基與STC89C52單片機智能印章機的設計

摘 要： 提出了一種以STC89C52單片機為控制核心的自動印章機，通過編寫有關程序和各種用戶參數的設置，實現印章機的自動運行、智能蓋章、調整以及存儲數據功能。該智能印章機控制電路部分主要包括顯示電路模塊、數據存儲、電機驅動、以及傳感器和手動調整模塊，通過自主研發程序實現各電路模塊功能，在實際運用中可以及時對蓋章章延時時間及數量進行監控與調整從而提高蓋章質量和速度，并且使用多種光電傳感器控制電機運動行程實現精確定位控制以便實現不同文件蓋章需求。

關鍵詞： 智能印章機； MCU； 電機驅動； 數據存儲

中圖分類號： TN720?34； TH212 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）20?0142?03

0 引 言

在銀行、政府、學校等機構存在大量文件需要蓋章，當需要蓋章文件數量過大時則需要消耗大量的人力和時間，本文中設計的智能印章機能明顯縮短印章時間并且節約大量人力，滿足日常辦公所需。并且具有手動設置功能，可通過手動設置蓋章的延時時間，和蓋章的數量本文設計的智能印章機控制電路的主要組成部分由：供電電路、電機驅動電路、傳感器電路、數據存儲電路、數據顯示電路、手動控制電路組成。

1 工作原理

智能印章機蓋章的工作原理是通過安裝在機器底部的光電傳感器檢測是否有紙張的信號來開啟單片機對電機的控制，通過一系列的傳動結構帶動印章運動完成蓋章動作[1]。蓋章動作前可以通過手動控制面板對蓋章數量、蓋章延時進行調節。同時在印章機工作時，印章機所蓋的紙張數會被數據存儲電路記錄，通過手動設置的數量和蓋章延時數據都會被存儲下來。總的系統框圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 穩壓電路設計

在控制電路部分需給由單片機組成的控制電路和傳感器電路同時供電。所選用的是LM7805三端集成穩壓器和濾波電容組成電源電路，為整個控制系統提供穩定的電壓，如圖2所示。

2.2 電機驅動電路

電機采用24 V的直流電機，驅動芯片L298N是ST公司生產的一種高電壓大電流電機驅動芯片[2]，主要特點是工作電壓高，輸出電流大，瞬間峰值可達3 A，采用標準邏輯電平信號控制，INPUT1和INPUT2是單片機控制電機的兩個輸入端，OUTPUT1和OUTPUT2是兩個輸出端，分別與電極正負相連，由于使用的電機是線圈式的，在從運行狀態突然轉換到停止狀態和從順時針狀態突然轉換到逆時針狀態會形成很大的反向電流，所以在電路中要加入二極管在產生反向電流時進行泄流保護。驅動電路如圖3所示。

2.3 數據存儲電路

數據存儲電路主要功能是存儲印章次數和用戶設置，硬件電路采用的芯片是24C08，是一個8 Kb串行電可擦除

PROM，內部寫周期最大為5 ms，具有頁寫能力，每頁分別為[3]16 B。

2.4 傳感器電路

在整個印章機控制系統中，傳感器對運動的控制起到了關鍵作用[4]，例如RAD20CM對射式紅外光電開關對紙張的感應使電機開始運動，其電路組成如圖4所示，由光敏NPN三極管和單片機P1_11引腳組成，當紙張遮住發射端光源時，接收端的光敏三極管將光信號轉化成點信號傳到單片機P1_11引腳，如圖5所示。

電機位置的控制是采用的紅外對射槽型限位開關GK102，其電路如圖6所示，在整個控制系統中有2個限位開關，以控制電機的上極限位置和下極限位置，保證正常的工作行程。

3 軟件設計

該系統程序設計采用C語言編程，在Keil4軟件中進行開發，主程序的流程圖如圖7所示。

當啟動智能印章機后，單片機首先讀取存儲芯片24C08里的用戶設置數據，包括蓋章數目，蓋章延時等，接著等待放入紙張，當有紙張放入后，光電傳感器將接收到的信號傳送給單片機，單片機通過對驅動芯片L298N的控制來實現電機下行蓋章動作，同時掃描下限位光電開信號，當印章到達下限位時電機停止轉動，并且按照用戶設定的延時時間與紙張充分接觸，完成蓋章后返回上限位位置。至此完成一個蓋章周期。

4 結 語

該智能印章機控制系統以STC89C52為控制核心，通過傳感器電路和電機驅動電路對印章的運動實現智能控制。具有操作簡單，使用方便等優點。該系統已經生產成產品，應用到各辦公環境中，并取得良好的經濟效益。

參考文獻

[1] 梅麗鳳，王艷秋.單片機原理及接口技術[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2] 雷紅淼，程耀瑜.基于L298N的直流電機驅動電路優化設計[J].數字技術與應用，2012（2）：118?119.

[3] 顏曉河，董玲嬌，蘇紹興.光電傳感器的發展及應用[J].電子工業專用設備，2006（1）：59?62.

[4] 商允振.光電傳感器在印刷機上的應用[J].可編程控制器與工廠自動化，2009（12）：104?106.

[5] 史儀凱.電工電子技術[M].北京：科學出版社，2011.

[6] 張俊謨.單片機的發展與應用[J].電子制作，2007（8）：4?6.

[7] 王君.單片機原理及控制技術[M].北京：機械工業出版社，2010.

[8] 張天鵬，徐磊.L298N控制直流電機正反轉[J].工業設計，2011（3）：78?89.

[9] 譚浩強.C程序設計[M].北京：清華大學出版社，1991.

[10] 張先富，蘇麗秋，趙明富.智能光電傳感器的原理與應用[J]磁性材料及器件，2009（2）：54?56.