【正文】 電路，用軟件進(jìn)行譯碼。這里用8031內(nèi)部RAM的20H單元的00H至03H四位分別代表電機(jī)電機(jī)報(bào)警和正常運(yùn)行標(biāo)志單元；用21H單元的08H和09H兩位作為零件及包裝箱計(jì)數(shù)標(biāo)志單元。中斷程序主要用來(lái)設(shè)定給定值，當(dāng)給定鍵盤有鍵按下時(shí)，KEYSTROBE輸出高電平，經(jīng)反相器后向8031申請(qǐng)中斷。4 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 主程序的設(shè)計(jì)及其流程圖通過(guò)上述分析可知，本系統(tǒng)鍵盤的作用主要是給定值的輸入。當(dāng)按鍵未按下時(shí)，所有輸出端均為高電平。 編碼鍵盤原理圖鍵盤輸出信號(hào)D、C、B、A (BCD碼)接到8255A的A口PA3PA0，鍵選通信號(hào)KEYSTROBE(高電平有效)，經(jīng)反向器接到8031的中斷管腳。其報(bào)警方式采用光信號(hào)進(jìn)行：我們用PCPC3這兩個(gè)I/O口接線設(shè)計(jì)了兩個(gè)狀態(tài)指示燈以作為報(bào)警系統(tǒng)的輸出硬件。這里的顯示器位數(shù)為3位。為了能夠同時(shí)顯示多個(gè)(即多位)字符，我們必須對(duì)LED采用動(dòng)態(tài)顯示方法，其方法就是利用人眼對(duì)視覺(jué)的殘留效應(yīng)，逐個(gè)地循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，每位顯示1ms左右，使人看起來(lái)就好像在通的字符一樣。該方法主要用于顯示位數(shù)較多或?qū)︼@示器的亮度有一定要求的場(chǎng)合。譯碼分硬件譯碼和軟件譯碼。發(fā)光二極管是組成LED發(fā)光二極管顯示字符的顯示器件。如果計(jì)數(shù)值小于給定值，則繼續(xù)計(jì)數(shù)；一旦計(jì)數(shù)值等于給定值，則停止計(jì)數(shù)；此時(shí)關(guān)斷傳送帶2的電源，并接通傳送帶1的電源，讓裝滿產(chǎn)品的箱子移開(kāi)，同時(shí)帶動(dòng)下一個(gè)空箱到位，并重復(fù)上述過(guò)程。并同時(shí)使傳送帶2電機(jī)起動(dòng)(PC1輸出高電平)，帶動(dòng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)，使產(chǎn)品落入包裝箱內(nèi)。下邊主要介紹傳送帶電機(jī)控制。半導(dǎo)體激光器光電檢測(cè)器前置放大器單片機(jī)譯碼判別處理編碼電源受控設(shè)備1受控設(shè)備2…n單片機(jī)控制調(diào)制電信號(hào) 檢測(cè)原理框圖由于上述的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，經(jīng)過(guò)論證可以考慮省略一些無(wú)關(guān)部分，經(jīng)過(guò)分析，BG1為光敏二極管，當(dāng)光線照射BG1時(shí)，產(chǎn)生光電流，使R1上壓降增大，導(dǎo)致晶體管導(dǎo)通，觸發(fā)由晶體管BG3和BG4組成的射極耦合觸發(fā)器，使U0為高位；反之，U0為低電位。當(dāng)光電監(jiān)測(cè)器檢測(cè)到此激光信號(hào)波時(shí)，將其轉(zhuǎn)化成為一串連續(xù)的電脈沖波。： 光電傳感器的原理圖 控制電路設(shè)計(jì) 信號(hào)檢測(cè)(數(shù)據(jù)采集)電路本系統(tǒng)的基本原理主要是單片機(jī)和光電檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合。 (6)開(kāi)關(guān)電源： 開(kāi)關(guān)電源選用+12V ATX電源。其中各芯片及引腳說(shuō)明如下：(1)8031: 系統(tǒng)的微控制器選用Intel公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)8031。為了讀鍵盤給定值及檢測(cè)和控制，專門擴(kuò)展一個(gè)8255A可編程接口及程序存儲(chǔ)器EPROM2732(4K*8 200ns可用紫外線擦除標(biāo)準(zhǔn)EPROM)。采用LED顯示器進(jìn)行信號(hào)顯示。由以上分析可得：本系統(tǒng)采用型號(hào)為8031的單片機(jī)及其8255A等系列芯片進(jìn)行微機(jī)控制。當(dāng)成本略高，且設(shè)計(jì)技術(shù)與制造技術(shù)復(fù)雜，宜采用專用廠家生產(chǎn)的成品。一種是普通線性電源，它由變壓器、整流器、低通濾波器、穩(wěn)壓器等部件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，穩(wěn)壓精度能滿足一般要求。其中繼電器是電氣控制中最常用的控制器，但在控制時(shí)容易發(fā)生觸點(diǎn)產(chǎn)生火花，并且因觸點(diǎn)容易氧化而影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；而固態(tài)繼電器輸入電流小，輸出無(wú)觸點(diǎn)，與電磁式繼電器相比具有體積小、重量輕、無(wú)機(jī)械噪聲、無(wú)抖動(dòng)和回跳、開(kāi)關(guān)速度快、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。由于在傳動(dòng)過(guò)程中，傳送箱子的電機(jī)負(fù)荷較大，所以選用堵轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)子慣量較大的HD181電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之間存在一種嚴(yán)格不變的關(guān)系。交流電機(jī)有異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類。而在本系統(tǒng)中，為了降低產(chǎn)品成本、使顯示清晰容易辨認(rèn)，而且對(duì)功耗和體積重量等捕捉很大要求，所以采用發(fā)光二極管顯示器LED顯示。 輸入輸出設(shè)備的選擇輸入輸出設(shè)備是指系統(tǒng)與各種人機(jī)之間的對(duì)話設(shè)備。(2)判斷箱子是否已裝滿產(chǎn)品。 檢測(cè)原理及傳感器選擇先看一下本系統(tǒng)所需的檢測(cè)，判斷的對(duì)象：(1)判斷空箱是否到位。選擇不同的模塊組成系統(tǒng)，系統(tǒng)的擴(kuò)展容易，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。8155的擴(kuò)展的I/O口較少，所以采用有較多的I/O接口的8255A芯片而不采用8155芯片進(jìn)行接口擴(kuò)展。所以采用單片機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。功耗低：由于單片機(jī)集成度高，相應(yīng)其功耗相對(duì)于同功能的其他設(shè)備功耗低了很多?？刂乒δ軓?qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)像計(jì)算機(jī)一樣是面向控制，它的實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)`，CPU可以直接對(duì)I/O口進(jìn)行各種操作(輸入/輸出、位操作以及算術(shù)邏輯操作等)，運(yùn)算速度高，最高可達(dá)16MHZ。 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)順序控制單片機(jī)具有下面一些特性：體積?。河捎趩纹瑱C(jī)內(nèi)部集成了計(jì)算機(jī)的基本功能部件，能滿足很多領(lǐng)域?qū)τ布墓δ芤螅虼擞蓡纹瑱C(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積特別小。(4)由于硬件全部標(biāo)準(zhǔn)化、控制程序可變，所以在規(guī)模上具有擴(kuò)充性和互換性，即有很好的柔性。 可編程序順序控制器這種順控器將計(jì)算機(jī)通用靈活和繼電器邏輯控制簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，被稱為Programmable Logic Controller (可編程控制器)，簡(jiǎn)稱PLC.。這種方案雖然較容易實(shí)現(xiàn)，但由于功能較少，故還達(dá)不到本系統(tǒng)的要求。(3)程序的改變?nèi)菀?，只需改變帶二極管的插頭(硬件)的位置，具有很大的柔性，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)可以放心。 二極管矩陣式順序控制器這種順序控制器是利用二極管(或三極管)來(lái)改變控制順序，是由輸入、輸出和矩陣組成的一種組合邏輯電路。RLC的缺點(diǎn)是：(1)自動(dòng)化程度的提高，RLC的線路愈來(lái)愈復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)、連接、調(diào)試的工作量，維修的難度再度增加。(4)輸出電流很方便的通過(guò)電磁產(chǎn)生機(jī)械力。但這種方式已經(jīng)過(guò)于老式，體積龐大、精度不高、成本也貴，顯然已不適合于本系統(tǒng)，所以不予考慮。2 自動(dòng)裝箱控制方案論證 控制方案列舉分析及確定在這個(gè)系統(tǒng)中，從上面對(duì)系統(tǒng)要求的分析中可以看出：生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)器按確定的先后順序連續(xù)不斷的進(jìn)行開(kāi)(ON)和關(guān)(OFF)，所以為順序控制。如果不夠，則帶動(dòng)下一個(gè)空箱到達(dá)指定位置，繼續(xù)上述過(guò)程。(5)當(dāng)產(chǎn)品一個(gè)一個(gè)落下時(shí)，通過(guò)檢測(cè)器2的檢測(cè)，將產(chǎn)生一系列脈沖信號(hào)。(2)接通電源，使傳送帶1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)某一產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會(huì)自動(dòng)落入包裝箱內(nèi)，并由檢測(cè)器2轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及功能要求從上面分析論述，由系統(tǒng)功能要求、方案選擇和設(shè)備配置，我們可以設(shè)計(jì)出一個(gè)自動(dòng)裝箱系統(tǒng)，：檢測(cè)器2檢測(cè)器1傳送帶1傳送帶2 產(chǎn)品自動(dòng)裝箱系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)帶有兩個(gè)傳送帶，及包裝箱傳送帶和產(chǎn)品傳送帶。 具有革命意義的自動(dòng)化浪潮改變著自動(dòng)裝箱的方方面面。它可以是簡(jiǎn)單的，例如，從一個(gè)位置移向另一位置的一種單軸結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)壓力聯(lián)動(dòng)裝置，也可以是復(fù)雜的。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的集裝箱系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除包裝工序及印刷貼標(biāo)等造成的誤差，有效減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗?，F(xiàn)場(chǎng)總線是開(kāi)放式工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng),是連接設(shè)置在工業(yè)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、串行、雙向、多站通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。邏輯順序控制從繼電器發(fā)展為采用數(shù)字化邏輯順序控制系統(tǒng),從而產(chǎn)生了可編程控制器(Programmable Logic Controller ),俗稱PLC。這種系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到過(guò)程控制系統(tǒng)中,利用單元組合儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),用軟件組成各種功能模件,并用CRT顯示溫度、壓力、液位、流量、成分等等過(guò)程參數(shù),通訊網(wǎng)絡(luò)把二者連成一個(gè)系統(tǒng)。但今天的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)過(guò)程控制。在工業(yè)自動(dòng)化體系中，一個(gè)重要的角色就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，即IPC?？刂评碚摗x器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。 automatic control 。為了讀鍵盤給定值及檢測(cè)和控制，專門擴(kuò)展一個(gè)8255A可編程接口及程序存儲(chǔ)器EPROM2732(4K*8 200ns可用紫外線擦除標(biāo)準(zhǔn)EPROM)。 基于單片機(jī)的自動(dòng)計(jì)數(shù)與裝箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的自動(dòng)計(jì)數(shù)與裝箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)、裝箱。本論文設(shè)計(jì)了一種以8031單片機(jī)為核心的流水線產(chǎn)品計(jì)數(shù)及裝箱控制系統(tǒng)，可以對(duì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行精確的計(jì)數(shù)和裝箱。關(guān)鍵詞：裝箱；自動(dòng)控制；單片機(jī)BASED ON MICROCOMPUTER SINGLE CHIP OF AUTOMATIC COUNTING AND RESTRAINING BOXESABSTRACTDuring the modern industrial production process, the product needs to count and pack. If this work replaces by the manpower, the efficiency is low and the labor intensity is big. Along with the popularization using of microputer, specially the using of microputer single chip, it has brought enormous convenient for this system design. In this paper, it introduces the central of 8031 microputer single chip, Which count accurately and pack in the automatic production streamlines. In order to read keys and detect signals. this system expand programmable I/O memory 8255A and procedure memory 2732. Port B are used for provided value and displaying count of products. At the same time discussing the system of automatic packing and the system design. Key Words：boxes。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用了工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，以達(dá)到提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量、降低生產(chǎn)消耗、確保安全等目的。自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)信息科學(xué)的緊密結(jié)合，給工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了新的技術(shù)革新。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量、控制和管理的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)和過(guò)程輸入、輸出通道兩部分。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，引進(jìn)了集散系統(tǒng)，習(xí)慣上稱之為集散系統(tǒng)或DCS。DCS在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的使用較為廣泛，發(fā)展勢(shì)頭很大，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。從80年代后期開(kāi)始,PLC的制造廠家為適應(yīng)市場(chǎng)需求加進(jìn)一些模擬量的采集和控制,并和傳動(dòng)控制相配合,在絕大多數(shù)情況下都是以單機(jī)設(shè)備銷售,系統(tǒng)集成由最終用戶或工程公司完成。裝箱行業(yè)中自動(dòng)化操作正在改變著裝箱過(guò)程的動(dòng)作方式和包裝容器及材料的加工方法。依據(jù)定義，一個(gè)自動(dòng)裝置即能通過(guò)自動(dòng)控制或遙控方法完成任務(wù)的一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)機(jī)構(gòu)。自動(dòng)控制的包裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除包裝工序及印刷貼標(biāo)等造成的誤差，有效減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗。自動(dòng)裝置和系統(tǒng)工程方面的技術(shù)正在進(jìn)一步深化，并得到更廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品傳送帶將產(chǎn)品從車間傳送到包裝箱。系統(tǒng)工作步驟如下：(1)用鍵盤設(shè)置每個(gè)包裝箱所裝的產(chǎn)品數(shù)量以及包裝箱數(shù)，并分別存放在PARTS和BOXES單元中。(4)啟動(dòng)傳送帶2電機(jī)，使產(chǎn)品沿傳送帶向前運(yùn)動(dòng)，并轉(zhuǎn)入箱內(nèi)。(8)再次啟動(dòng)傳送帶1的電機(jī)，使裝滿產(chǎn)品的箱子繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，并把存放箱子數(shù)的內(nèi)存單元加1，然后再與給定的箱子數(shù)進(jìn)行比較。必要時(shí)操作人員可以隨時(shí)通過(guò)停止(STOP)鍵停止傳送帶運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)鍵盤重新設(shè)置給定值，然后再起動(dòng)。 目前，商品化的凸輪控制的多點(diǎn)開(kāi)關(guān)，對(duì)簡(jiǎn)單控制仍很實(shí)用。(3)繼電器具有擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)數(shù)、增加開(kāi)關(guān)電流容易的功能。(6)維護(hù)技術(shù)要求較低?？梢?jiàn)這種控制方案實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化較難，功能也較少，不適宜于本系統(tǒng)。(2)設(shè)定順序控制程序時(shí)，不需專門的編程技術(shù)和裝置。(6)價(jià)格便宜，容易掌握。雖然它完全能用于順控，單用作簡(jiǎn)單控制時(shí)不太合算，故也不適宜本系統(tǒng)。(3)程序動(dòng)作的監(jiān)視和檢查簡(jiǎn)便。(7)可以和計(jì)算機(jī)直接連接，應(yīng)用在控制方面存在很大潛力。性價(jià)比高：由于單片機(jī)的大批量生產(chǎn)，及其已非常成熟的制造工藝，所以成本很低，加上單片機(jī)的功能性能不斷的完善，種類型號(hào)的增加，其應(yīng)用系統(tǒng)的印版小、接插件少、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單等一系列原因，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能價(jià)格比高于一般的微機(jī)系統(tǒng)。這樣使單片機(jī)的應(yīng)用極為方便，大大的縮短了系統(tǒng)研制的周期。單片機(jī)控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大、精度高、性能穩(wěn)定可靠、使用方便、性價(jià)比高。由于系統(tǒng)需要較多接口，所以必須進(jìn)行接口擴(kuò)展，在這里由于系統(tǒng)不需擴(kuò)展數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器(RAM)。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)總線的嚴(yán)格定義，所以不同的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品都能兼容得很好。所以在這里選擇STD總線作為系統(tǒng)總線?？梢?jiàn)利用光電式傳感器進(jìn)行檢測(cè)較好。所以我們?cè)谶@里采用光電傳感器來(lái)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。前者是既簡(jiǎn)單又廉價(jià)的顯示輸出設(shè)備，是目前應(yīng)用最廣泛