PIC16F874在噴織機控制系統中的應用

1　控制器工作原理

松緊度調整控制器是一個獨立的控制部件，安裝在紡織機的機身上，其控制系統由檢測電路、輸出控制電路、設定顯示電路等幾部分組成。控制器原理框圖如圖1所示。

紡織機在正常運行時，調整離合器在單片機PIC16F874的控制下，處于可靠分離狀態，以保證紡織機的正常運行。當因故停機后需再次開機時，按下調整按鈕，系統發出調整信號使調整離合器控制電路工作，調整離合器處于嚙合狀態，此時調整電機在系統的控制下進行正轉、反轉、正反轉和反正轉，調整緯線松緊量使其疏密合適（其松緊量由工人根據所織物的不同事先設定，并存儲在E2PROM中），調整結束后，使調整離合器由回到分離狀態，并顯示松緊調整結束信號。當啟動紡織機時調整離合器被鎖定在分離狀態。

2　硬件電路設計

根據系統的功能，可靠控制是前提，精度是關鍵。硬件力求結構簡單提高可靠性，而精度通過精密變速機構和檢測電路保證。以下將對控制系統的微處理器（MCU）的選擇及檢測部分、控制部分、設定與顯示部分的設計進行介紹。部分硬件電路如圖2所示。

2．1　MCU選擇

由于系統的調整精度要求高，能方便地設定調整量并能起掉電保護作用。美國Microchip公司的PIC16F874單片機能滿足系統的這些要求。PIC16F874內含10 b A／D轉換，速度高，價格便宜，他帶有128 B的電可擦寫的E2PROM存儲器，能方便寫入調整量以備后用。16F874還有看門狗，保證系統程序運行的可靠性，同時同步串行模塊（SSP）為以后與工控機聯網奠定基礎。

2．2　檢測電路

檢測部分主要完成對調整離合器的狀態、紡織機等檢測，同時采用光電編碼器提高了檢測精度，為了保證MCU的安全，所有檢測信號都通過光耦和MCU連接。其電路如圖2所示。

2．3　調整量設定與顯示

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

2．4　控制電路

本系統完成的控制有主電機鎖定、離合電機、調整電機。分別由單片機I／O端口RA0，RA1，RA2和RA3輸出控制。為了保證單片機的安全，所有輸出的控制信號經過光耦隔離、三極管放大驅動控制繼電器和場效應管，使紡織機達到快速可靠的控制，以保證調整精度。

3　軟件設計

在軟件設計中，采用模塊化結構。整個程序由主程序及各個功能子程序、中斷服務程序組成。系統軟件流程圖如圖4所示，主要包括初始化調整量設定、顯示，檢測控制離合器的工作狀態，調整電機工作狀態控制。

該系統結構簡單，運行穩定可靠，控制精度高，具有完善的保護功能，并為以后的技術改進留有一定的資源，成本低，經用戶使用后反映良好。