基于AVR的底片自動定位系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：為了實現(xiàn)底片張數(shù)定位以及自動統(tǒng)計、自動片尾檢測、底片張數(shù)存儲的功能，設(shè)計了一種基于AVR單片機(jī)控制的底片自動定位系統(tǒng)的方案與軟硬件實現(xiàn)，分析了該系統(tǒng)的硬件組成和軟件程序流程，由鍵盤／顯示模塊、光電傳感器、電機(jī)驅(qū)動和電源供電模塊組成。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、性價比高、體積小，自動化程度高等特點。
關(guān)鍵詞：AVR；單片機(jī)；直流電機(jī)；自動定位

O 引言
在底片判讀過程中，經(jīng)常會要求對底片張數(shù)的統(tǒng)計及對不同位置的底片進(jìn)行自動定位，以方便查找和放大等工作。該底片自動查找系統(tǒng)就是為了實現(xiàn)這些功能而設(shè)計的一種全自動間隔檢索設(shè)備；本設(shè)計主要是為了解決底片查找時，人工方式所產(chǎn)生效率低的問題，而設(shè)計的一種實用系統(tǒng)，從而能有效地提高生產(chǎn)效益。其實現(xiàn)功能如下：若按下自動鍵，此時進(jìn)行剛上電的數(shù)照片動作，會自動數(shù)出一共有多少張底片；在這個過程中按下停止鍵時電機(jī)停止，再按一次自動鍵，恢復(fù)正常數(shù)照片動作；若按下存儲鍵會存儲當(dāng)前的張數(shù)；當(dāng)?shù)灼狡矔r電機(jī)自動停轉(zhuǎn)，同時會顯示總的張數(shù)。此時按下模式鍵可進(jìn)入設(shè)置所要的照片張數(shù)和所需速度；共三級速度，可用增鍵與減鍵調(diào)整；通過增鍵與減鍵調(diào)到想看的張數(shù)后，按下確認(rèn)鍵，自動調(diào)整到所設(shè)張數(shù)。在停止時按下存儲鍵會進(jìn)入所存儲張數(shù)狀態(tài)，通過存儲增鍵與存儲減鍵調(diào)到已存儲的地址單元對應(yīng)的張數(shù)；有30個存儲的地址單元可供存儲不同的張數(shù)；按下存儲翻看鍵將會自動調(diào)整到所存儲張數(shù)。系統(tǒng)能方便找到
所想要的底片，從而對底片進(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：具有豐富的片內(nèi)資源，使系統(tǒng)簡潔可靠；運算速度快，能達(dá)到1MI PS的處理速度，有利于實現(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、廉價的高級語言開發(fā)環(huán)境，便于功能的擴(kuò)展與變更，極大地縮短了開發(fā)周期。內(nèi)部有16 KB的FLASH存儲器，1 KB的SRAM，可方便地反復(fù)擦寫、修改程序，由于外部不用擴(kuò)展程序存儲器，可以簡化電路設(shè)計，并且包含PWM信號輸出，非常適合本系統(tǒng)的開發(fā)。由于利用了芯片的在系統(tǒng)編程(IS P)功能，因此不需要移動芯片。在軟件設(shè)計時設(shè)計成：一旦代碼文件被重新編過，即自動下載到芯片，并自動復(fù)位運行，是真正的“所編即所得”。
整個系統(tǒng)包括：單片機(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，控制信號轉(zhuǎn)化模塊，檢測板模塊。其工作原理如圖1所示。

系統(tǒng)采用光電傳感器來對底片間隔的信號進(jìn)行采集，光電傳感器是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。當(dāng)傳感器檢測到滿足條件的被測底片間隔的信號時，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)過功率組件LMD18200實現(xiàn)對電機(jī)的全數(shù)字化驅(qū)動，能量利用率接近100 ％。為了實現(xiàn)對直流電機(jī)精確的控制，必須實時采集底片的位置和電機(jī)的速度。對直流電機(jī)進(jìn)行的控制是通過單片機(jī)對光電器件輸出脈沖的計數(shù)，準(zhǔn)確獲知位置信息而實現(xiàn)的。