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基于单片机的纺纱断线检测控制装置
发布时间:2018-01-22 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]0 引言
纺纱机器在绕线过程中，判断细线是否断线是十分重要，因此纺纱断线检测装置是根据实际需要应运而生的产品，它能对纺纱过程进行断线检测和监控。本文就根据实际需要设计了一多功太诱电感能纺纱断线检测控制装置，能够一体成型电感自动检测纱断情况，并且在断纱时，停止电机转动，并进行报警，提醒工作人员，方便工作人员进行故障处理。该装置能给纺纱工带来无限的方便，免去了纺纱工一直观察纱线状态的麻烦，大大地为纺纱工减少了劳动强度，同时也提高了产品的质量，并且也给商家带来更大的价值。同时该装置不仅可以应用于纺纱机器，还可以用于生产类似纱线之类的某些生产厂家。
1 系统功能
基于纺纱断线检测装置的功能要求，纺纱断线检测控制装置的电路主要由以AT89C2051为核心的单片机最小系统、断线检测模块、LED工作指示灯模块、纺纱机器控制模块、电源系统等电路组成。其具体工作情况如下：
(1)上电后，工作LED 指示灯亮，当按下按钮后，LED指示灯灭，同时纺纱机器开始工作。
(2)纺纱机器工作5 s后，如果纱线出现异常情况，LED 工作指示灯开始闪烁，同时控制纺纱机器停止工作。
(3)当纱线工作异常后，此时工作人员进行纱线检修，当检修完毕时，工作人员可按下按钮，工作指示灯停止闪烁，转为亮，表示纱线正常，纺纱机器可以继续工作。
依次循环执行以上步骤。
2 系统硬件电路及原理
该装置拟采用以AT89C2051单片机为核心的电路来实现，主要由AT89C2051 单片机、时钟电路、复位电路、断线检测模块、LED指示灯显示模块、纺纱机器控制模块、电源系统等电路组成。其电路如图1所示。
2.1 单片机最小系统
主要由AT89C2051 单片机、复位电路和时钟电路组成。其中AT89C2051 是美国Atmel 公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2 KB的可反复擦写的只读程序存储器和128 B的随机数据存储器，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS?51 指令系统，片内置通用8 位中央处理器和FLASH 存储单元，AT89C2051 单片机在电子类产品中有广泛的应用。时钟电路由AT89C2051的4、5脚的时钟端(XTAL1和XTAL2)以及晶振X1、电容C1 和C2 组成，采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路，主要由电阻R1 和电容C3 组成，分别接至AT89C2051 的RST复位输入端。
2.2 断线检测模块
由感丝器和光电耦合器组成，用来检测纱线有无断线。感丝器采用的是电磁感应原理，其结构简单，操作方便，适用范围广，不受环境湿度与丝线粗细影响，功耗低，性能稳定，广泛用于纺织行业丝线断头无损检测。
感丝器有白、棕、绿三种颜色引脚线，分别为信号输出、24 V DC、0 V.当过丝槽中有丝通过时，输出为24 V DC;当过丝槽中无丝通过时，输出0 V.因此根据断线检测电路可以发现，正常情况，单片机P3.2 引脚接收到高电平，当纱线出现异常时，单片机P3.2 引脚接收到低电平。
2.3 指令模块
主要由按键来实现，主要用来控制纺纱机器的运行与停止。
2.4 LED指示灯显示和控制模块
主要由LED 发光二极管、电阻R4 和控制机器的继电器组成。正常工作时，LED灯灭;如果检测到有纺纱断线，一方面需立即触发继电器动作，使纺纱机器停止运转，另一方面控制LED灯闪烁，提醒工人进行处理。
3 系统软件设计
3.1 软件设计思路
系统的软件设计采用C语言，可以大大提高程序编写时的效率。软件实现的关键是纺纱断线检测。纺纱断线检测通过单片机的外部中断来实现。由于当出现纺纱断线时，单片机P3.2引脚接收到低电平，所以可以用外部中断0的低电平触发方式来实现。因此当出现纺纱断线时，就进入外部中断0的中断服务程序进行纺纱断线标志的设置。软件实现的功能包括按键功能、继电器控制功能、LED 显示功能。主程序流程图如图2所示。
其中系统一体成型电感器初始化主要包括定时器0和外部中断0的中断的初始化。纺纱断线标志主要由外部中断0的中断服一体成型电感务函数和定时器0的来实现。其中定时，0中断服务函数用于5插件电感器 s定时后启动外部中断0,外部中断0的中断服务函数用于设置纺纱断线标志并关闭外部中断0.
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