基于AVR的底片自動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)底片張數(shù)定位以及自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)片尾檢測(cè)、底片張數(shù)存儲(chǔ)的功能，設(shè)計(jì)了一種基于AVR單片機(jī)控制的底片自動(dòng)定位系統(tǒng)的方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)，分析了該系統(tǒng)的硬件組成和軟件程序流程，由鍵盤(pán)／顯示模塊、光電傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源供電模塊組成。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、性價(jià)比高、體積小，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：AVR；單片機(jī)；直流電機(jī)；自動(dòng)定位

O 引言
在底片判讀過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)要求對(duì)底片張數(shù)的統(tǒng)計(jì)及對(duì)不同位置的底片進(jìn)行自動(dòng)定位，以方便查找和放大等工作。該底片自動(dòng)查找系統(tǒng)就是為了實(shí)現(xiàn)這些功能而設(shè)計(jì)的一種全自動(dòng)間隔檢索設(shè)備；本設(shè)計(jì)主要是為了解決底片查找時(shí)，人工方式所產(chǎn)生效率低的問(wèn)題，而設(shè)計(jì)的一種實(shí)用系統(tǒng)，從而能有效地提高生產(chǎn)效益。其實(shí)現(xiàn)功能如下：若按下自動(dòng)鍵，此時(shí)進(jìn)行剛上電的數(shù)照片動(dòng)作，會(huì)自動(dòng)數(shù)出一共有多少?gòu)埖灼?；在這個(gè)過(guò)程中按下停止鍵時(shí)電機(jī)停止，再按一次自動(dòng)鍵，恢復(fù)正常數(shù)照片動(dòng)作；若按下存儲(chǔ)鍵會(huì)存儲(chǔ)當(dāng)前的張數(shù)；當(dāng)?shù)灼狡矔r(shí)電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)，同時(shí)會(huì)顯示總的張數(shù)。此時(shí)按下模式鍵可進(jìn)入設(shè)置所要的照片張數(shù)和所需速度；共三級(jí)速度，可用增鍵與減鍵調(diào)整；通過(guò)增鍵與減鍵調(diào)到想看的張數(shù)后，按下確認(rèn)鍵，自動(dòng)調(diào)整到所設(shè)張數(shù)。在停止時(shí)按下存儲(chǔ)鍵會(huì)進(jìn)入所存儲(chǔ)張數(shù)狀態(tài)，通過(guò)存儲(chǔ)增鍵與存儲(chǔ)減鍵調(diào)到已存儲(chǔ)的地址單元對(duì)應(yīng)的張數(shù)；有30個(gè)存儲(chǔ)的地址單元可供存儲(chǔ)不同的張數(shù)；按下存儲(chǔ)翻看鍵將會(huì)自動(dòng)調(diào)整到所存儲(chǔ)張數(shù)。系統(tǒng)能方便找到
所想要的底片，從而對(duì)底片進(jìn)行放大等處理。

1 控制系統(tǒng)的組成及工作原理
本控制系統(tǒng)采用了Atmega 16L控制，Atmel公司生產(chǎn)的Atmega 16L是一款比較理想的芯片，它的內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備了AVR高檔單片機(jī)的MEGE系列的全部性能和特點(diǎn)：具有豐富的片內(nèi)資源，使系統(tǒng)簡(jiǎn)潔可靠；運(yùn)算速度快，能達(dá)到1MI PS的處理速度，有利于實(shí)現(xiàn)智能控制算法；AVR單片機(jī)中的mega系列具有超強(qiáng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了產(chǎn)品的安全可靠性；具有高效、廉價(jià)的高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境，便于功能的擴(kuò)展與變更，極大地縮短了開(kāi)發(fā)周期。內(nèi)部有16 KB的FLASH存儲(chǔ)器，1 KB的SRAM，可方便地反復(fù)擦寫(xiě)、修改程序，由于外部不用擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，并且包含PWM信號(hào)輸出，非常適合本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。由于利用了芯片的在系統(tǒng)編程(IS P)功能，因此不需要移動(dòng)芯片。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)成：一旦代碼文件被重新編過(guò)，即自動(dòng)下載到芯片，并自動(dòng)復(fù)位運(yùn)行，是真正的“所編即所得”。
整個(gè)系統(tǒng)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)供電電源模塊，數(shù)碼管顯示模塊，正反向控制模塊，按鍵模塊，控制信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊，檢測(cè)板模塊。其工作原理如圖1所示。

系統(tǒng)采用光電傳感器來(lái)對(duì)底片間隔的信號(hào)進(jìn)行采集，光電傳感器是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。當(dāng)傳感器檢測(cè)到滿足條件的被測(cè)底片間隔的信號(hào)時(shí)，立即停止產(chǎn)生PWM波，讓底片停在滿足條件的位置，接著可以對(duì)滿足條件的底片進(jìn)行處理，AVR單片機(jī)可以產(chǎn)生PWM波，經(jīng)過(guò)功率組件LMD18200實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的全數(shù)字化驅(qū)動(dòng)，能量利用率接近100 ％。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)精確的控制，必須實(shí)時(shí)采集底片的位置和電機(jī)的速度。對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行的控制是通過(guò)單片機(jī)對(duì)光電器件輸出脈沖的計(jì)數(shù)，準(zhǔn)確獲知位置信息而實(shí)現(xiàn)的。