专利名称：智能多通道多参数计数器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用计算机程序来控制的多通道多参数计数器，属于电子仪器类。
其
背景技术：
有“智能计数器”专利产品，该仪表采用了单片微机技术、全数字六位字长显示，设计成多路(四路)输入，可对多路脉冲进行计算。该仪表在每一路中也仅仅只对“输入脉冲个数”进行累加计算，在物料的仓储统计管理中对从传感器来的入库、出库脉冲除需对“输入脉冲个数”进行累加计算外，尚需对“脉冲个数”对应的重量值、金额值等多个参数进行计算，尚需能分辨出入库、出库的品种，以及对某品种库存合计及全库存累计进行双向(加、减)计数。而该种“智能计数器”是不能满足上述仓储统计管理提出的要求的。
本实用新型的目的是提供一种能判断出传感器输出的脉冲是属于哪一个品种、是入库亦或出库，并对该入库或出库脉冲进行一组多参数累加计数同时对某品种库存数及库存总数的多个参数进行累加(减)计数的智能多通道多参数的适用于仓储统计管理用的计数器。
本实用新型简单介绍仓储中同一种物料的一个入库口和一个出库口暂称为一个通道，对某一物料在入库口及出库口处各安装一个传感器只要有物料入库或出库对应的传感器状态发生改变(如微动开关的闭合)传感器送出一个脉冲信号，每个通道有两个信号。本实用新型有四个通道需八个输入脉冲信号线，八条线按一定规则排列，单片微机在程序控制下则可准确无误地判断出所采集到有效信号所属通道以及是入库或出库，于是便可完成对脉冲数、重量值、金额值等一系列计数。在仓储统计管理中，对某一期发生的入库出库参数需进行累加计算亦可称小计值；对于某一期期未的库存值(可以是某品种的合计，亦可以是全部库存累计值)其值等于上一期期未库存值加本期入库值再减去本期出库值，也需要统计计数。对于每个通道而言，其每个输入脉冲所代表的重量值、金额值这些常数，可由键盘送入，存放于数据存储器中。只要我们在数据存储器中列好上述常数及统计数据的电子帐目表格，则采用单自片微机片扩展有关电路在软件支持下，定时巡检四个通道上的脉冲信号输入线上只要有脉冲出现，则可自动判断出通道号以及入库或出库，在程序控制下自动找到对应常数表格、统计计数表格，完成一次对小计、合计、累计值等多参数的计数处理。对某一输入脉冲进行且仅进行一次统计计数，是由软件完成的。电子帐目中的四种物料，每种物料有入库、出库库存三个帐页，每个帐页中又有数量、重量、金额等三个数据，外加累计有关数据和实时电子钟数据，共四十一种表格内容，需显示和打印，外加八个常数和送入，要完成如此多的人机对话功能，本实用新型选用了键盘、LED八位数字显示以及微型打印机输出。为保存数据表格内容加了备用电池和掉电数据保护电路。为防程序跑飞和干扰采取了必要措施，包括程序监测自动复位电路，光电耦合器隔离，软件陷阱和 余指导令等。因此本实用新型可以实时在线完成多通道多参数的仓储统计计数工作。
本实用新型是用以下方法神话实施本实用新型是由软件程序存储器和硬件电路组成的多通道多参数计数器，硬件电路由单片微机片U1、地址锁存器U2、程序U3、数据存储器U4、地址译码器U5、掉电保护电路U6、U7、复位电路U8、U9、U10、时钟电路S以及通过数据总线、地址总线、控制总线相连的接口芯片U11、8155、U40、8255和它们各自的外围电路组成，在接口芯片U11的PB口与Tpup－A打印机的数据线及八位LED数字显示器的八片锁存器U16－U23的输入端相连，U11的PA口低四位经三一八译码器U14和反相驱动器U15接至八片锁存器U16－U23各自的锁存端，锁存器经同相驱动器U24－U31与每位LED数码管的各显示段相连，完成软件译码静态显示功能，U11的PA12的高四位经反相器U13与LED指示灯相接，做为人机对话输入口的U11PC口连接反相器U12的输出端，U12的输入端与键盘AK0－AK5相连接，芯片U40的PA口为计数脉冲采样输入口，PC口为位控输出口，上电复位电路，手动复位电路和程序监测自动复位电路接到微机片的ReseT脚。数据存储器U4的CE2脚和比较器U6、四输入与非门U7，电池E及二极管D2－D6、电阻R7－R13、电容C7等组成的掉电检测和掉电保护电路相连接。微机片的接口器件U40做为输入口与同相驱动器U42的输出端相接，传感器来的八路信号经采样信号接口CZ1－CZ8分别接八片光电耦合器U43－U50的输入端，光耦的输出端与同相驱动器U42的输入端相连，从而组成了接收输入脉冲的采样电容。
本实用新型的软件采用模块化结构。程序运行中定时查询U40－8155的PA口是否有有效信号从传感器送来，并判断有效信号的通道号和入库或出库情况，而后自动地找到该通道入库(或出库)、本通道库存和总库存帐页和本通道的单位重量、单位金额值完成对该有效信号的多参数统计记帐(计数)工作。除定时查询以外，软件循环地查询键盘状态(U11的PC口电位)，并根据命令状态完成打印输出或显示有关参数后继续查询键盘，直到定时时间到时暂停此工作而转去完成定时查询U40 PA及完成计数后再从暂停处循环执行查询键盘、打印显示、查询键盘。
图1电路方框图。
其中由U1(8031单片微机片)、U2(LS3733938D锁存储器)、U3(2764 EPOM)、U4(6264静态随机PAM)、U5(LS139双二一四译码器)、U6(LM四比较器)、U7(CD4093四二输入与非门)、U8(NEC555时基电路)、U9(74LS93四位二进制计数器)、U10(74LS132施密特输出四二端输入与非门)和振荡器路S、电池E组成单片计算机核心电路，详见图2。由U11(8155接口芯片)、U12(74LS04六反相器)、U13(74LS04六反相器)、U14(74LS138三八译码器)、U15(74LS240反相驱动器)、U16－U23(74LS373八D锁存器)、U24－31(74LS244同相驱动器)、U32－U39(LC5011七段LED数码管)以及微型打印机TPUP－A16组成人机对话部分电路，详见图3。由U40(8255接口芯片)、U41(74LS240反相驱动器)、U42(74LS244同相驱动器)、U43－U50(TIL117光电耦合器)组成信号采样电路，详见图5。
图2单片微机核心电路U1 C8031单片微型计算机U2 74LS373 八D锁存器U3 2764 EPROMU4 6264 SRAMU5 74LS139 双二一四译码器U6 LM339 四比较器U7 CD4093 四、二输入与非门U8 NEC555 时基电路U9 74LS93 四位二进制计数器U10 74LS132 四施密特四、二输入与非门AN 接钮开关E 4.5V电池组
D1－D4 4148 开关二极管D5 3.5 1／2W稳压管busy 接图3中busyRST 接图3图4中RESETSTB 接图3图中STBCS1 接图中U11CECS2 接图4中U40CEP2.0／A8 接图3中U11 IO／M脚A0.1 接图4中U40 A0.A脚RD.Wr 接图3、图4中U11、U40的RD、Wr脚D0－D7 接图3、图4中U11的DA0－DA7，U40的D0－D7ALE 接图3中U11的WLE图3 扩展的人机对话部分电路图，其中U11 可编程接口芯片8155U12 74LS04 六反相器U13 74LS04 六反相器U14 74LS138 三一八译码器U15 74LS240 八线反相驱动器U16－U23 74LS373 八D锁存器U24－U31 74LS244 八线同相驱动器U32－U39 LC5011 七段LED共阴显示器R26－R61 显示段限流电阻TPuP－A16 微机打印机STB 接图3U5输出1Y3busy 接图3U1P1.7 busy标记dp 小数点段标志A 接图4中U41输出线A标记 100101……107为显示的“个、十……千万”位的标志AK0－AK3 显示内容选择开关AK0数量、重量、金额选择开关；AK1入库、出库、库存内容选择开关；AK2品种及日历时钟选择开关；AK3－AK5复功能开关；AK3显示／置数选择开关；AK4打印／加1选择开关；AK5清除／移位选择开关。
U11其余接线见图2说明。
图4扩展的采样接口电路。其中U40 8255 可编程接口芯片U41 74LS240 八位反相驱动器U42 74LS244 八位同相驱动器U43－U50 TIL 光电耦合器CZ1－CZ8 二芯插口U41 输出线A接至图3A处U40 其条接线接往处见图2说明CZ1 一号通道入库口传感器接插口CZ2 一号通道出库口传感器接插口CZ3 二号通道入库口传感器接插口CZ4 二号通道出库口传感器接插口CZ5 三号通道入库口传感器接插口CZ6 三号通道出库口传感器接插口
CZ7 四号通道入库口传感器接插口CZ8 四号通道出库口传感器接插口实施例智能多通道多参数计数器图1电路方框图中可见它用八位微机片8031(U1)通过数据总线(PO口)与程序存储器EPROM2764(U3)、数据存储器6264(U4)、可编程芯片8255(U40)及8155(U11)的数据口线相连，8031(U1)的PO口为数据及低8位地址共用口，U1(8031)的地址锁存有效信号ALE接至U11(8155)的WLE以区分8155芯片中的I／O和RAM区，ALE信号接至地址锁存器U2(74LS373)锁存端PO口接至U2(输入端从而从U2(74LS373)的输出端分离出低八位地址总线。U1的P2口输出高八位地址总线，地址总线A0－A12公别与U3，U4的A0－A12相连，U3读有效引脚OE接U1的PSEN引脚，U3的读写引脚Wr、RD、U40的读写引脚Wr、RD及(8155)U11的Wr、RD，均接U1(8031)的Wr、RD引脚。U11的IO／M引脚接U1(8031)P2.0(A8)、U40(8255)的A0A接低八位地址中的A0、A1。可编程接口芯片U11(8155)、U12(8255)的RESET引脚至U1(8031)的RESET引脚。从图1、图2中看P2口高八位地址线中的O2.5，P2.6，接双二一四译码器U5(74LS139)2A，2B输入端，2G接地，从译码端得到译码输出2Y0，接至U3(2764)片选端，CE和U11(8155)片选端CE，2Y2接至U4(6264)片选端CE1，2Y3接至1G端，U5的1A、1B端接P2.1，P2.2，继续译码后1Y0接至U40(8255)的片选端CE，1Y3接至微型打印机TPUP－A16的选通端STB，打印机“忙线”bUsy接U1(8031)P1.7口线。图1中U6、U7E组成或掉电保护电路，U8、U9、U10组成上电、手动及程序监测自动复位电路，从图2中可见，D2、D3分别引导上电和断电后U4(6264)的供电，保证掉电后U4(6264)由E电源供电数据不丢失，R8、R9、R10、R11、R2稳压管D5及1／4U6(LM339、10、11、13、引脚)组成掉电拾测电路，其U613脚接U7(CD4093)第6引脚，U7(CD4093)的两个与非门(12、13、11、31脚与1、2引脚及其间的二极管D4、R7、C7，构成延时电路控制4脚，U7(4093)10脚接至U4(6264)CE2脚，保护掉电时不能写入数据。1／4U6(LM339的8、9、14脚)及D6(发光二极管，R13中1／4U6的八脚接LM339 10脚，9脚接电池E正极构成电池电压EF降保护点输出光电提示信号。图2中S为晶振，接C5、C6及U1(8031)的XTAL1、XTAL2。R5、C4及1／4U10(74LS132的1、2、3脚)3脚接U1(8031)RESET31脚，为上电复位电路，R5、R6、按钮AN为手动复位电路。U8(NEC555)4.8脚接电源正极，1脚接电源负极，2脚6脚相连经C1接1脚，2脚7脚间接D1、R2，7脚与电源正极间接电阻R1，构成200HZ的脉冲定时器，从3脚输出至U9(74LS93)的输入脚14，U9的输出端11脚经电容C2与电阻R3构成的微分电路，与U10(74LS132)的4、5脚相连，U1的P3.4引脚经电容C3与电阻R4组成的微分电路相连至U9(74LS132)的2脚，形成了程序监测自动复位电路。图3是接口芯片U11(8155)扩展的显示、打印、键盘电路部分。U11的PB口八条线接到八只显示器的八只锁存器U16－U23(74LS373)的数据输入端，各锁存器的输出端接到各自对应的同相驱动器U24－U31(74LS244)的输入端，驱动器输出端中的低7位分别串接电阻(R26－R61)接至每只数字显示器U32－U39(LC5011)的七个段显示端脚，LC5011的公共端接地。U11(8155)PA口中PA0－PA3，分别接三八译码器U14(74LS138)的A、B、C、2G输入端，U14八个译码器输出端接到U15(74LS240)反相驱动器的输入端，U15的对应输出端分别接至八只锁存器U16－U23每只的11脚锁存端。U11的PB口PB0－PB7同时接至打印机TPUP－A16的D0－D7数据线。U11的PA.4－PA.7接U13(74LS04)反相器输入端，U13的四个对应输出端分别串接LED发光二极管D7－D10，串接电阻R14－R17后接＋5V。U11的PC.0－PC.5，接U12(74LS04)反相器的输出端，反相器U12的输入端分别经电阻R18－R23接＋5V且分别串接开关按键AK0－AK5接地。图3中微型打印机选通线STB接图2中U5(74LS139)地址译码输出的1Y3引脚，微型打印机的忙线busy接图2中U1(8031)的P1.7引脚。图4中，八只外接传感开关通过二芯插头插入插口CZ1－CZ8中，使每支传感开关经电阻R70－R77接至光电耦合器U43－U50输入端的二极管负极，二极管正极接＋24V，传感开关另一端接＋24电源地线，光电耦合器输出端发射极均接＋5V电源地线，每只光电耦合器(U43－U50 T1L117)的集电极通过电阻R62－R69接＋5V同时分别接至同相驱动器U42(74LS244)的输入端，U42驱动器对应的输出端至U40(8255)的PA.0－PA.7，U50(8155)的PC.0－PC.8接至U41(74LS240)反向驱动器的输入端，对应PC.7的输出端接至图3中A处，A处经串接电阻R24接至101位LED数码管的d.p即小数点引脚。
本实用新型软件采用模块化结构，流程图见附图5、6、7、8、9。开机以后执行主程序，使U1(8031)初始化，包括8031RAM初始化，CTCO为20ms定时初始化以及智能接口芯片U11(8155)U40(8255)初始化，尔后程序不断地循环在查询键盘、打印及显示工作中。由CTCO构成的20ms定时器，定时时间到后执行中断服务程序，执行完中断服务程序后继续从断口处执行主程序。图6为中断服务程序流程图，进入中断服务程序后，保护CPU现场、选工作寄存器为1区，重置CTCO定时常数，然后调用时钟及定时程序进行实时时钟处理，尔后采样传感器及进行记帐处理，将欲显示内容从掉电保护RAM送至8031内RAM区后退出中断。图7是图6中调记帐处理程序框的细化流程，在图7中可以看出有入库及出库两种程序方框，图8是进一步细化的入库记帐流程图，图9是进一步细化的出库记帐流程图。图8、图9中的允许记数标志为软件标志，以此保证采样脉冲宽度只要大于20ms而不管其脉宽的多长，一个外来脉冲信号本实用新型只计数一次，避免了重复计数。出库记帐时亦可避免库存实际为零后，计算机做减法不够减而出现差为补码(负数)造成累计、合计数据的紊乱。
本实用新型，由于采用了单片微机及接口等技术，解决了多路采样问题，用软件解决了多参数计数功能，采用了显示信息量大又省机时的软件译码静态显示的显示电路，达到了多通道参数计数器和仓储统计管理的功能。
本实用新型与背景技术相比优点如下1、一机多路、多通道计数；可取代多台市售计数器，便于集中管理。
2、每个通道可以累计“入库小计”、“出库小计”、“本品种合计”、所有通道“总计”等多组数据，便于仓储管理。
3、可提供十三组数据，三十九种参数，如四个品种，脉冲数、重量、金额等参数。
4、有实时日历、时钟值。
5、有人机对话功能，通过键盘可选择打印、显示所选择的十三组数据中的任一组，打开密匙后可键入修改单价、单重等值。
6、有掉电保护功能，掉电后数据不丢失。计数长度为八位，解决了6位字长计数值不能满足要求的缺陷。
7、寿命长，无机械磨损。
8、便于和各种开关相连。采样方便。
9、运用面广，硬件有预留口便于扩展，软件更改灵活，可完成不同参数的多参数计数。
典型应用举例1、对标准定型包装物进行库存统计管理，许多企业生产线上同时生产几种产品，各成品包装后从不同入口进同一库房(如面粉厂生产的标准粉、京白粉、富强粉、麸皮等，水泥厂425＃、525＃等产品)，在库房入库口及出库口传送带一侧设置微动开关(或光电开关等传感器)，成品出、入库时压迫微动开关将产生脉冲信号。将各品种出、入库口处开关两端引线经二芯插头插入本实用新型对应的CZ1－CZ8插口，由键盘送入对应品种的单位重和单价常数，如果这时已清完库，则开机使用后，本实用新型则可在远地随时向管理者提供库中各品种库存变动的实时统计帐目。若本实用新型再扩展RS232C口后，则可与上位计算机联网，组成面粉厂闭环控制。
2、应用于散装粉粒体物立式仓的仓位拾测及仓容控制的统计管理。
储存散装粉粒体物的立式仓，清仓以后于仓入口和出口处各安装一台能输出脉冲信号的流量计或能输出脉冲信号的电子秤、自动秤，对入口处、出口处脉冲二芯插头插入本实用新型一通道的入库、出库插口，开机工作以后本实用新型即能给出入数据、出库数据又能通过给出本品种合计数量从而了解某仓之仓容。此测量控制系统，解决了因仓储粉粒物料的安息角特性，仓储物料上分界面不像液体为一平面而成小丘状堆积，致使传统的物位检测仪表的粉粒物料散装仓储中无法精确测量的难题。从而不但能使仓容充分利用，而且能动态地掌握几个仓的经营状况。
权利要求1.一种多通道多参数计数器，由软件程序和硬件电路组成，硬件电路由单片微机片(U1)、地址锁存器(U2)、程序存储器(U3)、数据存储器(U4)、地址译码器(U5)、掉电保护电路(U6、U7)、复位电路(U8、U9、U10)、时钟电路(S)以及通过数据总线、地址总线、控制总线相连的接口，芯片8155(U11)、8255(U40)和它们各自的外围电路组成，其特征在于接口芯片8155(U11)的PB口与TPup-A打印机的数据线及八位LED数字显示器的八片锁存器(U16-U23)的输入端相连，8155的PA口低四位经三-八译码器(U14)和反相驱动器(U15)接至八片锁存器(U16-U23)各自的锁存端，锁存器经同相驱动器(U24-U31)与每位LED数码管的各显示段相连，完成软件译码静态显示功能；8155的PA口高四位经反相器(U13)与LED指示灯相接，做为人机对话输入口的8155PC口连接反相器(U12)的输出端，U12的输入端与键盘(AK0-AK5)相连接；芯片8255的PA口为计数脉冲采样输入口，PC口为位控输入口，上电复位电路、手动复位电路、和程序监测自动复位电路接到微机片的复位Reset脚。
2.按照权利要求1所述的计数器，其特征是数据存储器(U4)的CE2脚的比较器(U6)、四输入与非门(U7)、电池E及二极管D2－D6、电阻R7－R13、电容C7组成的掉电检测和掉电保护电路相连接。
3.按照权利要求1所述的计数器，其特征是微机芯片的接口器件8255(U40)做为输入口与同相驱动器(U42)的输出端相接，传感器来的八路信号经采样信号接口(CZ1－CZ8)分别接八片光电耦合器(U43－U50)的输入端，光耦输出端与同相驱动器(U42)的输入端相连，从而组成了接收输入脉冲的采样电路。
专利摘要本实用新型涉及一种多通道多参数计数器。该机采用单片微机，由软件程序和电路组成。微机片总线分别与锁存器、译码器、存储器、接口芯片8155、8255相接。8155的PA4—7经反相器与指示灯相接，PA0—3经译码器、驱动器分别与各显示位锁存器锁存端相接，PB口接打印机数据线且经八位锁存器、驱动器接至LED数码管，PC口经反相器与键盘开关相接，8255PA口经驱动器、光耦与采样插口相接。复位、时钟电路接微机片相应端。
文档编号G06M3/08GK2147589SQ9320670
公开日1993年11月24日 申请日期1993年3月23日 优先权日1993年3月23日
发明者龚文骅, 昝胜芳 申请人:龚文骅