文章介紹了一種基于單片機(jī)AT89C55的折頁機(jī)卡紙監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng),。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括電平轉(zhuǎn)換模塊,、防誤動(dòng)模塊、報(bào)警停機(jī)模塊,、通訊模塊,、存儲(chǔ)擴(kuò)展模塊，軟件設(shè)計(jì)使用μVision2集成開發(fā)環(huán)境和WAVE6000,。

       此系統(tǒng)代替原有PLC檢測(cè)系統(tǒng),。系統(tǒng)經(jīng)過測(cè)試，運(yùn)行平穩(wěn),，反應(yīng)敏捷,。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

      一,、引言

      折頁機(jī)是一種印后設(shè)備,，它將每張很大的印刷紙折成適合平常裝訂得，人們經(jīng)常見到的紙張的大小。分很多種類型,。它可以將紙張四折,、八折、十六折,、三十二折當(dāng)在折紙的過程中,，發(fā)生卡紙時(shí)，卡紙檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停機(jī)信號(hào)和報(bào)警信號(hào),，并發(fā)出信息指示卡紙發(fā)生的位置,。

      目前，國內(nèi)折頁機(jī)卡紙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以PLC為核心控制得為主,，PLC控制設(shè)計(jì)簡單,，穩(wěn)定可靠，但PLC有許多不足之處,。占用PLC I/O口數(shù)量過多,，大約14之多。PLC的工作方式是每次掃描各個(gè)I/O口,。根據(jù)每個(gè)I/O口的變化作出相應(yīng)處理,。占用I/O口過多就會(huì)增加PLC的處理時(shí)間。增加主控PLC的負(fù)擔(dān),。國外如日本都是采用以單片機(jī)為核心的卡紙監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。單片機(jī)體積小，運(yùn)算速度高,，有豐富的各種資源,，能進(jìn)行更復(fù)雜得運(yùn)算?？煽啃曰緷M足需求,。

      二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

      系統(tǒng)用于檢測(cè)折頁機(jī)紙張的運(yùn)行狀態(tài),，通過RS485與PLC通訊,，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如果檢測(cè)到紙張停留在機(jī)器中，系統(tǒng)立即輸出信號(hào)給PLC,。系統(tǒng)的幾個(gè)輸入信號(hào),，都是NPN型，即有信號(hào)時(shí)是24v低電平,，沒信號(hào)時(shí)是24v高電平,。包括：一個(gè)來自光電開關(guān)的脈沖信號(hào)。五個(gè)光電開關(guān)信號(hào),。單張進(jìn)紙按鈕信號(hào),。連續(xù)進(jìn)紙按鈕信號(hào),。24v直流電源信號(hào)。兩個(gè)備用輸入端子,。輸出信號(hào)包括：發(fā)生故障時(shí)輸出有開點(diǎn)變?yōu)殚]點(diǎn)的繼電器信號(hào),。3個(gè)備用輸出端子。

      三,、硬件設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

       本系統(tǒng)采用AT89C55作為核心控制器,，外擴(kuò)4K的RAM存儲(chǔ)24C01芯片,。本產(chǎn)品是原折頁機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的升級(jí)換代產(chǎn)品,，所以盡量采用原系統(tǒng)的通訊模式。采用M75176芯片,，使用485通訊格式與控制顯示折頁機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的PLC進(jìn)行通訊,。控制輸出模塊也就是報(bào)警停機(jī)模塊用AT89C55控制24v歐姆龍繼電器,，輸出24v停機(jī)信號(hào)給主控PLC,。

       1、電平轉(zhuǎn)換電路                                         

       折頁機(jī)上一共設(shè)有5個(gè)傳感器加上一個(gè)時(shí)鐘信號(hào),，一共有由6個(gè)24v輸入信號(hào),。輸入有效信號(hào)是24v低電平，當(dāng)紙張通過傳感器時(shí),，傳感器給出一個(gè)24v低電平,。當(dāng)沒有紙張通過傳感器時(shí)，傳感器給出24V高電平,。所以正常工作時(shí),，傳感器輸出一個(gè)24v的寬脈沖信號(hào)。當(dāng)有發(fā)生卡紙時(shí),，傳感器將一直輸出24v高電平或者24v低電平,。當(dāng)紙卡在傳感器下時(shí)是輸出24v低電平。當(dāng)紙卡在兩個(gè)傳感器之間時(shí)是輸出24高電平,。輸出一個(gè)控制信號(hào)根據(jù)廠家要求預(yù)留兩個(gè)控制線路,。因?yàn)閱纹瑱C(jī)要求5v的TTL電平，因此必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換模塊,。輸入輸出均用TLP521-4光隔將24v電平轉(zhuǎn)換成TTL電平,，或反之。每條輸入輸出線路均用發(fā)光二極管指示,。AT89C55是51系列單片機(jī)之一,，port1口具有上拉電阻，所以選用port1作為輸入口,。

        2,、防誤動(dòng)模塊

       繼電器控制端輸入低電平導(dǎo)通線圈,，繼電器動(dòng)作停機(jī)。折頁機(jī)工作時(shí),，發(fā)生卡紙故障時(shí),，單片機(jī)向繼電器控制端輸出低電平，線圈通電導(dǎo)通,，繼電氣開關(guān)動(dòng)作,。而在折頁機(jī)開始工作時(shí)，電路設(shè)計(jì)先向單片機(jī)送電然后向繼電器送電,，繼電器控制端有電平變化,，引起繼電器動(dòng)作。這是不符合生產(chǎn)要求的,。為消除繼電器誤動(dòng),，采用了 GAL16VB門芯片。GAL輸入5個(gè)信號(hào),，邏輯代表5個(gè)傳感器的狀態(tài),，5個(gè)信號(hào)與門輸入。GAL芯片輸出控制繼電器,。當(dāng)有一個(gè)傳感器下發(fā)生卡紙時(shí),。相應(yīng)改變GAL的一個(gè)輸入信號(hào)。GAL芯片輸出改變,，如后再導(dǎo)通繼電器停機(jī),，由于五個(gè)傳感器開始狀態(tài)不變，所以繼電器不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作,。

圖2   原理圖

       3,、存儲(chǔ)開展模塊

       在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)器可能暫時(shí)停機(jī),。下次機(jī)器開機(jī)時(shí),，運(yùn)行的是同一批任務(wù)，這就要使用開始時(shí)的某些參數(shù)變量,。而單片機(jī)的RAM存儲(chǔ)區(qū)在機(jī)器停機(jī)掉電后,，其中的數(shù)據(jù)將會(huì)全部丟失。如果放在ROM中,，程序大小已經(jīng)快接近AT89C55的容量,，而且一般變量不存放在ROM中。ROM中的數(shù)據(jù)一旦寫入掉電不變化,，一般存放程序數(shù)據(jù),。而這些參數(shù)變量在工作任務(wù)改變時(shí)，其值也將發(fā)生改變,。這就需要外擴(kuò)ROM,，24C01是一種EEPROM芯片,，掉電還可保存數(shù)據(jù)，支持I2C,?？刹翆懸话偃f次以上，能保存數(shù)據(jù)40年,。24C01和AT89C55通訊的方式采用I2C模式,。

       四、軟件設(shè)計(jì)

       1,、  軟件開發(fā)環(huán)境

       程序使用C51,。開始軟件模擬測(cè)試時(shí)，C51的開發(fā)工具是使用現(xiàn)在最流行的KEIL 51和μVision2集成開發(fā)環(huán)境,。KEIL 51是德國KEIL公司開發(fā)的單片機(jī)C語言編譯器,，其前身是FRANKLIN C51,，現(xiàn)在的最新版本V6功能已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò),，特別是兼容ANSI C后又增加了很多與硬件密切相關(guān)的編譯特性，使得在8051系列單片機(jī)上的開發(fā)應(yīng)用程序更為方便和快捷,。μVision2是一種集成化的文件管理編譯環(huán)境,，編譯環(huán)境使用KEIL 51，集成了文件編輯處理,、編譯鏈接,、項(xiàng)目管理、窗口,、工具引用和軟件仿真調(diào)試等多種功能,。

       在線調(diào)試時(shí)使用偉福自帶的開發(fā)工具WAVE 6000。將源代碼拷貝到WAVE 6000下,，采用WAVE自開發(fā)的c編譯器comp51,，作相應(yīng)的改動(dòng)。進(jìn)行在線調(diào)試,。WAVE 6000是南京偉福實(shí)業(yè)公司開發(fā)的,。支持匯編語言和C語言，也具有強(qiáng)大的項(xiàng)目管理,、變量觀察合編譯功能,。

       2、  軟件設(shè)計(jì)思想

        軟件主要采用輪詢的方法來檢測(cè)是否卡紙,。首先進(jìn)行主控芯片AT89C55和擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片24C01的初始化,。主控芯片AT89C55包括Time方式設(shè)置、中斷使能等等,。擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片24C01的初始化包括讀寫子程序編寫等等,。單張走紙時(shí)記錄各種參數(shù)包括每張紙通過每個(gè)傳感器的時(shí)間即脈沖數(shù),，每張紙?jiān)诿窟B個(gè)傳感器之間行走的時(shí)間。連續(xù)走紙時(shí),，也記錄每張紙的這些參數(shù),，然后采用輪詢的方法，對(duì)每張紙的參數(shù)與單張走紙時(shí)所記錄的參數(shù)進(jìn)行比較,，如果在允許的范圍內(nèi),，則說明折頁機(jī)工作正常，反之則發(fā)出報(bào)警停機(jī)信號(hào),。

       五,、結(jié)束語

       此檢測(cè)系統(tǒng)提高了折頁機(jī)的自動(dòng)控制水平。此系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),，運(yùn)行穩(wěn)定可靠,，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。目前該系統(tǒng)已做成產(chǎn)品應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中,。如果改進(jìn)軟件的設(shè)計(jì)思路和使用跟高速的MCU,，會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，達(dá)到更好的效果,。

       參考文獻(xiàn)

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