1.介绍
在大规模工业生产中，需要对物料进行称重和配比。目前工厂一般采用两种方法。第一种方法采用人工称量，然后将各种原料按比例放入加药机中，同时搅拌；另一种方法是自动称重，自动搅拌。由于很多原料是粉末或颗粒，人工配料时人体容易吸入粉尘等杂物，导致职业病，增加生产风险和人力资本。同时，配料种类多、数量巨大，现场人工配料管理难度大，容易错配，不仅质量难以保证，还增加了管理成本。为了保证产品质量，提高生产效率，降低工人的劳动强度，需要准确可靠的自动配料系统。目前，现有的配料系统主要由工控机或PLC控制。工业计算机控制系统结构复杂、体积大、成本高、维护困难。PLC系统的数据处理能力较弱；人机界面需要PC支持。本文提出的单片机控制方式具有体积小、编程方便、运算速度快、实时性好、可靠性高、处理特殊任务成本低等优点。
2.原则
以两种物料的混合比例为例，采用基于STC12C5A60S2单片机的控制系统来实现。控制器启动后，用压力应变传感器测量物料的重量，信号经A/D转换后送到控制器，与设定值比较，从而调节料仓阀门，控制物料配比。计算后，将各物料的装料量和调整参数发送给输出终端的上位机操作员，以供参考和调整。与传统的80C51系列单片机相比，本文的设计计算速度提高了10倍左右，并且具有功耗低、抗干扰能力强的优点，适用于工作条件恶劣的场合。
硬件系统的硬件组成如图1所示。压敏传感器产生的电压测量信号经放大、A/D转换后，控制器经标度运算后与设定值进行比较，输出信号不仅控制电机调节料仓阀门，还与上位机通讯。硬件电路设计主要包括电源模块、放大电路、A/D转换模块和显示电路。
3.信号放大
如图2所示，AD623是一款集成式单电源仪表放大器，无需外部电阻即可设置为单位增益。连接外部电阻后，可以对AD623进行编程，将增益设置为最高1000倍。
压敏传感器的输出信号为0-20mV，放大后为0-5V的电压信号。信号放大后，用稳压电路来保持信号的完整性和可靠性。稳压电路基于LM7805(如图3所示)和LM7905(如图4所示)设计，同时满足5V和-5V信号的稳压要求。为了消除有害的输入/输出尖峰或噪声，在稳压集成电路的输入和输出端增加了两个电容器。
4.模数转换
如图5所示，模数转换利用AD7190芯片实现，该芯片可以配置为两路差分输入或四路伪差分输入。片内通道时序控制允许使能多个通道，并使能AD7190每个通道的序列转换。这简化了一些沟通。芯片上的492MHz时钟可以用作ADC的时钟源，也可以使用外部时钟或晶振。
5.外围模块
如图6所示，外围模块完成显示功能和与上位机通信的要求。显示电路采用8位共阳极LED数码管，以动态扫描方式直接显示。需要74LS373锁存器来控制锁存段代码，74LS138锁存位代码。
6.主程序流程描述如图7所示。
(1)初始化A/D
(2)阅读广告
(3)数据归零
(4)判断状态1:大仓门和小仓都有
本文介绍的基于STC12C5A60S2单片机的自动配料系统具有运行速度快、简单可靠、易于维护等优点，并实现了与上位机的通信功能，便于控制人员对运行情况进行监控。在实际生产环境中，能有效克服复杂环境带来的干扰。
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