紙型檢測器設(shè)計應(yīng)用

劉毅　劉偉

摘要：本文主要介紹模擬復(fù)印機生產(chǎn)組裝過程中，在TM與IOT組裝前設(shè)計一個檢測裝置，對TM的各組件狀態(tài)及傳感器進行檢測，確保組裝到IOT整機后，TM均為良品。以此解決原生產(chǎn)方式中的弊端。

關(guān)鍵詞：單片機串口通信TM（Tray Module）IOT（Image Output Terminal）

中圖分類號：TS261 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0030-02

1設(shè)計構(gòu)想

多功能復(fù)印機現(xiàn)有工程生產(chǎn)方式如圖1，這種生產(chǎn)方式操作麻煩，且容易造成二次人為故障，生產(chǎn)效率低?；谶@種考慮，將生產(chǎn)過程改良如下，可解決原生產(chǎn)方式的弊端（如圖2）。

2檢測器設(shè)計

TM與IOT由物理層，數(shù)據(jù)連接層，虛擬命令層構(gòu)成。本設(shè)計利用虛擬命令層獲取相關(guān)信息，完成檢測目的。綜合考慮成本，設(shè)計周期，難易度等因素，最終選定單片機+LCD作為設(shè)計課題。

檢測器系統(tǒng)如圖3所示，單片機：采用ATMEGA48單片機完成整個檢測器的控制；LCD：顯示TM的動態(tài)信息，TM內(nèi)部故障發(fā)生時報警；電源控制：當(dāng)檢測器檢測到正確連接到TM時，啟動按鍵，延時1秒鐘向TM供電，檢測過程中，一時發(fā)生故障，系統(tǒng)自動供電電源，防止二次故障發(fā)生；LED蜂鳴：LED顯示數(shù)據(jù)的發(fā)送接收狀態(tài)，有數(shù)據(jù)傳輸時LED閃爍，異常時蜂鳴器報警。

3程序設(shè)計

主程序中各子程序通過標(biāo)識狀態(tài)作相應(yīng)處理。串口數(shù)據(jù)讀取利用單片機串口中斷函數(shù)，非常方便于數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送與接收。

3.1 程序代碼

3.1.1 主程序

/************************************** *************************************************

#include "common.h"

………

intmain（void）

{ Sys_Init（）； //系統(tǒng)初始化

………….

TIMSK0 |=（1<

sei（）；

while（1）

{wdt_reset（）；//喂狗

if（Key_Ctr==1）{Key_Control（）； Key_Ctr=0；} // 按鍵處理

if（Buzzer_F！=0）{Buzzer_On（Buzzer_F）；Buzzer_F=0；} // 蜂鳴

if（（Error_F！=0）&&（Run_F！=0））{Buzzer_F=1；} // 報警處理

if（Send_F==1）{USART_Data_Send（）；Send_F=0；} // 數(shù)據(jù)傳送

if（rx_buffer.flag == FLAG_RECEIVE_OK） // 如果串口接收到完整的數(shù)據(jù)幀，則進行處理

{USART_CMDProcess（）；

USART_ClearRXBuffer（）；

Time_Out=0；//通信超時計時結(jié)束

Time_Out_Sec=0； }

if（tx_buffer.flag == FLAG_SEND_REQUEST） // 如果串口發(fā)送緩沖區(qū)有發(fā)送請求，執(zhí)行發(fā)送

{USART_SendString（）；

tx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；

Time_Out=1； //通信超時計時開始}

if（RefreshLCD_F）{ RefreshLCD（）；RefreshLCD_F=0；} // 如果LCD有刷新請求，則刷新LCD}}

3.1.2 串口中斷程序代碼

#include "common.h"

………

RX_BUFFER rx_buffer；//接收數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體實例

TX_BUFFER tx_buffer；//發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體實例

static ucharNO_CMD_D5[5]={0xD5，0x00，0x00，0x00，0x55}；

…………….

/****************************** ******************************************串口初始化

voidUSART_init（uint baud）

{UBRR0H=baud>>8；

UBRR0L=baud&0x00FF；

UCSR0A=0x00； //U2xn=0，波特率無倍速

UCSR0B=（1<

UCSR0C=（1<

USART_ClearRXBuffer（）；

USART_ClearTXBuffer（）；}

/******************************** *****************************************數(shù)組發(fā)送

void USART_Data_Send（void）

{uchar i；

switch（Data_F）

{

case 1：{for（i=0；i

………

case 6：{for（i=0；i

default：； }}

/************************************** *****************************TRAY-STS數(shù)據(jù)處理

void USART_CMDProcess（void）

{if（rx_buffer.buff[1]==0x03）//本組數(shù)據(jù)為TM 版本數(shù)據(jù)

{Ver_D=（rx_buffer.buff[3]>>3）&0x03；； //實驗/恒久

Ver_H=rx_buffer.buff[3]&0x07；//TM版本上位

Ver_L=rx_buffer.buff[2]&0x3F；//TM版本下位

RefreshLCD_F=2；}

else if（rx_buffer.buff[1]==0x04） //本組數(shù)據(jù)為TRAY_STS

{ TM_No=rx_buffer.buff[2]&0x03；//取出TRAY編號 00->No2 01->No3 10->No4

TM_Status=（rx_buffer.buff[2]>>2）&0x07； //TRAY狀態(tài) 000->準(zhǔn)備好 001->上升 010->Tary拔

出 011->無紙 100->上升NG 101->NC 110->上升3次NG 111->SizeSensor NG

ASize=（rx_buffer.buff[2]>>5）|（rx_buffer.buff[3]<<2）； //SizeSensor模擬電壓AD值

DSize=（rx_buffer.buff[3]>>6）&0x01；//SizeSensor數(shù)字位 0，1

RefreshLCD_F=3；}

else； }

/****************************** **************************************清空接收緩沖區(qū)

void USART_ClearRXBuffer（void）

{ uchar i；

for（i=0； i

rx_buffer.rxcount = 0； // 計數(shù)值清零

rx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；}

/************************ *******************************向接收緩沖區(qū)中添加一個字節(jié)

uchar USART_AddToRXBuffer（uchar ch）

{ if（rx_buffer.rxcount >= RX_MAX）{ return ERROR_RXBUFFER_FULL；} // 緩沖區(qū)滿

else

{ rx_buffer.buff[rx_buffer.rxcount] = ch；// 將要添加的字節(jié)保存到當(dāng)前計數(shù)值指向的位置

rx_buffer.rxcount ++； // 緩沖區(qū)的長度增加1

wdt_reset（）；//喂狗

return ADD_CHAR_OK； // 返回添加成功信息}}

/**************************** *******************************清空發(fā)送緩沖區(qū)

void USART_ClearTXBuffer（void）

{ uchar i；

for（i=0； i

{ tx_buffer.buff[i] = 0x00； // 緩沖區(qū)當(dāng)前元素清空

wdt_reset（）；//喂狗}

tx_buffer.txcount = 0； // 計數(shù)值清零

tx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；}

/**************************** *******************************向發(fā)送緩沖區(qū)中添加一個字節(jié)

uchar USART_AddToTXBuffer（uchar ch）

{if（tx_buffer.txcount > TX_MAX）{ return ERROR_TXBUFFER_FULL；} // 緩沖區(qū)滿

else

{wdt_reset（）；

tx_buffer.buff[tx_buffer.txcount] = ch；// 將要添加的字節(jié)保存到當(dāng)前計數(shù)值指向的位置

tx_buffer.txcount ++； // 緩沖區(qū)的長度增加1

wdt_reset（）；//喂狗

if（tx_buffer.txcount == TX_MAX）

{tx_buffer.flag = FLAG_SEND_REQUEST； // 填充完畢指定數(shù)量數(shù)據(jù)，設(shè)置發(fā)送請求}

return ADD_CHAR_OK； // 返回添加成功信息}}

/************************ ***************************將發(fā)送緩沖區(qū)的內(nèi)容一次性發(fā)送

void USART_SendString（void）

{ UDR0=tx_buffer.buff[0]； //從結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的第1個數(shù)開始發(fā)送

tx_buffer.txcount=0；}

/**************************** ************************串口發(fā)送中斷服務(wù)函數(shù)

SIGNAL（SIG_USART_TRANS）

{ if（++tx_buffer.txcount

else if（tx_buffer.txcount==TX_MAX）

{ USART_ClearTXBuffer（）； //發(fā)送完畢

USART_ClearRXBuffer（）； //作好接收準(zhǔn)備 }

else；}

/************************** ***************************串口接收完畢中斷服務(wù)函數(shù)

SIGNAL（SIG_USART_RECV）

{rx_buffer.buff[rx_buffer.rxcount] = UDR0；

rx_buffer.rxcount ++；

if（rx_buffer.rxcount >= RX_MAX）{ rx_buffer.flag = FLAG_RECEIVE_OK；}}

3.1.3 LCD顯示程序代碼（紙型檢出部份）

void RefreshLCD（void）/*刷新LCD顯示*/

{if（RefreshLCD_F==1）//LCD刷新標(biāo)識 0：無效 1：框架顯示 2：版本顯示3：數(shù)據(jù)顯示4：刷新機種

{ if（TM_Status==2）{disp_String（x，y，（uchar *）"已取出"）；}//紙盒拔出

else{

if（（199

{disp_String（x，y，（uchar *）"A5 SEF"）；}

else if（（184

{disp_String（x，y，（uchar *）"B5 SEF"）；}

……………..

else if（（0

{disp_String（x，y，（uchar *）"11x17SEF"）；}

else{disp_String（x，3，（uchar *）" ErrorSize"）； }//紙型錯誤} }

4結(jié)果測試

只要是TM組件自身的故障都就能檢出，如TM紙型感知傳感器未安裝或接觸不良、TM控制器版本錯誤等。目前為止，沒有一件因TM不良而導(dǎo)致整機拆卸的維修事件，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1] 芯藝.AVR單片機GCC程序設(shè)計[J].單片機技術(shù)應(yīng)用，2005，1，1.

[2] 陳勇.基礎(chǔ)工業(yè)工程[J].工業(yè)技術(shù)，2010，7，1.

[3] 吳鍇，郭海霞.單片機串行口的擴展研究[J].單片機技術(shù)，2010，5，19.