利用C164單片機設計自動攤鋪機通信模塊

1.引言

隨著高等級公路的不斷發(fā)展，對于高等級公路的路面基層、底基層施工質(zhì)量要求也日益嚴格，采用常規(guī)的施工方法已難以滿足其表面幾何尺寸和平整度的要求，因此采用攤鋪機攤鋪路面基層、底基層施工勢在必行。但公路工程任務中，質(zhì)量要求高，時間緊，操作條件惡劣，迫切要求改善操作環(huán)境，降低勞動強度，提高攤鋪機自動化程度。工程機械一體化和機器人化是工程機械未來的發(fā)展方向。融合電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的自動化和智能化，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

該瀝青混凝土自動攤鋪機的研制、開發(fā)，將提高道路攤鋪工程的自動化程度和智能化水平，改善道路工程的操作環(huán)境和勞動條件，降低勞動強度，提高攤鋪機產(chǎn)品的檔次，成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的國產(chǎn)化產(chǎn)品，對促進我國公路交通事業(yè)的發(fā)展，具有重要意義。

2.攤鋪機工作原理

瀝青混凝土道路的攤鋪過程是：在工作時，由裝載機從瀝青混凝土攪拌站將混合攪拌好的高溫鋪路材料料快速運輸?shù)綌備仚C前方，將原料倒入攤鋪機的料斗中。料斗的下方是左、右兩條輸料帶，輸料帶將原料一直帶到車體后方，原料從輸料帶上落下。分料架是兩個螺旋桿，它們通過旋轉(zhuǎn)將堆積在中間的原料向兩邊分開，基本均勻分布在路面上。車體的最后方是熨平板，熨平板用高強壓和振搗器的高頻率將原料壓實，待攤鋪機走過，原料冷卻后，路面形成。

3.通信模塊的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

圖1 通信模塊的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

自動攤鋪機系統(tǒng)既龐大、又復雜。包括車體的方向、速度控制，輸分料控制，大臂、熨平板、找平控制，發(fā)動機的起、停控制以及各種狀態(tài)參數(shù)的測量、顯示和故障報警。為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用了集散型計算機體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了集中管理以及功能和危險的分散。所有這些子控制系統(tǒng)都在不同的單片機上完成，而這些子系統(tǒng)之間的參數(shù)傳輸則由主交互機進行協(xié)調(diào)。顯而易見，攤鋪機能否在工作環(huán)境相當惡劣的條件下正常、可靠、穩(wěn)定地工作，很大程度上取決于各個單片機于系統(tǒng)能否進行可靠、穩(wěn)定的通信。根據(jù)項目的要求，對人機交互系統(tǒng)和測控機系統(tǒng)的各種輸入／輸出量的關(guān)系進行了深入細致的研究和測量，制定了如圖l所示的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

在圖1中，主交互機與左交互機、右交互機、車體行駛測控機、找平輸分料測控機利用CAN總線進行通信；而主交互機與移動電話則利用RS232C進行串行通信。

4.通信模板的硬件設計

本系統(tǒng)中采用億恒公司的16位CMOS單片機系列的C164作為主控制器。億恒C164是單片機是一款非常優(yōu)秀的單片機，特別是它的16位單片機，高性能CPU 結(jié)合功能豐富的外設，每秒可執(zhí)行1250萬條指令，在CPU時鐘頻率20MHz時具有下面的性能特點：