作者：辛登科 張玉杰　

摘　要：基于單片微處器PIC16F874研制開發(fā)噴織機(jī)松緊度調(diào)整控制器，給出控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)思想，并闡述了控制器的工作原理。設(shè)計(jì)該控制器的精度是該系統(tǒng)的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PIC單片機(jī)；紡織機(jī)；松緊度調(diào)整；檢測(cè)

正在運(yùn)行的紡織機(jī)因故障、交班等其他原因需要停機(jī)后，再開機(jī)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)緯線之間不均勻現(xiàn)象，不是2條緯線之間間隙過大，就是間隙太小，結(jié)果都會(huì)使所織布匹出現(xiàn)次品，雖然一次停機(jī)造成損失不太大，但由于停機(jī)是經(jīng)常性的，積累起來的損失就大了。所以需要在每次重新開機(jī)前對(duì)緯線進(jìn)行松緊調(diào)整，由于其精度高，手動(dòng)調(diào)整很難調(diào)到最佳狀態(tài)，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本控制器基于PIC16F874單片機(jī)設(shè)計(jì)了紡織機(jī)松緊度調(diào)整控制器，成功地解決了該問題。具有精度高、運(yùn)行可靠方便、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

1　控制器工作原理

松緊度調(diào)整控制器是一個(gè)獨(dú)立的控制部件，安裝在紡織機(jī)的機(jī)身上，其控制系統(tǒng)由檢測(cè)電路、輸出控制電路、設(shè)定顯示電路等幾部分組成�？刂破髟砜驁D如圖1所示。

紡織機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)整離合器在單片機(jī)PIC16F874的控制下，處于可靠分離狀態(tài)，以保證紡織機(jī)的正常運(yùn)行。當(dāng)因故停機(jī)后需再次開機(jī)時(shí)，按下調(diào)整按鈕，系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整信號(hào)使調(diào)整離合器控制電路工作，調(diào)整離合器處于嚙合狀態(tài)，此時(shí)調(diào)整電機(jī)在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)和反正轉(zhuǎn)，調(diào)整緯線松緊量使其疏密合適（其松緊量由工人根據(jù)所織物的不同事先設(shè)定，并存儲(chǔ)在E2PROM中），調(diào)整結(jié)束后，使調(diào)整離合器由回到分離狀態(tài)，并顯示松緊調(diào)整結(jié)束信號(hào)。當(dāng)啟動(dòng)紡織機(jī)時(shí)調(diào)整離合器被鎖定在分離狀態(tài)。

2　硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的功能，可靠控制是前提，精度是關(guān)鍵。硬件力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單提高可靠性，而精度通過精密變速機(jī)構(gòu)和檢測(cè)電路保證。以下將對(duì)控制系統(tǒng)的微處理器（MCU）的選擇及檢測(cè)部分、控制部分、設(shè)定與顯示部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。部分硬件電路如圖2所示。

2．1　MCU選擇

由于系統(tǒng)的調(diào)整精度要求高，能方便地設(shè)定調(diào)整量并能起掉電保護(hù)作用。美國(guó)Microchip公司的PIC16F874單片機(jī)能滿足系統(tǒng)的這些要求。PIC16F874內(nèi)含10 b A／D轉(zhuǎn)換，速度高，價(jià)格便宜，他帶有128 B的電可擦寫的E2PROM存儲(chǔ)器，能方便寫入調(diào)整量以備后用。16F874還有看門狗，保證系統(tǒng)程序運(yùn)行的可靠性，同時(shí)同步串行模塊（SSP）為以后與工控機(jī)聯(lián)網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。

2．2　檢測(cè)電路

檢測(cè)部分主要完成對(duì)調(diào)整離合器的狀態(tài)、紡織機(jī)等檢測(cè)，同時(shí)采用光電編碼器提高了檢測(cè)精度，為了保證MCU的安全，所有檢測(cè)信號(hào)都通過光耦和MCU連接。其電路如圖2所示。

2．3　調(diào)整量設(shè)定與顯示

為了提高調(diào)整精度，采取了以下措施：采用精密的齒輪減速機(jī)構(gòu)；提高PIC16F74工作頻率為20 MHz，一條指令執(zhí)行時(shí)間只有1μs，從而提高了調(diào)整精度。如圖3所示。顯示電路用于顯示設(shè)定調(diào)整量。單片機(jī)的RD0～RD6作為數(shù)碼管段選信號(hào)， RE0～RE2作為數(shù)碼管片選信號(hào)，DS1用于顯示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)和反正轉(zhuǎn)；DS2，DS3顯示設(shè)定的調(diào)整量。具體調(diào)整量通過S1，S2，S3，S4 按鍵設(shè)定來實(shí)現(xiàn)。

2．4　控制電路

本系統(tǒng)完成的控制有主電機(jī)鎖定、離合電機(jī)、調(diào)整電機(jī)。分別由單片機(jī)I／O端口RA0，RA1，RA2和RA3輸出控制。為了保證單片機(jī)的安全，所有輸出的控制信號(hào)經(jīng)過光耦隔離、三極管放大驅(qū)動(dòng)控制繼電器和場(chǎng)效應(yīng)管，使紡織機(jī)達(dá)到快速可靠的控制，以保證調(diào)整精度。

3　軟件設(shè)計(jì)