纸型检测器设计应用

刘毅　刘伟

摘要：本文主要介绍模拟复印机生产组装过程中，在TM与IOT组装前设计一个检测装置，对TM的各组件状态及传感器进行检测，确保组装到IOT整机后，TM均为良品。以此解决原生产方式中的弊端。

关键词：单片机串口通信TM（Tray Module）IOT（Image Output Terminal）

中图分类号：TS261 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0030-02

1设计构想

多功能复印机现有工程生产方式如图1，这种生产方式操作麻烦，且容易造成二次人为故障，生产效率低。基于这种考虑，将生产过程改良如下，可解决原生产方式的弊端（如图2）。

2检测器设计

TM与IOT由物理层，数据连接层，虚拟命令层构成。本设计利用虚拟命令层获取相关信息，完成检测目的。综合考虑成本，设计周期，难易度等因素，最终选定单片机+LCD作为设计课题。

检测器系统如图3所示，单片机：采用ATMEGA48单片机完成整个检测器的控制；LCD：显示TM的动态信息，TM内部故障发生时报警；电源控制：当检测器检测到正确连接到TM时，启动按键，延时1秒钟向TM供电，检测过程中，一时发生故障，系统自动供电电源，防止二次故障发生；LED蜂鸣：LED显示数据的发送接收状态，有数据传输时LED闪烁，异常时蜂鸣器报警。

3程序设计

主程序中各子程序通过标识状态作相应处理。串口数據读取利用单片机串口中断函数，非常方便于数据的连续发送与接收。

3.1 程序代码

3.1.1 主程序

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

#include "common.h"

………

intmain（void）

{ Sys_Init（）； //系统初始化

………….

TIMSK0 |=（1<

sei（）；

while（1）

{wdt_reset（）；//喂狗

if（Key_Ctr==1）{Key_Control（）； Key_Ctr=0；} // 按键处理

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

if（（Error_F！=0）&&（Run_F！=0））{Buzzer_F=1；} // 报警处理

if（Send_F==1）{USART_Data_Send（）；Send_F=0；} // 数据传送

if（rx_buffer.flag == FLAG_RECEIVE_OK） // 如果串口接收到完整的数据帧，则进行处理

{USART_CMDProcess（）；

USART_ClearRXBuffer（）；

Time_Out=0；//通信超时计时结束

Time_Out_Sec=0； }

if（tx_buffer.flag == FLAG_SEND_REQUEST） // 如果串口发送缓冲区有发送请求，执行发送

{USART_SendString（）；

tx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；

Time_Out=1； //通信超时计时开始}

if（RefreshLCD_F）{ RefreshLCD（）；RefreshLCD_F=0；} // 如果LCD有刷新请求，则刷新LCD}}

3.1.2 串口中断程序代码

#include "common.h"

………

RX_BUFFER rx_buffer；//接收数据结构体实例

TX_BUFFER tx_buffer；//发送数据结构体实例

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，波特率无倍速

UCSR0B=（1<

UCSR0C=（1<

USART_ClearRXBuffer（）；

USART_ClearTXBuffer（）；}

/******************************** *****************************************数组发送

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数据处理

void USART_CMDProcess（void）

{if（rx_buffer.buff[1]==0x03）//本组数据为TM 版本数据

{Ver_D=（rx_buffer.buff[3]>>3）&0x03；； //实验/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） //本组数据为TRAY_STS

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

TM_Status=（rx_buffer.buff[2]>>2）&0x07； //TRAY状态 000->准备好 001->上升 010->Tary拔

出 011->无纸 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模拟电压AD值

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

RefreshLCD_F=3；}

else； }

/****************************** **************************************清空接收缓冲区

void USART_ClearRXBuffer（void）

{ uchar i；

for（i=0； i

rx_buffer.rxcount = 0； // 计数值清零

rx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；}

/************************ *******************************向接收缓冲区中添加一个字节

uchar USART_AddToRXBuffer（uchar ch）

{ if（rx_buffer.rxcount >= RX_MAX）{ return ERROR_RXBUFFER_FULL；} // 缓冲区满

else

{ rx_buffer.buff[rx_buffer.rxcount] = ch；// 将要添加的字节保存到当前计数值指向的位置

rx_buffer.rxcount ++； // 缓冲区的长度增加1

wdt_reset（）；//喂狗

return ADD_CHAR_OK； // 返回添加成功信息}}

/**************************** *******************************清空发送缓冲区

void USART_ClearTXBuffer（void）

{ uchar i；

for（i=0； i

{ tx_buffer.buff[i] = 0x00； // 缓冲区当前元素清空

wdt_reset（）；//喂狗}

tx_buffer.txcount = 0； // 计数值清零

tx_buffer.flag = FLAG_EMPTY；}

/**************************** *******************************向发送缓冲区中添加一个字节

uchar USART_AddToTXBuffer（uchar ch）

{if（tx_buffer.txcount > TX_MAX）{ return ERROR_TXBUFFER_FULL；} // 缓冲区满

else

{wdt_reset（）；

tx_buffer.buff[tx_buffer.txcount] = ch；// 将要添加的字节保存到当前计数值指向的位置

tx_buffer.txcount ++； // 缓冲区的长度增加1

wdt_reset（）；//喂狗

if（tx_buffer.txcount == TX_MAX）

{tx_buffer.flag = FLAG_SEND_REQUEST； // 填充完毕指定数量数据，设置发送请求}

return ADD_CHAR_OK； // 返回添加成功信息}}

/************************ ***************************将发送缓冲区的内容一次性发送

void USART_SendString（void）

{ UDR0=tx_buffer.buff[0]； //从结构数据的第1个数开始发送

tx_buffer.txcount=0；}

/**************************** ************************串口發送中断服务函数

SIGNAL（SIG_USART_TRANS）

{ if（++tx_buffer.txcount

else if（tx_buffer.txcount==TX_MAX）

{ USART_ClearTXBuffer（）； //发送完毕

USART_ClearRXBuffer（）； //作好接收准备 }

else；}

/************************** ***************************串口接收完毕中断服务函数

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显示程序代码（纸型检出部份）

void RefreshLCD（void）/*刷新LCD显示*/

{if（RefreshLCD_F==1）//LCD刷新标识 0：无效 1：框架显示 2：版本显示3：数据显示4：刷新机种

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

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"）； }//纸型错误} }

4结果测试

只要是TM组件自身的故障都就能检出，如TM纸型感知传感器未安装或接触不良、TM控制器版本错误等。目前为止，没有一件因TM不良而导致整机拆卸的维修事件，提高了生产效率。

参考文献

[1] 芯艺.AVR单片机GCC程序设计[J].单片机技术应用，2005，1，1.

[2] 陈勇.基础工业工程[J].工业技术，2010，7，1.

[3] 吴锴，郭海霞.单片机串行口的扩展研究[J].单片机技术，2010，5，19.