??????? 1.引言

　　隨著高等級(jí)公路的不斷發(fā)展，對(duì)于高等級(jí)公路的路面基層、底基層施工質(zhì)量要求也日益嚴(yán)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(jī)攤鋪路面基層、底基層施工勢(shì)在必行。但公路工程任務(wù)中，質(zhì)量要求高，時(shí)間緊，操作條件惡劣，迫切要求改善操作環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高攤鋪機(jī)自動(dòng)化程度。工程機(jī)械一體化和機(jī)器人化是工程機(jī)械未來的發(fā)展方向。融合電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化，為機(jī)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(dòng)攤鋪機(jī)的研制、開發(fā)，將提高道路攤鋪工程的自動(dòng)化程度和智能化水平，改善道路工程的操作環(huán)境和勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高攤鋪機(jī)產(chǎn)品的檔次，成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，對(duì)促進(jìn)我國(guó)公路交通事業(yè)的發(fā)展，具有重要意義。

　　2.攤鋪機(jī)工作原理

　　瀝青混凝土道路的攤鋪過程是：在工作時(shí)，由裝載機(jī)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(yùn)輸?shù)綌備仚C(jī)前方，將原料倒入攤鋪機(jī)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(gè)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(qiáng)壓和振搗器的高頻率將原料壓實(shí)，待攤鋪機(jī)走過，原料冷卻后，路面形成。

　　3.通信模塊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

?

　　圖1 通信模塊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　自動(dòng)攤鋪機(jī)系統(tǒng)既龐大、又復(fù)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(dòng)機(jī)的起、停控制以及各種狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量、顯示和故障報(bào)警。為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用了集散型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了集中管理以及功能和危險(xiǎn)的分散。

　　所有這些子控制系統(tǒng)都在不同的單片機(jī)上完成，而這些子系統(tǒng)之間的參數(shù)傳輸則由主交互機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)。顯而易見，攤鋪機(jī)能否在工作環(huán)境相當(dāng)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(gè)單片機(jī)于系統(tǒng)能否進(jìn)行可靠、穩(wěn)定的通信。根據(jù)項(xiàng)目的要求，對(duì)人機(jī)交互系統(tǒng)和測(cè)控機(jī)系統(tǒng)的各種輸入/輸出量的關(guān)系進(jìn)行了深入細(xì)致的研究和測(cè)量，制定了如圖l所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　在圖1中，主交互機(jī)與左交互機(jī)、右交互機(jī)、車體行駛測(cè)控機(jī)、找平輸分料測(cè)控機(jī)利用CAN總線進(jìn)行通信;而主交互機(jī)與移動(dòng)電話則利用RS232C進(jìn)行串行通信。

　　4.通信模板的硬件設(shè)計(jì)

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

　　(1)帶有4級(jí)流水線高性能16位CPU80ns最小指令循環(huán)時(shí)間，大多數(shù)指令僅需1個(gè)循環(huán)，即兩個(gè)CPU循環(huán);16*16位乘法需400ns(20個(gè)CPU循環(huán))，32位除16位需800ns(40個(gè)CPU循環(huán))。處理能力達(dá)到10MIPS。

　　(2)集成在片存儲(chǔ)器 64KB在片可編程FLASH;2KB內(nèi)部RAM，用于變量存儲(chǔ)器池、系統(tǒng)堆棧和代碼;2KB在片高速RAM，用于變量、用戶堆棧和代碼;4KB在片數(shù)據(jù)EEPROM，用于non-volatile變量。

　　(3)外部總線接口獨(dú)立或復(fù)用總線配置;段分配和片選信號(hào)產(chǎn)生;8位或16位數(shù)據(jù)總線。

　　(4)16個(gè)優(yōu)先級(jí)中斷系統(tǒng)可達(dá)33個(gè)中斷節(jié)點(diǎn)帶有獨(dú)立的中斷矢量;在內(nèi)部程序執(zhí)行時(shí)，240ns/400ns中斷等待時(shí)間;快速外部中斷。

　　(5)智能在片外設(shè)子系統(tǒng)8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，帶有可編程轉(zhuǎn)換時(shí)間(最小為7.76us;5個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器;同步/異步串行通道;帶有15個(gè)信息體的CAN摸量;可編程時(shí)間間隔的看門狗定時(shí)器;實(shí)時(shí)時(shí)鐘;用于系統(tǒng)初始化的程序引導(dǎo)裝載器。

　　(6)59個(gè)I/O引腳輸入模式具有三態(tài);具有位尋址功能。

　　通信模塊的硬件電路如圖2所示。