熨烫系统控制器的设计与实现

摘 要：介绍基于单片机的熨烫机自动控制系统，给出了系统的硬软件设计与实现，其中dmf50174显示模块和tl549串行a/d转换器使得系统具有较高的性价比。现场投运效果良好，产生了较好的经济效益和社会效益。

关键词： 熨烫系统 串行模数转换器 液晶显示

我国有12亿人口的服装消费市场，同时又是服装出口大国，随着近年来成衣市场的需求不断增加，小型的服装生产企业发展非常迅速，对小型熨烫系统的需求量越来越多。原有的小型熨烫机多为手动控制设备，对操作人员的操作经验要求较高，由于操作人员操作水平不一，常常出现产品质量问题，损坏率很高。为了满足用户需求，我们自行设计了熨烫控制系统。熨烫机采用at89c51作为主控制器，采用dmf50174作为显示模块，可实现10个熨烫程序的存储及修改，可根据工序、面料的不同任意改变运行参数，并可以图形的方式显示熨烫程序的参数设置情况。系统还配有温度控制系统，采用tlc549串行a/d转换器和线性温度传感器实现温度的采集和控制，系统可按熨烫程序中预先设置的温度范围控制温度阀。熨烫过程中，系统在液晶显示屏上以图形方式显示各个电磁阀的参数设定情况，并以一高亮扫描线指示当前系统运行过程。

１ 系统总体要求

控制机采用atmel89c51形成单机控制系统，每一熨烫工序大致分为如下几步：合模、热压（2次）、上喷汽、抽风、下喷汽、开模等。有时一个工序中有可能一个工步的执行次数不同，系统应该灵活地调整各工步执行的起始时间和长短。系统还应带有一温度控制系统，以便能按要求控制熨烫温度，避免烫坏面料。

为满足上述要求，控制系统总体框图如图１所示。

２ 系统总体设计

2.1 电磁阀控制部分

熨烫机的各工步分别由不同的控制阀来控制，系统拥有：合模阀、加压阀、喷汽阀、抽汽阀、温控阀等多种阀门，为了便于扩充，系统留有足够的扩充空间，本系统利用p1口作为控制口，同时还外扩一片74ls377以便备用，最多可控制16个电磁阀，以满足系统要求。

本系统的各控制阀为交流电磁阀，为避免电磁干扰，采用光电隔离方式，控制简图见图２。

2.2 温度控制部分

为了进行温度控制，设计了一温度采集部分，利用电阻式温度传感器pt100和ti公司的带串行控制的a/d转换器tlc549来实现温度采集，模块简图见图３。

tlc549是以8位开关电容逐次逼近a/d转换器为基础而构造的cmos a/d转换器。它设计成能通过３态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。tlc549仅用输入／输出时钟（i/o clock）和芯片选择（cs）输入作数据控制。tlc549的i/o clock输入频率最高可达1.1mhz 。

tlc549提供了片内系统时钟，它通常工作在4mhz且不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行输入／输出的时序并允许tlc549象许多软件和硬件所要求的那样工作。i/o clock和内部系统时钟一起可以实现高速数据传送以及对于tlc549为每秒40,000次转换的转换速度。

tlc549的其他特点包括通用控制逻辑，可自动工作或在微处理器控制下工作的片内采样—保持电路，具有差分高阻抗基准电压输入端、易于实现比率转换（ratiometric conversion)的高速转换器，定标（scaling）以及与逻辑和电源噪声隔离的电路。整个开关电容逐次逼近转换器电路的设计允许在小于17μs的时间内以最大总误差为±0.5最低有效位（lsb）的精度实现转换。

2.3 液晶显示部分

系统配有薄膜键盘以便修改控制程序和进行系统设置，为便于操作，系统采用独立的液晶显示系统，可实时显示系统温度、各个控制阀的状态，系统运行状况等。

该系统采用日本optrex公司先进的点阵式液晶显示模块dmf50174nb-fw，同时采用了日本seiko epson公