一种原料的输入，并默认进入第二种配方的输入状态，显示配方的数码管变为“2”[11]。然后按照输入第一种配方的方法，输入其他几种配方，该系统输入的配方数不能超过九种。所有配方均输入完成后，按确认键把输入的不同配方存入存储器，并供系统调用。当需要启动配料系统时，按下运行键，系统开始配料。
J3CON30123456789101112131415161718192021222324252627282930W1W2W3W4WP15.0P1.1P1.2P1.3P1.4RETD10D11D12D13D14D15D16D17D20D21D22D23D24D25D26D275VD17D16D15D14D13D12D11D10DS112345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS212345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS312345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS412345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS512345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGND5VW19W29W39W49W59S6470Ω×6运行键S5D27D26D25D24D23D22D21D20P1.4P1.3确认键S4P1.2移位键S3P1.1加一键S2P1.0DS612345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS712345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS812345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS912345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGNDDS1012345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdpGND设置键
W19W29W39W49图4.3 键盘显示电路
4.4 称重检测电路设计
称重检测电路如图4.4所示。该部分电路包括称重传感器、放大电路、V/F转换电路和光电耦合电路，称重传感器主要完成对物料重量信号的采集并转换成相应的电压信号，放大电路完成对传感器输出信号的放大，V/F转换电路对放大后的信号进行V/F转换，完成A/D转换，光电耦合电路实现对输入信号的光电隔离[5]。
图中的放大电路主要由AD620构成，放大电路一般都需要输入电阻高，输出电阻低。图中的R1、R2、C1、C2是为了滤除输入信号线中高频信号的干扰而设置的，C3、C4是为了滤出地面的干扰，保护放大器。AD620的放大倍数可由RG调节。
AD620的放大倍数为：
K?49.4K??RG
8
W59称重传感器的灵敏度为2±0.002mV/V，电源电压为5V,满量程也只能输出十毫伏的电压，而LM331所能接收的电压至少为3V，因此，放大倍数至少为300.由此算得RG最大值为165Ω。
A/D转换电路主要由LM331组成，LM331转换精度为十二位，其输出的数字频率信号与输入电压信号成正比。其输出频率与输入电压转换关系为：
f0?k?Vin
k?(R7?RW)?(2.09?R4?R5?C6)
光电耦合电路是为了实现控制器与外部电路的隔离，保护控制器，经光电耦合后的输入敏冲信号直接送到单片机的T0口。
+12VC30.1μF5V5V+5V84R82.7KΩR125.1KΩR95.1KΩC81μFR510KRW10K1234COIREFFOGNDLM331VSINTHRESR/C8765R310KΩ263AD620517C10.1μFR11KΩR2SensorVin-Vin-Vin+VCC1234J11KΩVin+C20.1μFC4C6R6470ΩR710KRGR42.7KΩC50.01μF500Ω-12V0.1μFT0J?Component_10.1μFC70.01μF
图4.4 称重检测电路
4.5 信号驱动电路设计
输出通道电路如图4.5所示。该部分电路主要完成对单片机输出的控制信号的光电隔离及驱动。输出控制信号由单片机的十个I/O口P1.5、P1.6、P1.7、P2.0、P2.1、P2.2、P2.6、P3.2、P3.3、P3.5来传递，由于单片机的各个I/O口正常工作状态下均为高电平，，而图中的光电隔离器件TLP521-4和TLP521-2与I/O口相连的输入端为低电平有效。因此，需要在光电隔离器的各个输入端加一个非门电路，光电隔离器的其他输入端通过470Ω的上拉电阻接+5V电源。经过光电隔离后的输出控制信号还需要经过驱动后才能控制工作电压为24V的继电器工作，图中的驱动器为达林顿驱动芯片MC1413，驱动后的控制信号可直接驱动继电器线圈工作。
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+5V470Ω×104.6 继电器控制电路设计
继电器控制电路如图4.6所示。为了实现良好的隔离与控制，该系统用通用欧姆龙继电器MY4J来实现对送料电机、出料电机和料门的控制。其中前六个继电器线圈用来控制料仓的六个料门的开关状态，后四个继电器线圈用来控制送料电机和出料电机的运行。图中的十个发光二级管用来指示各个线圈是否处于工作状态。
J5RELAYJ6LIAOMENJ7KM123456789101112123456724VJ1J2J3J4J5J6J7J8J190JLIAO10LIAO11ACLIAO20LIAO21LIAO30LIAO31ACR2100ΩJ1LIAO10ACR3100ΩJ2LIAO11ACR5100ΩJ3LIAO20ACR7100ΩJ4ZDKM1KM2KM3KM4KM512345624VAC24V4.7 电机与电磁阀主控电路设计
电机与电磁阀控制电路如图4.7所示。图中的四个电机分别为三种原料的送
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L1L2L3L4P1.5L5L6L7L8L9L11U1A74ALS04P1.63U1B74LS04P2.09U1D74ALS04P2.111U1EP1.745U1C74ALS04621L22L33L44TLP521-4L5105L66L727L88TLP521-474ALS04L9P3.35U2C74ALS0469L1010TLP521-274ALS04L10OUT1+24VOUT2OUT327K×10+24VRELAY123456789101112J4OUT4OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT712345678MC1413IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7GNDMC1413OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7VCC161514131211109J1J2J3J4J5J6J7J8J9J108OUT5OUT6+24VP2.213U1F74ALS04P2.31274ALS04OUT71U2A74ALS04OUT8P3.23U2B4OUT81OUT92OUT10345678IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7GNDOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7VCC161514131211109+24VOUT9OUT10P3.59U2D8
图4.5 信号驱动电路
LIAO21ACR9100ΩJ5LIAO22RELAYR15.1KΩD1JILEDR424V5.1KΩRELAYD2J2LEDR624V5.1KΩRELAYD3J3LEDR824V5.1KΩRELAYD4J4LEDR1024V5.1KΩRELAYD5J5LEDR11100ΩJ6LIAO31ZDJ7KM1ZDJ8KM2ZDJ9KM3ZDJ10KM4RELAYD6R125.1KΩLEDJ6R1424V5.1KΩRELAYD7J7LEDR1524V5.1KΩRELAYD8J8LEDR1624V5.1KΩRELAYD9J9LEDR1724V5.1KΩRELAYD10J10LED图4.6 继电器控制电路
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