机加零件自动包装计数定时装置的设计

     1 前言

        某机械零件加工产品包装流水线上需一自动计数定时装置：一个包装箱装5O个零件，要求每通过5O个，流水线要暂停5秒钟，等待封箱打包完毕，然后重启流水线继续装箱。微机控制流水线作业时按ESC链则停止生产。

        若利用CPU内部定时机构，运用软件编程，循环执行一段程序而产生等待延时，这种方法的缺点是CPU执行延时等待时间增加了CPU的时问开销，降低了CPU的效率，浪费CPU的资源，且定时程序的通用性差，考虑采用的可编程的定时／计数器产生定时，这种方法不占用CPU的时问，定时时间长，使用灵活。尤其是定时准确，定时时间不受主机频率影响，定时程序通用性。目前，通用的定8~／计数器集成芯片种类很多，本设计使用intel公司的PTC8253—5作为装置的芯片，其特点是既可作定时器用，又可作计数器用，一个器件具有两种用途。以PTC8253—5作为微机外部定时系统的核心器件，其定时计数程序不受CPU的控制。1Yrc8253—5一旦设定某种工作方式并装入计数初值，进行启动后，便能自行独立工作；当计数完毕时，自动产生输出信号，完全不必用CPU再做额外的控制。

        2 工作原理

        PTC8253—5有6种工作方式。为了实现设计要求，有两个工作要做：一是对50个零件计数：一是对5秒钟停顿定时。并且两者之间又是相互关联的，因此，通过定时器的通道0作计数器，通道1作定时器，并且把通道O的计数已到(5O)输出OUTo信号连到通道1的GATE 线上作为外部硬件启动信号去触发通道1的5秒定时，以及去控制流水线的暂停与重启。电路结构原理如图1所示，PTC8253—5的端地址为：320H(通道0)，321H(通道1)，322H(通道2)，323H(命令口)。图1中的虚线框是流水线工作台示意图，其中零件计数检测部分的原理是，零件从光源和光敏电阻R之问通过时，在晶体管T发射极上会产生零件的脉冲信号，此脉冲信号即可作为计数脉冲，接到CUK0。对零件进行计数。

        PTC8253—5是24脚双列直插式芯片，十5V电源供电。通道0作为计数器，工作在方式2，因为PTC8253—5的6种工作方式中，只有2方式和3方式具有自动重装计数初值的功能，能输出连续波形，保证生产流水线循环往复运行。CATE。接+5V电源电压，输出端OUTo 直接连接到通道的CATE 方式，以作通道l定时器的外部硬件启动信号。

        通道1作为定时器，工作在1方式，CLK 为100 Hz时钟脉冲。输出端OUT。流水线工作台，进行5秒钟定时后重启流水线，继续工作．通道0又重新开始计数。

        3 软件设计

        3．1计数初值

        计数初值的计算分两种情况，若FIE8253—5作计数器用时，贝0将要求计数的次数就作计数初值，直接装入计数初值寄存器和减法计数器，不要经过计算；若作定时器用时，则计数初值也就是定时常数需要经过换算才能得到。其换算方法如下：要求产生定时时间间隔的定时常数

        4 结论

        把PTC8253—5作计数器使用，同时又作定时器使用，并且把计数器的结束信号去启动定时器的开始，两者相互作用充分发挥了可编程通用的定时／计数器的功能，在实际应用中，若所要求的计数初值或定时常数大于计数初值的最大值(PTC8253—5中最大只能是655336)，可以采用两个或多个计数器串联起来进行计数或定时。此设计方法具有通用性，可广泛应用于类似的生产流水线上设计计数定时装置。                                            

                                                                       李玉声 湘潭大学机械工程学院

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