專利名稱：智能多通道多參數計數器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用計算機程序來控制的多通道多參數計數器，屬于電子儀器類。
其
背景技術：
有“智能計數器”專利產品，該儀表采用了單片微機技術、全數字六位字長顯示，設計成多路(四路)輸入，可對多路脈沖進行計算。該儀表在每一路中也僅僅只對“輸入脈沖個數”進行累加計算，在物料的倉儲統計管理中對從傳感器來的入庫、出庫脈沖除需對“輸入脈沖個數”進行累加計算外，尚需對“脈沖個數”對應的重量值、金額值等多個參數進行計算，尚需能分辨出入庫、出庫的品種，以及對某品種庫存合計及全庫存累計進行雙向(加、減)計數。而該種“智能計數器”是不能滿足上述倉儲統計管理提出的要求的。
本實用新型的目的是提供一種能判斷出傳感器輸出的脈沖是屬于哪一個品種、是入庫亦或出庫，并對該入庫或出庫脈沖進行一組多參數累加計數同時對某品種庫存數及庫存總數的多個參數進行累加(減)計數的智能多通道多參數的適用于倉儲統計管理用的計數器。
本實用新型簡單介紹倉儲中同一種物料的一個入庫口和一個出庫口暫稱為一個通道，對某一物料在入庫口及出庫口處各安裝一個傳感器只要有物料入庫或出庫對應的傳感器狀態發生改變(如微動開關的閉合)傳感器送出一個脈沖信號，每個通道有兩個信號。本實用新型有四個通道需八個輸入脈沖信號線，八條線按一定規則排列，單片微機在程序控制下則可準確無誤地判斷出所采集到有效信號所屬通道以及是入庫或出庫，于是便可完成對脈沖數、重量值、金額值等一系列計數。在倉儲統計管理中，對某一期發生的入庫出庫參數需進行累加計算亦可稱小計值；對于某一期期未的庫存值(可以是某品種的合計，亦可以是全部庫存累計值)其值等于上一期期未庫存值加本期入庫值再減去本期出庫值，也需要統計計數。對于每個通道而言，其每個輸入脈沖所代表的重量值、金額值這些常數，可由鍵盤送入，存放于數據存儲器中。只要我們在數據存儲器中列好上述常數及統計數據的電子帳目表格，則采用單自片微機片擴展有關電路在軟件支持下，定時巡檢四個通道上的脈沖信號輸入線上只要有脈沖出現，則可自動判斷出通道號以及入庫或出庫，在程序控制下自動找到對應常數表格、統計計數表格，完成一次對小計、合計、累計值等多參數的計數處理。對某一輸入脈沖進行且僅進行一次統計計數，是由軟件完成的。電子帳目中的四種物料，每種物料有入庫、出庫庫存三個帳頁，每個帳頁中又有數量、重量、金額等三個數據，外加累計有關數據和實時電子鐘數據，共四十一種表格內容，需顯示和打印，外加八個常數和送入，要完成如此多的人機對話功能，本實用新型選用了鍵盤、LED八位數字顯示以及微型打印機輸出。為保存數據表格內容加了備用電池和掉電數據保護電路。為防程序跑飛和干擾采取了必要措施，包括程序監測自動復位電路，光電耦合器隔離，軟件陷阱和 余指導令等。因此本實用新型可以實時在線完成多通道多參數的倉儲統計計數工作。
本實用新型是用以下方法神話實施本實用新型是由軟件程序存儲器和硬件電路組成的多通道多參數計數器，硬件電路由單片微機片U1、地址鎖存器U2、程序U3、數據存儲器U4、地址譯碼器U5、掉電保護電路U6、U7、復位電路U8、U9、U10、時鐘電路S以及通過數據總線、地址總線、控制總線相連的接口芯片U11、8155、U40、8255和它們各自的外圍電路組成，在接口芯片U11的PB口與Tpup－A打印機的數據線及八位LED數字顯示器的八片鎖存器U16－U23的輸入端相連，U11的PA口低四位經三一八譯碼器U14和反相驅動器U15接至八片鎖存器U16－U23各自的鎖存端，鎖存器經同相驅動器U24－U31與每位LED數碼管的各顯示段相連，完成軟件譯碼靜態顯示功能，U11的PA12的高四位經反相器U13與LED指示燈相接，做為人機對話輸入口的U11PC口連接反相器U12的輸出端，U12的輸入端與鍵盤AK0－AK5相連接，芯片U40的PA口為計數脈沖采樣輸入口，PC口為位控輸出口，上電復位電路，手動復位電路和程序監測自動復位電路接到微機片的ReseT腳。數據存儲器U4的CE2腳和比較器U6、四輸入與非門U7，電池E及二極管D2－D6、電阻R7－R13、電容C7等組成的掉電檢測和掉電保護電路相連接。微機片的接口器件U40做為輸入口與同相驅動器U42的輸出端相接，傳感器來的八路信號經采樣信號接口CZ1－CZ8分別接八片光電耦合器U43－U50的輸入端，光耦的輸出端與同相驅動器U42的輸入端相連，從而組成了接收輸入脈沖的采樣電容。
本實用新型的軟件采用模塊化結構。程序運行中定時查詢U40－8155的PA口是否有有效信號從傳感器送來，并判斷有效信號的通道號和入庫或出庫情況，而后自動地找到該通道入庫(或出庫)、本通道庫存和總庫存帳頁和本通道的單位重量、單位金額值完成對該有效信號的多參數統計記帳(計數)工作。除定時查詢以外，軟件循環地查詢鍵盤狀態(U11的PC口電位)，并根據命令狀態完成打印輸出或顯示有關參數后繼續查詢鍵盤，直到定時時間到時暫停此工作而轉去完成定時查詢U40 PA及完成計數后再從暫停處循環執行查詢鍵盤、打印顯示、查詢鍵盤。
圖1電路方框圖。
其中由U1(8031單片微機片)、U2(LS3733938D鎖存儲器)、U3(2764 EPOM)、U4(6264靜態隨機PAM)、U5(LS139雙二一四譯碼器)、U6(LM四比較器)、U7(CD4093四二輸入與非門)、U8(NEC555時基電路)、U9(74LS93四位二進制計數器)、U10(74LS132施密特輸出四二端輸入與非門)和振蕩器路S、電池E組成單片計算機核心電路，詳見圖2。由U11(8155接口芯片)、U12(74LS04六反相器)、U13(74LS04六反相器)、U14(74LS138三八譯碼器)、U15(74LS240反相驅動器)、U16－U23(74LS373八D鎖存器)、U24－31(74LS244同相驅動器)、U32－U39(LC5011七段LED數碼管)以及微型打印機TPUP－A16組成人機對話部分電路，詳見圖3。由U40(8255接口芯片)、U41(74LS240反相驅動器)、U42(74LS244同相驅動器)、U43－U50(TIL117光電耦合器)組成信號采樣電路，詳見圖5。
圖2單片微機核心電路U1 C8031單片微型計算機U2 74LS373 八D鎖存器U3 2764 EPROMU4 6264 SRAMU5 74LS139 雙二一四譯碼器U6 LM339 四比較器U7 CD4093 四、二輸入與非門U8 NEC555 時基電路U9 74LS93 四位二進制計數器U10 74LS132 四施密特四、二輸入與非門AN 接鈕開關E 4.5V電池組
D1－D4 4148 開關二極管D5 3.5 1／2W穩壓管busy 接圖3中busyRST 接圖3圖4中RESETSTB 接圖3圖中STBCS1 接圖中U11CECS2 接圖4中U40CEP2.0／A8 接圖3中U11 IO／M腳A0.1 接圖4中U40 A0.A腳RD.Wr 接圖3、圖4中U11、U40的RD、Wr腳D0－D7 接圖3、圖4中U11的DA0－DA7，U40的D0－D7ALE 接圖3中U11的WLE圖3 擴展的人機對話部分電路圖，其中U11 可編程接口芯片8155U12 74LS04 六反相器U13 74LS04 六反相器U14 74LS138 三一八譯碼器U15 74LS240 八線反相驅動器U16－U23 74LS373 八D鎖存器U24－U31 74LS244 八線同相驅動器U32－U39 LC5011 七段LED共陰顯示器R26－R61 顯示段限流電阻TPuP－A16 微機打印機STB 接圖3U5輸出1Y3busy 接圖3U1P1.7 busy標記dp 小數點段標志A 接圖4中U41輸出線A標記 100101……107為顯示的“個、十……千萬”位的標志AK0－AK3 顯示內容選擇開關AK0數量、重量、金額選擇開關；AK1入庫、出庫、庫存內容選擇開關；AK2品種及日歷時鐘選擇開關；AK3－AK5復功能開關；AK3顯示／置數選擇開關；AK4打印／加1選擇開關；AK5清除／移位選擇開關。
U11其余接線見圖2說明。
圖4擴展的采樣接口電路。其中U40 8255 可編程接口芯片U41 74LS240 八位反相驅動器U42 74LS244 八位同相驅動器U43－U50 TIL 光電耦合器CZ1－CZ8 二芯插口U41 輸出線A接至圖3A處U40 其條接線接往處見圖2說明CZ1 一號通道入庫口傳感器接插口CZ2 一號通道出庫口傳感器接插口CZ3 二號通道入庫口傳感器接插口CZ4 二號通道出庫口傳感器接插口CZ5 三號通道入庫口傳感器接插口CZ6 三號通道出庫口傳感器接插口
CZ7 四號通道入庫口傳感器接插口CZ8 四號通道出庫口傳感器接插口實施例智能多通道多參數計數器圖1電路方框圖中可見它用八位微機片8031(U1)通過數據總線(PO口)與程序存儲器EPROM2764(U3)、數據存儲器6264(U4)、可編程芯片8255(U40)及8155(U11)的數據口線相連，8031(U1)的PO口為數據及低8位地址共用口，U1(8031)的地址鎖存有效信號ALE接至U11(8155)的WLE以區分8155芯片中的I／O和RAM區，ALE信號接至地址鎖存器U2(74LS373)鎖存端PO口接至U2(輸入端從而從U2(74LS373)的輸出端分離出低八位地址總線。U1的P2口輸出高八位地址總線，地址總線A0－A12公別與U3，U4的A0－A12相連，U3讀有效引腳OE接U1的PSEN引腳，U3的讀寫引腳Wr、RD、U40的讀寫引腳Wr、RD及(8155)U11的Wr、RD，均接U1(8031)的Wr、RD引腳。U11的IO／M引腳接U1(8031)P2.0(A8)、U40(8255)的A0A接低八位地址中的A0、A1。可編程接口芯片U11(8155)、U12(8255)的RESET引腳至U1(8031)的RESET引腳。從圖1、圖2中看P2口高八位地址線中的O2.5，P2.6，接雙二一四譯碼器U5(74LS139)2A，2B輸入端，2G接地，從譯碼端得到譯碼輸出2Y0，接至U3(2764)片選端，CE和U11(8155)片選端CE，2Y2接至U4(6264)片選端CE1，2Y3接至1G端，U5的1A、1B端接P2.1，P2.2，繼續譯碼后1Y0接至U40(8255)的片選端CE，1Y3接至微型打印機TPUP－A16的選通端STB，打印機“忙線”bUsy接U1(8031)P1.7口線。圖1中U6、U7E組成或掉電保護電路，U8、U9、U10組成上電、手動及程序監測自動復位電路，從圖2中可見，D2、D3分別引導上電和斷電后U4(6264)的供電，保證掉電后U4(6264)由E電源供電數據不丟失，R8、R9、R10、R11、R2穩壓管D5及1／4U6(LM339、10、11、13、引腳)組成掉電拾測電路，其U613腳接U7(CD4093)第6引腳，U7(CD4093)的兩個與非門(12、13、11、31腳與1、2引腳及其間的二極管D4、R7、C7，構成延時電路控制4腳，U7(4093)10腳接至U4(6264)CE2腳，保護掉電時不能寫入數據。1／4U6(LM339的8、9、14腳)及D6(發光二極管，R13中1／4U6的八腳接LM339 10腳，9腳接電池E正極構成電池電壓EF降保護點輸出光電提示信號。圖2中S為晶振，接C5、C6及U1(8031)的XTAL1、XTAL2。R5、C4及1／4U10(74LS132的1、2、3腳)3腳接U1(8031)RESET31腳，為上電復位電路，R5、R6、按鈕AN為手動復位電路。U8(NEC555)4.8腳接電源正極，1腳接電源負極，2腳6腳相連經C1接1腳，2腳7腳間接D1、R2，7腳與電源正極間接電阻R1，構成200HZ的脈沖定時器，從3腳輸出至U9(74LS93)的輸入腳14，U9的輸出端11腳經電容C2與電阻R3構成的微分電路，與U10(74LS132)的4、5腳相連，U1的P3.4引腳經電容C3與電阻R4組成的微分電路相連至U9(74LS132)的2腳，形成了程序監測自動復位電路。圖3是接口芯片U11(8155)擴展的顯示、打印、鍵盤電路部分。U11的PB口八條線接到八只顯示器的八只鎖存器U16－U23(74LS373)的數據輸入端，各鎖存器的輸出端接到各自對應的同相驅動器U24－U31(74LS244)的輸入端，驅動器輸出端中的低7位分別串接電阻(R26－R61)接至每只數字顯示器U32－U39(LC5011)的七個段顯示端腳，LC5011的公共端接地。U11(8155)PA口中PA0－PA3，分別接三八譯碼器U14(74LS138)的A、B、C、2G輸入端，U14八個譯碼器輸出端接到U15(74LS240)反相驅動器的輸入端，U15的對應輸出端分別接至八只鎖存器U16－U23每只的11腳鎖存端。U11的PB口PB0－PB7同時接至打印機TPUP－A16的D0－D7數據線。U11的PA.4－PA.7接U13(74LS04)反相器輸入端，U13的四個對應輸出端分別串接LED發光二極管D7－D10，串接電阻R14－R17后接＋5V。U11的PC.0－PC.5，接U12(74LS04)反相器的輸出端，反相器U12的輸入端分別經電阻R18－R23接＋5V且分別串接開關按鍵AK0－AK5接地。圖3中微型打印機選通線STB接圖2中U5(74LS139)地址譯碼輸出的1Y3引腳，微型打印機的忙線busy接圖2中U1(8031)的P1.7引腳。圖4中，八只外接傳感開關通過二芯插頭插入插口CZ1－CZ8中，使每支傳感開關經電阻R70－R77接至光電耦合器U43－U50輸入端的二極管負極，二極管正極接＋24V，傳感開關另一端接＋24電源地線，光電耦合器輸出端發射極均接＋5V電源地線，每只光電耦合器(U43－U50 T1L117)的集電極通過電阻R62－R69接＋5V同時分別接至同相驅動器U42(74LS244)的輸入端，U42驅動器對應的輸出端至U40(8255)的PA.0－PA.7，U50(8155)的PC.0－PC.8接至U41(74LS240)反向驅動器的輸入端，對應PC.7的輸出端接至圖3中A處，A處經串接電阻R24接至101位LED數碼管的d.p即小數點引腳。
本實用新型軟件采用模塊化結構，流程圖見附圖5、6、7、8、9。開機以后執行主程序，使U1(8031)初始化，包括8031RAM初始化，CTCO為20ms定時初始化以及智能接口芯片U11(8155)U40(8255)初始化，爾后程序不斷地循環在查詢鍵盤、打印及顯示工作中。由CTCO構成的20ms定時器，定時時間到后執行中斷服務程序，執行完中斷服務程序后繼續從斷口處執行主程序。圖6為中斷服務程序流程圖，進入中斷服務程序后，保護CPU現場、選工作寄存器為1區，重置CTCO定時常數，然后調用時鐘及定時程序進行實時時鐘處理，爾后采樣傳感器及進行記帳處理，將欲顯示內容從掉電保護RAM送至8031內RAM區后退出中斷。圖7是圖6中調記帳處理程序框的細化流程，在圖7中可以看出有入庫及出庫兩種程序方框，圖8是進一步細化的入庫記帳流程圖，圖9是進一步細化的出庫記帳流程圖。圖8、圖9中的允許記數標志為軟件標志，以此保證采樣脈沖寬度只要大于20ms而不管其脈寬的多長，一個外來脈沖信號本實用新型只計數一次，避免了重復計數。出庫記帳時亦可避免庫存實際為零后，計算機做減法不夠減而出現差為補碼(負數)造成累計、合計數據的紊亂。
本實用新型，由于采用了單片微機及接口等技術，解決了多路采樣問題，用軟件解決了多參數計數功能，采用了顯示信息量大又省機時的軟件譯碼靜態顯示的顯示電路，達到了多通道參數計數器和倉儲統計管理的功能。
本實用新型與背景技術相比優點如下1、一機多路、多通道計數；可取代多臺市售計數器，便于集中管理。
2、每個通道可以累計“入庫小計”、“出庫小計”、“本品種合計”、所有通道“總計”等多組數據，便于倉儲管理。
3、可提供十三組數據，三十九種參數，如四個品種，脈沖數、重量、金額等參數。
4、有實時日歷、時鐘值。
5、有人機對話功能，通過鍵盤可選擇打印、顯示所選擇的十三組數據中的任一組，打開密匙后可鍵入修改單價、單重等值。
6、有掉電保護功能，掉電后數據不丟失。計數長度為八位，解決了6位字長計數值不能滿足要求的缺陷。
7、壽命長，無機械磨損。
8、便于和各種開關相連。采樣方便。
9、運用面廣，硬件有預留口便于擴展，軟件更改靈活，可完成不同參數的多參數計數。
典型應用舉例1、對標準定型包裝物進行庫存統計管理，許多企業生產線上同時生產幾種產品，各成品包裝后從不同入口進同一庫房(如面粉廠生產的標準粉、京白粉、富強粉、麩皮等，水泥廠425＃、525＃等產品)，在庫房入庫口及出庫口傳送帶一側設置微動開關(或光電開關等傳感器)，成品出、入庫時壓迫微動開關將產生脈沖信號。將各品種出、入庫口處開關兩端引線經二芯插頭插入本實用新型對應的CZ1－CZ8插口，由鍵盤送入對應品種的單位重和單價常數，如果這時已清完庫，則開機使用后，本實用新型則可在遠地隨時向管理者提供庫中各品種庫存變動的實時統計帳目。若本實用新型再擴展RS232C口后，則可與上位計算機聯網，組成面粉廠閉環控制。
2、應用于散裝粉粒體物立式倉的倉位拾測及倉容控制的統計管理。
儲存散裝粉粒體物的立式倉，清倉以后于倉入口和出口處各安裝一臺能輸出脈沖信號的流量計或能輸出脈沖信號的電子秤、自動秤，對入口處、出口處脈沖二芯插頭插入本實用新型一通道的入庫、出庫插口，開機工作以后本實用新型即能給出入數據、出庫數據又能通過給出本品種合計數量從而了解某倉之倉容。此測量控制系統，解決了因倉儲粉粒物料的安息角特性，倉儲物料上分界面不像液體為一平面而成小丘狀堆積，致使傳統的物位檢測儀表的粉粒物料散裝倉儲中無法精確測量的難題。從而不但能使倉容充分利用，而且能動態地掌握幾個倉的經營狀況。
權利要求1.一種多通道多參數計數器，由軟件程序和硬件電路組成，硬件電路由單片微機片(U1)、地址鎖存器(U2)、程序存儲器(U3)、數據存儲器(U4)、地址譯碼器(U5)、掉電保護電路(U6、U7)、復位電路(U8、U9、U10)、時鐘電路(S)以及通過數據總線、地址總線、控制總線相連的接口，芯片8155(U11)、8255(U40)和它們各自的外圍電路組成，其特征在于接口芯片8155(U11)的PB口與TPup-A打印機的數據線及八位LED數字顯示器的八片鎖存器(U16-U23)的輸入端相連，8155的PA口低四位經三-八譯碼器(U14)和反相驅動器(U15)接至八片鎖存器(U16-U23)各自的鎖存端，鎖存器經同相驅動器(U24-U31)與每位LED數碼管的各顯示段相連，完成軟件譯碼靜態顯示功能；8155的PA口高四位經反相器(U13)與LED指示燈相接，做為人機對話輸入口的8155PC口連接反相器(U12)的輸出端，U12的輸入端與鍵盤(AK0-AK5)相連接；芯片8255的PA口為計數脈沖采樣輸入口，PC口為位控輸入口，上電復位電路、手動復位電路、和程序監測自動復位電路接到微機片的復位Reset腳。
2.按照權利要求1所述的計數器，其特征是數據存儲器(U4)的CE2腳的比較器(U6)、四輸入與非門(U7)、電池E及二極管D2－D6、電阻R7－R13、電容C7組成的掉電檢測和掉電保護電路相連接。
3.按照權利要求1所述的計數器，其特征是微機芯片的接口器件8255(U40)做為輸入口與同相驅動器(U42)的輸出端相接，傳感器來的八路信號經采樣信號接口(CZ1－CZ8)分別接八片光電耦合器(U43－U50)的輸入端，光耦輸出端與同相驅動器(U42)的輸入端相連，從而組成了接收輸入脈沖的采樣電路。
專利摘要本實用新型涉及一種多通道多參數計數器。該機采用單片微機，由軟件程序和電路組成。微機片總線分別與鎖存器、譯碼器、存儲器、接口芯片8155、8255相接。8155的PA4—7經反相器與指示燈相接，PA0—3經譯碼器、驅動器分別與各顯示位鎖存器鎖存端相接，PB口接打印機數據線且經八位鎖存器、驅動器接至LED數碼管，PC口經反相器與鍵盤開關相接，8255PA口經驅動器、光耦與采樣插口相接。復位、時鐘電路接微機片相應端。
文檔編號G06M3/08GK2147589SQ9320670
公開日1993年11月24日 申請日期1993年3月23日 優先權日1993年3月23日
發明者龔文驊, 昝勝芳 申請人:龔文驊