天津工业大学学报微机控制不干胶印刷系统厉彦峰，王中伟，张晔（天津工业大学信息与通信工程学院，天津300160）提高，同时采用人一机对话界面，使其控制简单、方便。
彩色不干胶标签的印刷通常采用套色的办法来实现。这种方法对牵纸机的精度要求比较高，否则将出现重影而使图形模糊不清。
传统的标签不干胶印刷系统采用机械牵纸机构来实现对不干胶标签的牵引。它的主要缺点是：①需要手工调整，精度不高。由于采用的机械牵纸机构在每印刷1套标签前都需要根据不同的纸距手工调整杠杆与轮子的连接点到轮子中心的距离，虽经反复调整，但仍然存在一定的误差，而且这种误差会在工作过程中累积。②容易磨损，影响精度。这种机械牵纸机构经过长期的工作以后，一些部位如连接点的轴杠杆与传送带摩擦的部位等都会有不同程度的磨损，从而影响精度。
本设计使用单片机控制系统，克服机械牵纸机的缺点，提供简便的人一机对话界面来进行系统控制，减少工作过程中的人工干预，提高了系统的精度。
设计中用步进电机取代了机械牵纸机构。由于步进电机本身的精度很高本次设计所用的步进电机每转1周需要50 000个脉冲），而且它还能直接接收CPU传来的数字信号进行工作，无需数颊转换，并通过软件编程来控制步进电机的工作，故能减少工作过程中的人工干预。操作者只需在工作之前通过人一机对话界面预先输入必要的参数，如速度纸距印数等，启动后系统就能按照预先编好的程序和这些参数来工作，从而大大提高了印刷质量。
1系统组成及要求工作过程是：按下启动按钮后，CPU经接口电路给印刷机1个信号，印刷机印刷1次。当印刷机印刷完成之后返回1个信号给CPU，由CPU启动步进电机进给1次（1个纸距），完成后，再由CPU给印刷机1个信号印刷1次，如此反复，直到印完预置页数。
5本系统的键盘（包括功能键和数字键）采用逐列扫1.2系统要求采用单片机开发系统，要求系统在启动电机前，必须通过人一机对话预先设置步进电机的转动速度印刷的纸距及印刷的份数，同时在显示器上显示。然后，CPU根据这些预置值计算出步进电机运转的总步数、脉冲的周期以及定时器的初值等。
参数要求：进给轮的半径为150mm；步进电机转1周需50000个脉冲；步进电机的*大工作速度为100r/min；纸距范围为30- 2系统硬件设计采用单片机芯片89C51，其片内有4K的FPER- OM，足够本系统的软件使用，既简化了硬件电路的设计，又降低了成本。
本系统采用8155作扩展接口，供显示器和键盘用，并使用74LS240及MC1413驱动显示器。
为了保证系统能够正常工作，提高电路的抗干扰能力，本系统采取了加宽地线、给芯片加去耦电容和在复位电路上加“看门狗”等措施。
22接口电路0用来输出控制步进电机的脉冲；P1.1用来控制工作指示灯D1；P1.2用来控制停止指示灯D2；P1.6用来“喂狗”，即在系统正常运行的情况下，由软件控制每隔一定时间向看门狗电路送1个脉冲，若“看门狗”电路在长时间内得不到P1.6送来的脉冲信号，则说明系统运行不正常，于是就给系统复位；P1.7用来送启动印刷机的脉冲信号。
P0口接8155的数据地址线（低8位地址及数据线），P2口的P2. 0接8155的IO/M线，P27接8155的片选线。INT1作为外部中断1的中断口接印刷机的返回信号，用于调用并执行控制电机运行的中断处口连接显示器及键盘电路，不涉及内部SRAM和计数器。因此，连接IO/M端的A8（P2.0）应为高电平，连接片选端的A15 7）应为低电平。所以8155的命令状态寄存器的地址为7F00H，PAPBPC接口的地址分别为3系统软件设计3.1系统软件总体设计根据系统要求，将软件分为2大模块：预置模块和步进电机的驱动模块。
预置模块的主要任务是用户对电机工作时所用到的参数进行输入和修改。该模块以功能键子程序为中心，以数字键子程序和显示子程序为辅助程序，循环调用功能键子程序直到按下启动键为止。其框图如所示。
I设asis的作方式~1跳功能I键+程序I预置模块框）驱动模块驱动模块的主要任务是向步进电机的驱动器输出序列脉冲，以驱动电机。在模块的开始要根据输入的参数计算出电机工作时的初值、步数等。由于电机的工作是间断的（进给1次后要等待印刷完毕才能再次进给），而且要按用户的需要显示出不同的信息，因此该模块仍以功能键子程序为中心反复循环。并将电机的驱动程序作为外部中断1的服务程序。其框图如所示。
本系统的终止方式有2种：一种是按停止键，另一种是系统印刷完预置的页数，这2种终止方法都将使程序返回预置模块。
3.2功能键子程序描工作方式。键盘的去抖延时程序用显示子程序代替。
功能键分为三大模块：一个是显示模块，一个是输入模块，还有一个是启动、停止模块。显示模块是用来显示已输入的各种参数，以便检查和修改参数。输入模块用来预置工作时所必须的各种参数。启动、停止模块包括启动键、停止键和手动键。各功能模块的调用均由散转本系统预先确定加（减）速控制过程的加（减）速方时器的初值由小变大，延时时间则由长变短；在减速段，定时器的初值由大变小，延时时间则由短变长；在恒速段，定时器的初值始终保持不变。
外部中断1服务程序的流程图如所示。
（1）设计思路如果此时用户要求显示当前印数，则将（76H）在中断程序的初始阶段必须对印数计数，即每来1个中断信号就计数1次。由所示的工作示意图可知，每一张纸印刷3次，刚开始的2次是无效的，因此实际的印数必须进行调整。设计方案如下：首先将内部RAM中的30H和31H设置为1个印数缓冲区，30H为高字节，31H为低字节；而将76H和77H设置为当前印数存储区，76H为高字节，77H为低字节。每次执行中断程序时，由（30H）（31H）加1计数，然后将（30H）（31H）里的数与3比较，如果小于3则（76H）1；如果大于3（77H）中的数转换成BCD码，再更新显示缓冲区并调显示子程序显示出来即可。
首先，根据输入的参数计算出脉冲的周期，进而确定匀速时的定时初值。其次，根据纸距计算出总的步数，并确定各阶段（加速、匀速和减速）的步数。为了简化计算，节省单片机的工作时间，将步数和脉冲周期的计算公式作为子程序来调用，具体做法如下：000个脉冲，进给轮的半径为R=150mm.片机输出给步进电机的脉冲频率为V（个脉冲/s），则：V=XK50000个脉冲/60s=（龙50000/60个脉冲/3周期T=又：由上面的已知条件可知，步进电机转过1mm的距离需要50 53.05（个脉冲），所以总步数为N=53.05 假设输入的转速为100I'/min，纸距为300mm，贝：由于匀速阶段的周期较小，如果变速和匀速都用同一个定时器的话，则执行定时器中断的服务程序所占用的时间将会超过匀速时脉冲的宽度，也就是说，第1次中断服务程序还没有结束，第2次中断就已经到来了，这会使程序无法正常运行。因此，本设计中变速时的脉冲用定时器T0产生，而匀速时的脉冲用定时器T1产生。在本系统中定时器的初值只用1个字节就足够了，所以使用方式2（自动恢复初值方式）工作，这样可减少中断服务程序的执行时间。 4结束语微机控制不干胶印刷系统可直接用数字信号去控制步进电机，不必进行数模转换，精度较高；因为设计了一个简洁的人一机对话界面，可根据用户不同要求进行选择，减少了工作时的人工干预，提高了效率。 (完)
鲁公网安备37030402001756
