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0755-88840386單片機(jī)在包裝機(jī)缺包缺紙檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 14:35:32 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
許多高檔卷煙產(chǎn)品的外包裝紙盒上都釆用金屬涂抹工藝，這樣，對(duì)于國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的包裝機(jī)來(lái)說(shuō)，釆用傳統(tǒng)的電感式金屬探測(cè)器就無(wú)能為力了。 因?yàn)榧词巩?dāng)前被檢測(cè)的該條煙中缺少一包或多包卷煙，其條包紙盒上的金屬涂層也會(huì)觸發(fā)電感式金屬探測(cè)器從而得到錯(cuò)誤的信息而漏檢。另外.包裝機(jī)上不具有檢測(cè)小包玻璃紙有無(wú)的功能，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，小包玻璃紙缺少的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，針對(duì)這些實(shí)際情況，我們開(kāi)發(fā)了一套適用于的缺包、缺紙?jiān)诰€檢測(cè)及跟蹤剔出的小型實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的推出，解決了在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的小包缺紙以及在生產(chǎn)具有金屬膜外包裝的高檔卷煙時(shí)，由于原傳感器的局限而導(dǎo)致的缺包漏檢現(xiàn)象，對(duì)于保障產(chǎn)品的質(zhì)量尤其是高檔卷煙的質(zhì)量有著重要的意義。
1系統(tǒng)組成及工作原理
1.1系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由輸入傳感器、微處理單元及輸出控制信號(hào)單元組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖lo其中M1、M2是缺包檢測(cè)用的光纖傳感器，G1、G2是缺外包透明紙檢測(cè)用的光纖傳感器,DP是雙包時(shí)鐘傳感器（接近開(kāi)關(guān)），CP 是條包時(shí)鐘傳感器（接近開(kāi)關(guān)）。
1.2工作原理
該檢測(cè)系統(tǒng)接收來(lái)自缺紙?zhí)綔y(cè)器送來(lái)的G1、G2信號(hào)、缺包探測(cè)器送來(lái)的Ml、M2和原缺包檢測(cè)信號(hào) 486,以及機(jī)器時(shí)鐘信號(hào):雙包脈沖DP和條包脈沖CPo 在每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)DP的上升沿采樣G1、G2、M1、M2和 486信號(hào)，以檢測(cè)是否有缺紙（G1 *G2 = 0）、缺包（Ml * M2 = 0）,然后進(jìn)行跟蹤剔出控制。由于缺紙是針對(duì)單 包檢測(cè)，所以在每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)DP的下降沿還要釆樣 G1、G2信號(hào)以檢測(cè)是否有缺紙（Gl*G2 = 0）,然后進(jìn) 行跟蹤剔出控制，單包檢測(cè)及跟蹤的頻率是2舊。另 外，當(dāng)檢測(cè)到Ml * M2 = 0時(shí),則屏蔽486信號(hào)，剔出控 制信號(hào)經(jīng)光電隔離器后接至后級(jí)系統(tǒng)。其中缺紙?zhí)蕹?控制信號(hào)是單一的高電平信號(hào)，而缺包剔出控制信號(hào) 是周期和占空比可變的脈寬調(diào)制信號(hào)（T = 6ms、DUTY = 9：l）o缺紙、缺包的跟蹤延時(shí)由開(kāi)關(guān)S1（缺紙）、S2 （缺包）調(diào)節(jié)，其基值由軟件內(nèi)部決定。缺紙、缺包所需 剔出的煙數(shù)由開(kāi)關(guān)S3（缺紙）、S4（缺包）設(shè)定。
2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理
2.1微處理器單元
微處理器單元以單片機(jī)為核心構(gòu)成一個(gè)小的控制系統(tǒng)。美國(guó)某公司生產(chǎn)的低功耗、CMOS、全靜態(tài)8位新一代高性能微型單片計(jì)算機(jī)。 該單片機(jī)采用了先進(jìn)的RISC指令結(jié)構(gòu)，僅有35條指令(精減指令集)，使得編程十分簡(jiǎn)潔。同時(shí),采用了哈佛結(jié)構(gòu)即程序和數(shù)據(jù)安排在不同的存儲(chǔ)區(qū)且用不同的總線存取，這種結(jié)構(gòu)較之程序和數(shù)據(jù)取自同一存儲(chǔ)區(qū)的馮•諾伊曼結(jié)構(gòu)具有更高的速度。
將程序和數(shù)據(jù)總線分開(kāi)可允許指令與8位數(shù)據(jù)的寬度不同且超過(guò)8位，指令代 碼是14位寬，這就使所有指令都為單字節(jié)。14位寬的程序存儲(chǔ)區(qū)存取總線在一個(gè) 單周期內(nèi)讀取一條14位指令，因此所有指令除程序跳轉(zhuǎn)指令外均只需1個(gè)單周期。 1個(gè)兩級(jí)流水作業(yè)可同時(shí)讀取和執(zhí)行指令。這些特點(diǎn)使得微處理器和其 它同類型的8位微處理器相比可達(dá)到2： 1的代碼壓縮和4： 1的速度提高。
為28腳PDIP封裝，有192字節(jié)的RAM、2K字節(jié)EPROM和22個(gè)I/O 口，此外還包括3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)捕捉/比較/PWM模塊和2個(gè)串行口。同步串行口可設(shè)定為3線SPI或2線FC方式，串行通信口可設(shè)定為同步或異步方式，還提 供有5通道高速8位A/D轉(zhuǎn)換通道。自帶上電復(fù)位、上電定時(shí)器和振蕩器起振定時(shí) 器，以及片內(nèi)RC振蕩器的看門(mén)狗定時(shí)器、程序代碼保護(hù)、省電的sleep方式、兩線串 行在線編程、I/O 口能提供或吸納高達(dá)25mA的電流并具有輸入過(guò)電壓保護(hù)。這些特 征使得利用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)能夠有效地減少外部元件，降低成本，增 加系統(tǒng)可靠性和減少功耗。
2.2顯示單元
采用LED指示燈來(lái)指明輸入輸出狀態(tài)以及對(duì)缺包缺紙信號(hào)的捕捉及跟蹤剔出 情況，使系統(tǒng)運(yùn)行情況一目了然，同時(shí)也便于調(diào)試和維護(hù)。
3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)應(yīng)用程序主要由主程序、中斷服務(wù)程序及各種子程序組成。為便于程序分 析使用，系統(tǒng)軟件釆用了結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計(jì)方法，各模塊間采用子程序調(diào)用連接， 使整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)地成為一體。
- 主程序。在主程序模塊中,對(duì)系統(tǒng)I/O 口、內(nèi)部工作寄存器、定時(shí)器0、定時(shí)器 1、PWM模塊及看門(mén)狗定時(shí)器進(jìn)行初始化，并設(shè)置某些標(biāo)志位。其程序框圖如3所 刀' O
- 中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序監(jiān)視雙包脈沖DP上下沿的變化，在DP的上 升沿檢測(cè)傳感器G1、G2送來(lái)的信號(hào)，判定是否有缺紙，如果有缺紙則設(shè)置相應(yīng)的標(biāo) 志位為1,如果沒(méi)有缺紙則檢測(cè)傳感器M1、M2送來(lái)的信號(hào)，判定是否有缺包;如果有 缺包則設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位為1,如果沒(méi)有缺包則調(diào)用486檢測(cè)子程序判定是否有缺 包，如果有缺包則調(diào)用缺包剔出子程序。在DP的下降沿檢測(cè)傳感器G1、G2送來(lái)的 信號(hào)，判定是否有缺紙,如果有缺紙則設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位為lo中斷服務(wù)程序還完成 跟蹤移位功能，主要是釆用串行移位的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4系統(tǒng)功能與特點(diǎn)
①由于釆用了光纖傳感器，使機(jī)械改動(dòng)很小，同時(shí)由于光纖傳感器檢測(cè)的準(zhǔn)確性 及較強(qiáng)的抗干擾能力保證了系統(tǒng)的可靠性及準(zhǔn)確性;②利用了原有的剔除裝置，與原 系統(tǒng)充分兼容，且保留了原機(jī)的缺包檢測(cè)器，在生產(chǎn)一般卷煙時(shí)具有雙重檢測(cè)作用； ③系統(tǒng)安裝方便,很少改動(dòng)原機(jī)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，參數(shù)調(diào)整靈活;④輸入輸出 接口都帶有LED指示,各種狀態(tài)一目了然。
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