基于at89c52單片機(jī)的超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)_第1頁
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1、第3期(總第148期)2008年6月機(jī)械工程與自動(dòng)化MECHANICALENGINEERING&AUTOMATl0NNo3Jun文章編號(hào):1672—6413(2008)03—015402基于AT89C52單片機(jī)的超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)景楓,張吉堂(中北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院,山西太原030051)摘要:介紹了一種基于AT89C52單片機(jī)的超聲自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)及系統(tǒng)的組成、硬件結(jié)構(gòu)和軟件構(gòu)成。從實(shí)驗(yàn)情況來看。該控制系統(tǒng)可靠性好、精度高、自動(dòng)化

2、程度高可用于多種超聲檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)控掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。關(guān)鍵詞:超聲檢測(cè)單片機(jī)數(shù)控掃描中圖分類號(hào):TP273tTP3681文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0引言超聲檢測(cè)技術(shù)是無損檢測(cè)的重要方法之一,由于它的穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高、對(duì)人體和材料無害、成本低等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。用單片機(jī)來控制檢測(cè)系統(tǒng),使超聲檢測(cè)系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、低成本、體積小和攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)提高了檢測(cè)的精度和效率。本文介紹的超聲檢測(cè)控制系

3、統(tǒng)主要針對(duì)qb20mmq70mm的軸類零件。其最大的特點(diǎn)在于:借助于數(shù)控技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和超聲檢測(cè)技術(shù),研制了一種適合現(xiàn)場(chǎng)使用、性價(jià)比高的超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),將超聲檢測(cè)系統(tǒng)和三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控掃描運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)集成于一體,使用方便,開發(fā)成本低。1超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)工作原理為:根據(jù)檢測(cè)工件選定最優(yōu)的掃描方式及路徑并編制檢測(cè)控制程序(用通用數(shù)控程序);當(dāng)單片機(jī)接收到插補(bǔ)輸出脈沖的觸發(fā)信號(hào)時(shí),發(fā)送控制脈沖到控制電路的相應(yīng)端口,通過步進(jìn)

4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),自動(dòng)檢測(cè)裝置帶動(dòng)超聲探頭對(duì)工件進(jìn)行掃描;在掃描的同時(shí),超聲探傷儀發(fā)射超聲波,并通過A/D卡對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行采集,存儲(chǔ)在上位機(jī)磁盤里,再利用軟件進(jìn)行缺陷的自動(dòng)識(shí)別、判傷和顯示LlJ。超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)見圖1,它包括超聲檢測(cè)控制子系統(tǒng)、數(shù)控掃描控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)3部分。11超聲檢測(cè)控制子系統(tǒng)超聲檢測(cè)控制子系統(tǒng)包括超聲波探傷儀、探測(cè)器、單片機(jī)控制卡、A/D數(shù)據(jù)采集卡和對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行處理及顯示的工控機(jī)。超聲波探傷儀激勵(lì)

5、探測(cè)器發(fā)射和接收超聲波,A/D采集卡把超聲回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。12數(shù)控掃描控制系統(tǒng)數(shù)控掃描控制系統(tǒng)主要控制3個(gè)聯(lián)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī),保證超聲探頭與被探傷工件之間的正確定位和超聲探頭對(duì)被檢工件進(jìn)行正常掃描運(yùn)動(dòng)。工控機(jī)1數(shù)字控制2數(shù)據(jù)處理3數(shù)字判讀4結(jié)果顯示A/D采集卡l檢測(cè)控制廣—]I子系統(tǒng)一通信lL—一1系統(tǒng)l廠—一I數(shù)控掃描I控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)L廣——一限位開關(guān)主軸電機(jī)超聲波探傷儀圖1超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)13通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要

6、完成上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52芯片作為微處理器。它與Intel80C51和80C52系列單片機(jī)完全兼容,是一種低功耗、高性能的新型電擦寫8位CMOS單片機(jī)[2]。本系統(tǒng)硬件電路主要由探傷儀和采集卡控制電路、以單片機(jī)為核心的數(shù)控掃描運(yùn)動(dòng)控制電路、接口通信電路3部分組成,見圖2。21探傷儀扣采集卡控制電路在檢測(cè)過程中,超聲發(fā)射脈沖和數(shù)據(jù)采集脈沖同頻有延時(shí),且要求頻率、延時(shí)等參數(shù)

7、可調(diào),需要專用控制電路產(chǎn)生。本系統(tǒng)采用以單片機(jī)AT89C52為核心,8253定時(shí)器、CD4046鎖相環(huán)芯片等外圍器件組成收稿日期。2007—10—25,修回日期:2008一Ol—II作者簡(jiǎn)介:景楓(1982一),男,四川通江人,碩士研究生主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造嵌人式系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用研究熬Ⅲ群超探一一測(cè)類叫L一被㈨廣L廣鐨一一萬方數(shù)據(jù)158機(jī)械工程與自動(dòng)化2008年第3期方位角和高度角,消除了天氣因素,可以有效地提高太陽能吸收效率。參考文獻(xiàn):

8、l主程序開始I跟蹤自動(dòng)回初始I根據(jù)現(xiàn)時(shí)計(jì)算太陽位置II系統(tǒng)快速指向太陽位置l《毒多I自動(dòng)調(diào)整子程序Il主程序結(jié)束I(a)主程序框圖自動(dòng)調(diào)整子程序黼是否為正,/一一高度角電機(jī)按照脈沖量正轉(zhuǎn)高度角電機(jī)按照脈沖量反轉(zhuǎn)度角電機(jī)停止轉(zhuǎn)i鬻囂)J是否為正,/I!方位角電機(jī)按照脈沖量正轉(zhuǎn)方位角電機(jī)按照脈沖量反轉(zhuǎn)位角電機(jī)停止轉(zhuǎn)i(b)子程序框圖圖3系統(tǒng)的主程序和子程序框圖[1]沈輝。曾祖勤太陽能光伏發(fā)電技術(shù)EM3北京:化學(xué)工業(yè)出版社2004[2]三恒星

9、科技Mcs一51單片機(jī)易學(xué)通[M]北京;人民郵電出版社,2006[3]李業(yè)發(fā),楊廷柱能源工程導(dǎo)論[M]安徽:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1999DesignofAutomaticFollowingSystemforSolarCellWANLi—rlli(SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijingBeijing100083,China)Abstract

10、:Thispaperintroducedanautomaticfollowingsystemforsolarcell,thecoreofwhichwasthetimingchipandthesinglechipmicrocomputerThesystemcalculatedthealtitudeangleandtheazimuthangle,andusedthesteppermotortodrivethebi—axialmechanic

11、altrackingsystemtoassurethesolarpanelsverticaltOthesolarincidentangletOimprovetheabsorbingefficiencyofthesolarenergyEverydaythesystemcanreturntheinitialsittingaftersolartrackingInthesecondday。itwillcontinuetrackautomatic

12、allytoremovetheaccumulativeerrorUsingthesteppermotorisabletOlettheadjustingofanglemoreexactlyInadditionthesolarpositioniScalculatedbythesolarorbitformulatoeliminatetheeffectofweatherKeywords:solartracking;altitudeangle;a

13、zimuthangle;steppermotor(上接第155頁)33串口通信模塊系統(tǒng)選用定時(shí)器TO作為波特率發(fā)生器,選用COMl為通信串口,波特率為9600,無奇偶校驗(yàn)位,一位起始位,一位停止位。4結(jié)束語本文所介紹的基于AT89C52單片機(jī)的超聲自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)和掃描運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)工作,已經(jīng)成功地應(yīng)用到軸類零件超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中,完成了系統(tǒng)要求的控制任務(wù),取得了良好的控制效果。應(yīng)用結(jié)果表明:該方案所組成的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,

14、實(shí)時(shí)性好,程序的可擴(kuò)展性及通用性強(qiáng),具有一定的研究參考價(jià)值及工程應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn):[1]楊辰龍,周曉軍復(fù)雜曲面工件的超聲無損檢測(cè)系統(tǒng)研制[J]中國(guó)機(jī)械工程,2005,16(18):1622—1625[2]李朝青單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006[3]柳波中小模數(shù)齒輪超聲波檢測(cè)自動(dòng)控制技術(shù)研究[D]太原:中北大學(xué)2005:34—42[43廖高華余紅粒,唐剛基于嵌入式計(jì)算機(jī)的超聲檢測(cè)系統(tǒng)[刀儀表技術(shù)與傳感器,

15、2006(4):17—18ControlSystemofUltrasonicTestingBasedonAT89C52Single—chipMicrocomputerJINGFeng,ZHANGJi—tang(CollegeofMechanicaIEngineering&AutomationNorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:Thispaperintroducedaco

16、ntrolsystemofultrasonictestingbasedonAT89C52singlechipmicrocomputer,itincludedthehardwarearchitectureandthesoftwareconfigurationofthecontrolsystemTheeontrolsystemandnumericalcontrolscanningsystemworkincoordinationTheresu

17、ltofexperimentshowsthatthecontrolsystemhasthecharacteristicsofhighreliabilityhighprecisionwhichincreasestheautomationleveloftheultrasonictestingsystemKeywords:ultrasonictesting;single—chipmicrocomputerInumericalcontrolsc

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