基于单片机油脂酸价检测系统中自动滴定的实现

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摘要：针对基于图像处理技术的油脂酸价自动检测系统中自动滴液部分的实现，提出了基于
: o$ W2 G7 J( n' c' x单片机和步进电机技术的解决方案．其中包含了串口通信技术和单片机对步进电机的控制技术。最
8 h9 t8 z  R& i终实现由软件控制的自动滴液过程．
食用油是人们日常生活中不可缺少的食品，衡
3 M  h. q/ [5 w; p8 g5 j量食用油油脂质量的指标很多，其中油脂酸价不仅
是衡量毛油和精油品质的一项重要指标，也是计算
酸价炼耗比这项主要技术参数的依据，所以在油脂
加工过程中需要经常进行检测、调控，以确保食用油
+ U3 J% G5 i# ~& D1 f* f质量．
( q1 ^* i6 Y2 ]* M8 |! x5 I1 油脂酸价系统总体说明
目前国内大多数企业对油脂品质的检验，还
是采用抽样、送样、检测、反馈、调整的实验室检测
4 _! O7 k; ?8 |; `% ?9 F/ ~方法．依据CB／巧530—2005／IS0 660：1996规
定⋯：油脂酸价以中和l克油脂中游离脂肪酸所
. t5 I! z$ E$ z2 E. f需氢氧化钾的毫克数来表示．此法判定出的结果
主要依靠操作人员的肉眼观察和工作经验，检测
) s, [9 `* @9 D" z/ |4 p0 u误差较大，检测周期也较长，检测手段明显落后于
6 w. a% G9 F  R0 a) p: G: t  U工艺要求．因此，酸价自动化检测具有重大的工程
  d. w; h% S9 T6 y2 m! T) }* [8 s意义．图1为基于图像处理技术的油脂酸价自动
/ _) i/ j& b/ m8 D检测系统组成框图。系统主要由图像采集、图像处
理和单片机控制三部分组成【2】．此系统工作原理
" E# D! {* z+ k1 k为：Pc机中的软件通过对数码相机所采集的图像
进行处理和分析，给单片机发送具体的命令，单片
机根据命令来控制步进电机，以实现自动滴定的
: M3 G7 a, @; f循环控制过程．
+ @# \0 v& Y/ J* l
2．1串口通信电路
申口通信电路是Pc机与单片机通信的途径．
在串行通信时，要求通信双方都采用—个标准接口，
RS一232是单片机和PC机进行通信最常用的一种
( N9 F0 u4 C3 `: `: m接口，采用最简单的三线制法聆】，即可达到通信的
* e# W6 y8 B& \$ B目的．
, U) m, R# I/ M7 \* H1 ^但是，Pc机RS一232口不能直接和单片机申口
相连，要用MAX232完成T儿电平与ItS-232电平
! A' D* n0 `/ P1 E3 h; V的转换，连接如图3所示．根据ItS-232标准规定，
在码元畸变小于4％的情况下，传输电缆长度最大
% b# o0 z2 y: f3 X8 S& K% q. F约为15 m，最高传输速率为20 kbiVe．
2．2隔离放大电路
由于步进电机在工作状态下的电压和电流大于
  X' G  O2 @: X. l& D0 _单片机工作的电压和电流，为使其相互间不产生较
7 x/ Q& i  E& T9 W" Z& p3 f大的信号干扰，在单片机与步进电机驱动电路之间
应进行必要的隔离。如图4所示．
为AT89S52与驱动电路之间的隔离放大电路
原理图，图中的输入端是单片机产生的脉冲信号．电
, p( |& c" z2 t1 ?路工作原理为AT89S52将信号输出，经74LSl4反
相后进人9014，经9014放大后控制光电开关，光电
" Y# g6 _/ D7 m, k3 S% P; v" B$ t隔离后，由功率管TIPl22将脉冲信号进行电压和电
流放大，然后进入步进电机驱动电路．
( M9 ~3 L/ P# J8 S1 z( FAT89$52选用频率为11．059-2 MHz的晶振，采
7 x2 H8 ^+ y3 t7 [& H- w1 m- p7 h用此晶振频率是为了尽量减小AT89S52对Pc机脉
, a$ O: H3 O" l0 s$ S3 v冲信号周期的影响．
# F1 [  R. z. `5 j& h/ C2．3步进电机驱动电路
步进电机的动态响应快、易于起停、控制简便，
这是实现自动滴定的有利因素，当然它的振荡与失
6 c8 c" x" G) O/ r( P( p; ^; d步现象也是必须避免的．由于自动滴定过程要求步
进电机转动的时间短、速度小、频率低，所以能较好
地利用它的优点，并在机械负载上采取相应的措施
4 e1 ?+ t# k% ^. y2 M0 B后，能够避免它的缺点．
8 s6 R8 m8 s4 [* a4 C四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单
* U9 Y; o2 [5 [( o% f3 S! O
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单片机怎么控制步进电机？

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