基于AT89C2051單片機(jī)服裝行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)智能衣架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘 要】為解決衣架系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別衣架上衣服的種類和清點(diǎn)數(shù)量的問(wèn)題，系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C2051為核心，利用電容充放電電路配合程序，不使用A/D芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換功能，清點(diǎn)衣架上衣服的數(shù)量。同時(shí)采用RS232串行通信實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，把下位機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送往上位機(jī)進(jìn)行管理。軟件采用模塊化編程，通過(guò)多任務(wù)的工作方式把各模塊組合起來(lái)。最后把下位機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)與上位機(jī)結(jié)合調(diào)試，驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性。

【關(guān)鍵詞】智能衣架系統(tǒng)；AT89C2051；硬件電路； 軟件設(shè)計(jì)

一、引言

服裝行業(yè)一直是我國(guó)傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，服裝行業(yè)對(duì)我國(guó)的創(chuàng)匯起到非常重要的作用。福建是我國(guó)服裝生產(chǎn)的大省，特別是閩南地區(qū)，已經(jīng)成為服裝產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勢(shì)地區(qū)。服裝生產(chǎn)企業(yè)每天衣服的產(chǎn)量都是巨大的，企業(yè)必須統(tǒng)計(jì)倉(cāng)儲(chǔ)情況，包括成品和半成品衣服的種類和數(shù)量，衣服進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的情況。在眾多服裝當(dāng)中，有一類貴重衣服，如大衣、風(fēng)雪衣、西裝等，倉(cāng)儲(chǔ)管理要求比較嚴(yán)格，都是以衣鉤的形式掛在衣架上進(jìn)行管理，管理的主要形式是對(duì)半成品和成品的數(shù)量和種類進(jìn)行清點(diǎn)。目前服裝行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理還停留在人工清點(diǎn)階段，工作繁雜且效率低，自動(dòng)化水平不高，制約我省服裝行業(yè)的快速發(fā)展。本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)易的方法對(duì)衣架和衣鉤進(jìn)行改造，使該系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別衣架上衣服的種類和數(shù)量，免去傳統(tǒng)繁雜的人工清點(diǎn)工作，提高我省服裝行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理的自動(dòng)化水平。

二、功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠液晶顯示衣架上所掛衣服的種類和數(shù)量，同時(shí)把衣架上衣服的信息用EEPROM存儲(chǔ)起來(lái)。通過(guò)RS232串行通信實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，下位機(jī)根據(jù)上位機(jī)的命令，把下位機(jī)上存儲(chǔ)的衣服信息送到上位機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理。在上位機(jī)上建立衣服、衣架的數(shù)據(jù)庫(kù)，把下位機(jī)傳送上來(lái)的數(shù)據(jù)入庫(kù)，配合上位機(jī)的其它軟件，可以對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)效率管理，物流管理，統(tǒng)計(jì)倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存量情況等。

倉(cāng)儲(chǔ)智能衣架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括傳感器、MCU、A/D轉(zhuǎn)換模塊、LCD顯示電路、看門狗與EEPROM模塊、硬件時(shí)鐘模塊及串行通信系統(tǒng)幾個(gè)部分。

三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

（一）單片機(jī) 選用AT89C2051也是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。

（二）傳感器 把衣鉤的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為同一類電阻的個(gè)數(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)衣架上同類衣鉤的個(gè)數(shù)（即電阻的個(gè)數(shù)），即可知道衣服的件數(shù)。該方案的優(yōu)點(diǎn)：外圍檢測(cè)電路簡(jiǎn)單，成本低，衣鉤在衣架上掛的位置靈活，不受限制。缺點(diǎn)是：檢測(cè)的可靠性不高，得配備專用的衣架和衣鉤。

（三）顯示電路 選用DM12232F漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16*16點(diǎn)陣）、122個(gè)字符（8*16點(diǎn)陣）及32*122點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM），模擬實(shí)時(shí)顯示衣架上所掛衣服的種類和數(shù)量。

（四）A/D轉(zhuǎn)換模塊 本課題沒(méi)有選用現(xiàn)成的A/D轉(zhuǎn)換芯片，而是利用AT89C2051中的模擬比較器，結(jié)合電容充放電電路與程序，自己設(shè)計(jì)低成本的A/D轉(zhuǎn)換電路。本課題A/D轉(zhuǎn)換模塊的作用是：通過(guò)電容充放電電路，檢測(cè)衣架上衣鉤的個(gè)數(shù)，即電阻的個(gè)數(shù)。本系統(tǒng)中A/D轉(zhuǎn)換電路，檢測(cè)的不是電阻的具體阻值，而是電阻的個(gè)數(shù)。經(jīng)過(guò)調(diào)試，我們?cè)O(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換方法可靠，精度較高。同時(shí)這種轉(zhuǎn)換方法具有外圍元件數(shù)量少但轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。

（五）硬件時(shí)鐘模塊 選用DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。

（六）看門狗與EEPROM模塊 選用X5045芯片是美國(guó)Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。

（七）通信系統(tǒng) 每隔2分鐘通過(guò)RS232串口向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。通過(guò)串口調(diào)試工具可以觀察到發(fā)送的數(shù)據(jù)。

四、軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用模塊化編程的思想，將軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)不同的層次：分別為：系統(tǒng)層、驅(qū)動(dòng)程序?qū)优c應(yīng)用任務(wù)層。

系統(tǒng)層：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的各模塊的初始化和自檢，提供程序運(yùn)行時(shí)標(biāo)，提供中斷支持及協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

驅(qū)動(dòng)程序?qū)樱禾峁└鞣N芯片和外部設(shè)備（如LCD顯示模塊，繼電器驅(qū)動(dòng)等）的軟件接口。該層為系統(tǒng)層和應(yīng)用任務(wù)層提供透明底層的接口，只需負(fù)責(zé)底層接口驅(qū)動(dòng)，而無(wú)需考慮應(yīng)用任務(wù)的層的工作。

應(yīng)用任務(wù)層：提供針對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)際需要的應(yīng)用程序，及系統(tǒng)的監(jiān)控程序。應(yīng)用任務(wù)層不需要關(guān)心底層的硬件，只需要專注于本身需要解決的問(wèn)題。

軟件根據(jù)所關(guān)心的任務(wù)的不同，我們將軟件分為系統(tǒng)層、驅(qū)動(dòng)程序?qū)优c應(yīng)用層三個(gè)層次，這樣有利于提高編程效率和軟件的可維護(hù)性。

五、抗干擾設(shè)計(jì)

AT89C2051單片機(jī)控制裝置在硬件上有合理的抗干擾性。在軟件上處理干擾措施有：一有軟件自檢，在上電復(fù)位后，調(diào)用自檢子程序；二是設(shè)置軟件陷阱攔截程序亂飛。

本系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為控制系統(tǒng)核心，將軟件編程與AT89C2051單片機(jī)控制裝置的其它硬件模塊相結(jié)合實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)智能衣架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，顯示直觀，操作性方便。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，易于排出故障，具有良好的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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