智能印章机的设计

至秦单片机2020-08-31 15:32:19

本文提出了一种以STC89C52单片机为控制核心的自动印章机的设计方案,该方案通过编写有关程序和各种用户参数的设置,实现印章机的自动运行、智能盖章、调整以及存储数据功能。
  该智能印章机控制电路设计部分主要包括显示电路模块、数据存储、电机驱动、以及传感器和手动调整模块,通过自主研发程序实现各电路模块功能,在实际运用中可以及时对盖章章延时时间及数量进行监控与调整从而提高盖章质量和速度,并且使用多种光电传感器控制电机运动行程实现精确定位控制以便实现不同文件盖章需求,实用性强。


  
0引言
  在银行、政府、学校等机构存在大量文件需要盖章,当需要盖章文件数量过大时则需要消耗大量的人力和时间,本文中设计的智能印章机能明显缩短印章时间并且节约大量人力,满足日常办公所需。并且具有手动设置功能,可通过手动设置盖章的延时时间,和盖章的数量本文设计的智能印章机控制电路的主要组成部分由:供电电路、电机驱动电路、传感器电路、数据存储电路、数据显示电路、手动控制电路组成。


  
1系统总体框图
  智能印章机盖章的工作原理是通过安装在机器底部的光电传感器检测是否有纸张的信号来开启单片机对电机的控制,通过一系列的传动结构带动印章运动完成盖章动作。盖章动作前可以通过手动控制面板对盖章数量、盖章延时进行调节。同时在印章机工作时,印章机所盖的纸张数会被数据存储电路记录,通过手动设置的数量和盖章延时数据都会被存储下来。总的系统框图如图1所示。




  2硬件设计
  2.1稳压电路设计
  在控制电路部分需给由单片机组成的控制电路和传感器电路同时供电。所选用的是LM7805三端集成稳压器和滤波电容组成电源电路,为整个控制系统提供稳定的电压,如图2所示。


  2.2电机驱动电路
  电机采用24 V的直流电机,驱动芯片L298N是ST公司生产的一种高电压大电流电机驱动芯片,主要特点是工作电压高,输出电流大,瞬间峰值可达3 A,采用标准逻辑电平信号控制,INPUT1和INPUT2是单片机控制电机的两个输入端,OUTPUT1和OUTPUT2是两个输出端,分别与电极正负相连,由于使用的电机是线圈式的,在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态会形成很大的反向电流,所以在电路中要加入二极管在产生反向电流时进行泄流保护。驱动电路如图3所示。


  2.3数据存储电路
  数据存储电路主要功能是存储印章次数和用户设置,硬件电路采用的芯片是24C08,是一个8 Kb串行电可擦除PROM,内部写周期最大为5 ms,具有页写能力,每页分别为16B.
  2.4传感器电路
  在整个印章机控制系统中,传感器对运动的控制起到了关键作用,例如RAD20CM对射式红外光电开关对纸张的感应使电机开始运动,其电路组成如图4所示,由光敏NPN三极管和单片机P1_11引脚组成,当纸张遮住发射端光源时,接收端的光敏三极管将光信号转化成点信号传到单片机P1_11引脚,如图4所示。



  电机位置的控制是采用的红外对射槽型限位开关GK102,其电路如图5所示,在整个控制系统中有2个限位开关,以控制电机的上极限位置和下极限位置,保证正常的工作行程。



  3软件设计
  该系统程序设计采用C语言编程,在Keil4软件中进行开发,主程序的流程图如图6所示。




  当启动智能印章机后,单片机首先读取存储芯片24C08里的用户设置数据,包括盖章数目,盖章延时等,接着等待放入纸张,当有纸张放入后,光电传感器将接收到的信号传送给单片机,单片机通过对驱动芯片L298N的控制来实现电机下行盖章动作,同时扫描下限位光电开信号,当印章到达下限位时电机停止转动,并且按照用户设定的延时时间与纸张充分接触,完成盖章后返回上限位位置。至此完成一个盖章周期。


  4结语
  本文所提出的基于STC89C52的智能印章机的设计方案。该方案中所设计的智能印章机控制系统以STC89C52为控制核心,通过传感器电路和电机驱动电路对印章的运动实现智能控制。该系统具有操作简单,使用方便等优点,已经生产成产品,应用到各办公环境中,并取得良好的经济效益。