本設計選用了雙四路模擬開關CD4052,選用歐姆龍E6B2-CWZIX旋轉式編碼器,該編碼器為5V供電,分辨率為1000P/R,方波輸出,輸出6根信號線,A/A-,B/B-,Z/Z-三相。本設計中不需要判斷圓網運行方向,故只取A相或B相信號進行檢測即可。為了保證計數的準確性,系統采用了具有三態輸出的差分接收器MC3486,使編碼器脈沖信號變成TTL邏輯電平,再由P3.4端對脈沖個數進行計數。P3.4為STC89C52單片機的定時計數器0的外部信號輸入口,可以非常方便的實現對編碼器脈沖信號的計數。當計數達到花位標記位置時,由P1口發出相應的觸發控制信號。因為選用的CCD攝像機需要12V高電平才可啟動,因此采用了光耦TLP521進行隔離和放大,P1控制端輸出低電平時觸發有效。
通信接口電路系統中,單片機與圖像處理單元、觸摸屏和印花機控制系統PLC三者間均需要進行數據傳輸,其中,與圖像處理單元之間采用RS232通信,與PLC和觸摸屏之間均采用RS485通信。STC89C52RC單片機僅有一個串行接口,為了實現與三者之間的通信,采用了基于多路模擬開關選通控制的方法。而單片機的TTL信號電平與RS232、RS485電平的轉換分別通過MAX232、MAX485芯片完成。模擬開關是一種三穩態電路,它可以根據選通端的電平,決定輸入端與輸出端的狀態。當選通端處在選通狀態時,輸出端的狀態取決于輸入端的狀態;當選通端處于截止狀態時,則不管輸人端電平如何,輸出端都呈高阻狀,P2.0、P2.1均為低電平時,單片機通過MAX232實現與圖像處理單元的通信;P2.0為低電平、P2.1為高電平時,單片機通過MAX485實現與圖像處理單元的通信;P2.0為高電平、P2.1為低電平時,單片機通過MAX485實現與圖像處理單元的通信。
將印花誤差在2毫米以內
根據系統功能要求,軟件設計分為主程序、定時中斷服務程序和串口中斷服務程序。主程序主要完成I/O口、定時器、串口的初始化及中斷輸入口的設定、設置參數的更新、相機的觸發、接收控制、偏差信息的處理及網筒調節脈沖的輸出等。
定時中斷服務程序主要完成相機的觸發,觸發間隔時間需要根據相機鏡頭的視場、標記的大小及印花速度確定,以保證捕捉到每一個印花標記。同時,為了提高程序運行效率,降低數據的處理量,減輕CPU的負擔,在程序中我們設定了兩個定時時間,即在接近標記位置時提高觸發頻率,采用短定時,而在遠離標記位置時減少對相機的觸發,采用長定時。串口中斷服務程序主要完成串口設備的識別、偏差信息的接收、調節脈沖的發送。
將基于STC89C52RC主控制器的錯花監測系統在試驗機模型上進行測試,印花誤差在2毫米以內,該精度滿足目前業內印染要求。為了更好地發揮系統的性能,后續工作還應該以下方面加強工作:第一,尋求協助單位將基于STC89C52RC的主控制器錯花監測系統應用于試產線,檢測小批量試生產時整個系統的穩定性。第二,進一步調整系統參數,確保試驗模型機上的對花精度,使誤差控制在1毫米以內,滿足高檔印染的要求。第三,優化系統,降低成本,增強移植性,滿足老機型改造。
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