基于單片機的工件進料自動控制系統(tǒng)

梁湖輝 胡志強 林娟

摘 要： 工件進料自動控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制中，是較常見的一種自動控制方式。本文介紹一種基于52單片機的可對工件進料數(shù)進行計數(shù)、統(tǒng)計的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以52單片機為核心，設(shè)計方便、制作簡單、工作可靠且性能穩(wěn)定，可用于各種直徑小至1mm的工件的自動進料、統(tǒng)計控制。

關(guān)鍵詞： 工作進料；52單片機；自動計數(shù)；控制

0、引言

在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，工件進料自動控制系統(tǒng)是較常用的控制系統(tǒng)之一，可對工件進料數(shù)進行計數(shù)，同時可根據(jù)實際對工件的包裝需要，設(shè)定工件進料數(shù)的最大值，當工件實際進料數(shù)等于設(shè)定數(shù)時，控制進料機構(gòu)停止工作，而當達到設(shè)定值的工件被取走后，進料機構(gòu)再重新恢復(fù)工作。

工件進料自動控制功能的實現(xiàn)有多種方式，下面介紹一種工作可靠性高、容易實現(xiàn)、制作方便、編程簡單的基于52單片機的性價比較高的工件進料自動控制系統(tǒng)。

1、系統(tǒng)組成框圖

基于52單片機的工件進料自動控制系統(tǒng)電路組成框圖如圖1所示。

圖中，工件進料自動控制系統(tǒng)由52單片機最小系統(tǒng)、光電感應(yīng)電路、按鍵電路、進料系統(tǒng)控制電路、顯示電路他聲光提示電路等組成。

2、硬件電路設(shè)計

2.1 電路組成

根據(jù)圖1所示的電路組成框圖而設(shè)計的基于52單片機的工件進料自動控制系統(tǒng)電路硬件電路原理圖如圖2所示。

（1）單片機最小系統(tǒng)

主電路：由STC89C52單片機、復(fù)位電路和晶振電路組成，是信號處理的中心，它接收光電感應(yīng)電路、按鍵電路的信號，進行處理，然會根據(jù)這些信息，輸出控制信號，控制進料系統(tǒng)、顯示電路、聲光提示電路的工作狀態(tài)。

復(fù)位電路：由電阻R9、電容C3和復(fù)位按鍵組成，R9、C3具有開機復(fù)位功能，復(fù)位按鍵具有隨時復(fù)位功能，當按下復(fù)位按鍵，即可馬上復(fù)位。

晶振電路：由石英晶振、電容C1、C2組成，產(chǎn)生連續(xù)的矩形脈沖信號，為單片機系統(tǒng)提供時序控制信號。

（2）光電感應(yīng)電路

由D1、D2光電對管、電阻R7、R8和電容C4組成，判斷工件是否有間隔地順序通過，實現(xiàn)計數(shù)功能。

（3）按鍵電路

由電阻R1～R6、開始、停止、暫停、加一、減一和手動開啟計數(shù)等按鍵組成，實現(xiàn)各種電路狀態(tài)的控制。

（4）進料系統(tǒng)控制電路

由三極管VT2、繼電器K、二極管、電阻R13、負載RL等組成。

負載RL在電路中沒有設(shè)計，可根據(jù)用戶具體情況設(shè)計各自的電機傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)工件的自動進料。

（5）顯示電路

由液晶模塊LCD1602、排組RP1、電位器RV1組成，顯示實時進料數(shù)和設(shè)定的最大進料數(shù)。

（6）聲光提示電路

由三極管VT1、電阻R10、R11、R12、發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，提示實時進料數(shù)已達到最大進料數(shù)。

2.2電路工作原理

電源一接通，電路除進料系統(tǒng)控制電路外，其他功能電路開始工作，單片機先接收按鍵電路的控制信號，決定電路處于何種工作狀態(tài)。首先，操作人員通過控制暫停、加一、減一鍵設(shè)置允許進料的工件最大數(shù)，然后按下開始按鍵，單片機先判斷進料系統(tǒng)進料的實際值是否小于設(shè)定值，當工件實際值小于設(shè)定值時，單片機開始允許光電計數(shù)系統(tǒng)、進料控制系統(tǒng)工作，同時在顯示系統(tǒng)上同時顯示工件實際數(shù)值和設(shè)定值。

當工件實際數(shù)值和設(shè)定值相等時，單片機控制進料系統(tǒng)停止工作，同時聲光提示電路工作，提醒工作人員工件數(shù)已達到設(shè)定值。只有當工作人員把實際工件數(shù)清零并手動重新開啟電路時，整個電路系統(tǒng)才會重新開始工作。

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計

基于52單片機的工件進料自動控制系統(tǒng)電路的主程序流程圖如圖3所示，它可實現(xiàn)工件自動進料控制、工件計數(shù)、允許進料數(shù)設(shè)定、顯示工件實際數(shù)值和設(shè)定值、工件實際數(shù)值和設(shè)定值相等時的聲光提示，電路工作重啟等功能。顯示子程序流程圖如圖4所示，它實現(xiàn)工件實際數(shù)值和設(shè)定值的正確顯示。計數(shù)子程序流程圖如圖5所示，它實現(xiàn)了對進料工件的自動計數(shù)功能。

4、結(jié)語

文章介紹的工件進料自動控制系統(tǒng)電路軟硬件實現(xiàn)容易，可用于進料間隔大于1mm的各種固態(tài)物件的進料自動控制系統(tǒng)，諸如電阻、電容、二極管、三極管、集成電路、啤酒、紙箱等生產(chǎn)現(xiàn)場的自動進料。經(jīng)適當改進，也可用于諸如光電自動報警、自動門控制等等光電自動控制場合。

參考文獻

[1]馮建勤：《單片機應(yīng)用開發(fā)技術(shù)》.[M]..北京：中國電力出版社.2010.01.

[2]廖先蕓：《電子技術(shù)實踐與訓(xùn)練》.[M]..北京：高等教育出版社. 2004.02.

作者簡介：梁湖輝（1965-），男，教授，從事自動控制、電子技術(shù)應(yīng)用、高職教育教學(xué)研究；

胡志強（1963-），男，副教授，從事自動控制、高職教育教學(xué)研究；

林娟（1980-），女，講師，從事自動控制、電子技術(shù)應(yīng)用、高職教育教學(xué)研究。