基于单片机的工件进料自动控制系统

梁湖辉 胡志强 林娟

摘 要： 工件进料自动控制系统在现代工业生产过程的自动控制中，是较常见的一种自动控制方式。本文介绍一种基于52单片机的可对工件进料数进行计数、统计的自动控制系统。该系统以52单片机为核心，设计方便、制作简单、工作可靠且性能稳定，可用于各种直径小至1mm的工件的自动进料、统计控制。

关键词： 工作进料；52单片机；自动计数；控制

0、引言

在工业自动控制系统中，工件进料自动控制系统是较常用的控制系统之一，可对工件进料数进行计数，同时可根据实际对工件的包装需要，设定工件进料数的最大值，当工件实际进料数等于设定数时，控制进料机构停止工作，而当达到设定值的工件被取走后，进料机构再重新恢复工作。

工件进料自动控制功能的实现有多种方式，下面介绍一种工作可靠性高、容易实现、制作方便、编程简单的基于52单片机的性价比较高的工件进料自动控制系统。

1、系统组成框图

基于52单片机的工件进料自动控制系统电路组成框图如图1所示。

图中，工件进料自动控制系统由52单片机最小系统、光电感应电路、按键电路、进料系统控制电路、显示电路他声光提示电路等组成。

2、硬件电路设计

2.1 电路组成

根据图1所示的电路组成框图而设计的基于52单片机的工件进料自动控制系统电路硬件电路原理图如图2所示。

（1）单片机最小系统

主电路：由STC89C52单片机、复位电路和晶振电路组成，是信号处理的中心，它接收光电感应电路、按键电路的信号，进行处理，然会根据这些信息，输出控制信号，控制进料系统、显示电路、声光提示电路的工作状态。

复位电路：由电阻R9、电容C3和复位按键组成，R9、C3具有开机复位功能，复位按键具有随时复位功能，当按下复位按键，即可马上复位。

晶振电路：由石英晶振、电容C1、C2组成，产生连续的矩形脉冲信号，为单片机系统提供时序控制信号。

（2）光电感应电路

由D1、D2光电对管、电阻R7、R8和电容C4组成，判断工件是否有间隔地顺序通过，实现计数功能。

（3）按键电路

由电阻R1～R6、开始、停止、暂停、加一、减一和手动开启计数等按键组成，实现各种电路状态的控制。

（4）进料系统控制电路

由三极管VT2、继电器K、二极管、电阻R13、负载RL等组成。

负载RL在电路中没有设计，可根据用户具体情况设计各自的电机传动系统，实现工件的自动进料。

（5）显示电路

由液晶模块LCD1602、排组RP1、电位器RV1组成，显示实时进料数和设定的最大进料数。

（6）声光提示电路

由三极管VT1、电阻R10、R11、R12、发光二极管和蜂鸣器组成，提示实时进料数已达到最大进料数。

2.2电路工作原理

电源一接通，电路除进料系统控制电路外，其他功能电路开始工作，单片机先接收按键电路的控制信号，决定电路处于何种工作状态。首先，操作人员通过控制暂停、加一、减一键设置允许进料的工件最大数，然后按下开始按键，单片机先判断进料系统进料的实际值是否小于设定值，当工件实际值小于设定值时，单片机开始允许光电计数系统、进料控制系统工作，同时在显示系统上同时显示工件实际数值和设定值。

当工件实际数值和设定值相等时，单片机控制进料系统停止工作，同时声光提示电路工作，提醒工作人员工件数已达到设定值。只有当工作人员把实际工件数清零并手动重新开启电路时，整个电路系统才会重新开始工作。

3、系统软件设计

基于52单片机的工件进料自动控制系统电路的主程序流程图如图3所示，它可实现工件自动进料控制、工件计数、允许进料数设定、显示工件实际数值和设定值、工件实际数值和设定值相等时的声光提示，电路工作重启等功能。显示子程序流程图如图4所示，它实现工件实际数值和设定值的正确显示。计数子程序流程图如图5所示，它实现了对进料工件的自动计数功能。

4、结语

文章介绍的工件进料自动控制系统电路软硬件实现容易，可用于进料间隔大于1mm的各种固态物件的进料自动控制系统，诸如电阻、电容、二极管、三极管、集成电路、啤酒、纸箱等生产现场的自动進料。经适当改进，也可用于诸如光电自动报警、自动门控制等等光电自动控制场合。

参考文献

[1]冯建勤：《单片机应用开发技术》.[M]..北京：中国电力出版社.2010.01.

[2]廖先芸：《电子技术实践与训练》.[M]..北京：高等教育出版社. 2004.02.

作者简介：梁湖辉（1965-），男，教授，从事自动控制、电子技术应用、高职教育教学研究；

胡志强（1963-），男，副教授，从事自动控制、高职教育教学研究；

林娟（1980-），女，讲师，从事自动控制、电子技术应用、高职教育教学研究。