传送带上物件计数器设计.doc

传送带上物件计数器设计 1 方案论证 1.1系统的主要要求及技术参数 我们设计的是传送带上物件计数器，主要的任务是对传送带上物件的计数，还要能对计数的个数进行设置。 所以在我们的设计中要实现的功能及技术参数是：由对物件传送上物件计数和显示功能，数据测试的计量范围0~9999，物件运行间隔为0.5秒以上数据测试误差为零；还要具有包装个数及报警功能。 1.2 方案选取 现在工厂中的计数包装系统主要由两条传送带组成，即包装箱传送带和物件传送带。包装箱传送带用来传送产品包装箱，其功能是把满箱运走，并用一只空箱来代替。物件传送带是用来输送物件，我们就是要对物件传送带上的个数进行计数。 在我们设计的电路中主要用AT89C51单片机为主体，外加74LS245做总线驱动，来驱动由四位数码管组成的显示电路，物件计数的个数可以从0~9999。我们的电路还包括键盘、状态显示、报警电路和检测电路等几个部分。 在电路中键盘电路五个按键组成，用来实现对包装个数的设置、系统的运行和暂停等功能。在检测电路方面，我们选择用NE555组成一个红外线发射电路。接收电路用万能的红外线一体化接收头为主体实现的，这种接收头的好处是价格便宜，使用方便，而且比较容易买到。除此以外系统中还设有驱动电路、状态显示电路和计数到包装个数时的报警电路。在程序编译方面，为了使系统的抗干扰能力更强，我们用的是查询式计数方式。我们设计的系统主要的优点有以下几个方面： 第一，计数准确。 第二，包装设置个数范围宽(0~9999)。 第三，抗误操作能力强。 第四，接近设置包装个数能发出警告。 第五，通用性强。 由于时间和我们的实力有限，我们的设计还有很多的缺点，我们的设计中，没有考虑单片机掉电的问题，也没有考虑工厂中实际的抗干扰的保护，并且对于用于单片机看门狗电路，与上位机通讯电路，显示日产量的电路等都没有细细的考虑和设计。在软件中，我们还需要有一些软件抗干扰的程序，这些都是我们在以后的工作中要考虑和完善的。 1.3 方案比较 现在有很多关于传送带上物件计数器电路的设计方案，但针对的对象不同，所设计的电路也是不尽相同的，所以这些电路都有很大的局限性，通用性比较差，但是这些电路中的部分电路对我的设计有很大的借鉴作用。下面我就把这几种电路简要地介绍一下。 第一种，这个电路是一个啤酒厂包装流水线上的自动计数定时装置，在这个方案中要把一个包装箱装12瓶啤酒，每通过12瓶，流水线就暂停3秒钟，等待封箱打包完毕，然后重启流水线继续装箱。微机控制流水线作业时按ESC健能停止生产。这个电路的主体是使用PTC8253-5实现的。 PTC8253-5有6种工作方式。为了实现设计要求，有两个工作要做:一是对12瓶计数；二是对3秒钟停顿定时。并且两者之间又是相互关联的，因此，选用定时器的通道0作计数器，通道1作定时器，并且把通道0的计数已到(12)输出OUT。信号连到通道1的GATE，线上作为外部硬件启动信号去触发通道1的5秒定时，以及去控制流水线的暂停与重启。其流水线工作台示意图如图1.1所示。 图1.1 电路结构原理 啤酒计数检测部分的原理是，啤酒从光源和光敏电阻R之间通过时，在晶体管T发射极上会产生啤酒的及脉冲信号，此脉冲信号即可作为计数脉冲，接到CLK。对啤酒进行计数。 PTC8253-5是24脚双列直插式芯片， +5V电源供电。通道0作为计数器，工作在方式2,因为PTC8253-5的6种工作方式中， 只有2方式和3方式具有自动重装计数初值的功能。能输出连续波形，保证生产流水线循环往复运行。GATE接+5V电源电压，输出端OUT。直接连到通道的GATE，以作通道1定时器的外部硬件启动信号。通道1作为定时器，工作在1方式，CLK为100Hz时钟脉冲。输出端OUT，送到流水线工作台，进行3秒钟定时后重启流水线，继续工作，通道0重新开始计数。 这种方法有好的一点，就是使用了专用的计数芯片来实现的，但用这种方法实现起来成本较高，并且在这种方案中没有考虑啤酒瓶的透光的问题。而且这种方法的再扩展能力很差。 第二种，这个电路是一个智能光电计数系统，它是用89C2051为主体，结合红外线发射器、红外线接收器、电源电路组成。 在这种方案中红外线发射电路由NE555产生时基振荡器振荡频率为38kHz，它驱动红外发射管PH303向外发射红外线。在这个电路中，元器件用得很少，但是产生的波形很好，驱动能力也很强。这里用50K的变阻不好，最好是用30K的会好调试一些。其原理图如图1.2所示 图1.2 红外线发射原理图 红外线接收单元是用SFH506—38来完成，这个电路简单，调试方便，灵敏度高。其接收原理图如图1.3所示。 图1.3 红外线接收原理图 这个电路的工作的过程是：当无物体通过时红外接收二极管能够接收到信号，并经接收电路输