一种鞋底尺寸测量控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及制鞋领域，更具体地说，涉及一种鞋底尺寸测量控制系统。

背景技术：

传统的鞋底尺寸测量都采用人工手工测量，不仅测量误差大，并且浪费人力物力，为了在制作过程中对鞋底尺寸进行在线检测，并且提高工作效率和节省人力、物力资源，提供一种鞋底尺寸测量控制系统，利用光栅编码器实现对鞋底长度的快速在线测量，提高测量速度、精度，从而实现提高工作效率和节省人力、物力资源。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种鞋底尺寸测量控制系统，利用增量式光栅编码器实现对鞋底长度的快速在线测量，并将测量结果通过CAN总线上传至计算机端进行数据分析处理，提高测量速度、精度，从而实现提高工作效率和节省人力、物力资源。

为解决上述技术问题，本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统包括主控模块、总控按键、长度测量模块、红外线模块、数据存储模块、驱动模块、电机、过流检测模块、显示模块、声音提醒模块、供电模块、总线控制器、总线驱动器、CAN总线、计算机，利用增量式光栅编码器实现对鞋底长度的快速在线测量，并将测量结果通过CAN总线上传至计算机端进行数据分析处理，提高测量速度、精度，从而实现提高工作效率和节省人力、物力资源。

其中，所述总控按键的输出端连接着主控模块的输入端；所述长度测量模块连接着主控模块；所述红外线模块连接着主控模块；所述数据存储模块连接着主控模块；所述主控模块的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述过流检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着声音提醒模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述总线控制器连接着主控模块；所述总线驱动器连接着总线控制器；所述计算机通过CAN总线连接着总线驱动器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统所述主控模块采用ATmega64单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统所述长度测量模块采用增量式光栅编码器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统所述总线控制器采用SJA1000控制器。

控制效果：本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统，利用增量式光栅编码器实现对鞋底长度的快速在线测量，并将测量结果通过CAN总线上传至计算机端进行数据分析处理，提高测量速度、精度，从而实现提高工作效率和节省人力、物力资源。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的主控模块的电路图。

图3为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的总控按键的电路图。

图4为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的长度测量模块的电路图。

图5为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的红外线模块的电路图。

图6为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的数据存储模块的电路图。

图7为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的驱动模块、电机的电路图。

图8为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的过流检测模块的电路图。

图9为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的声音提醒模块的电路图。

图10为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的总线控制器、总线驱动器、CAN总线的电路图。

图11为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的显示模块的电路图。

图12为本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的供电模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，本实施方式所述一种鞋底尺寸测量控制系统包括主控模块、总控按键、长度测量模块、红外线模块、数据存储模块、驱动模块、电机、过流检测模块、显示模块、声音提醒模块、供电模块、总线控制器、总线驱动器、CAN总线、计算机，利用增量式光栅编码器实现对鞋底长度的快速在线测量，并将测量结果通过CAN总线上传至计算机端进行数据分析处理，提高测量速度、精度，从而实现提高工作效率和节省人力、物力资源。

其中，所述总控按键的输出端连接着主控模块的输入端，总控按键采用ST5.0LF160Q型号独立按键，通过按键SW0向主控模块的PC1引脚输入中断信号，实现系统的开启或者关闭；当按下SW0时，Q7和D5导通，DC-DC稳压芯片工作，接通主控模块的VCC端为主控模块供电。主控模块马上将相应的PC1引脚置为输出高电平，这时Q6和Q7导通，整个电路进入工作状态。然后主控模块再将PC1引脚设置为输入高电平状态，由于上拉电阻R13的存在，Q6和Q7一直导通。主控模块一直扫描相应PC1引脚的输入状态，如果SW0没有按下去，则PC1引脚将始终为高电平。当SW0再次按下去时，D6导通，主控模块检测到PC1引脚输入为低电平，这时主控模块就将PC1引脚设置成输出为低电平的状态，Q6截止，如果按键抬起，Q7也会截止，DC-DC稳压芯片将不会为主控模块提供电压，整个电路处于关断状态。

所述长度测量模块连接着主控模块，长度测量模块采用增量式光栅编码器，光栅编码器输出的A、B双相脉冲进行四倍频电子细分，并产生出适合不同计数器实用的方向辨别逻辑信号，光栅编码器输出的A、B双相脉冲信号经整形、倍频、判向电路处理后由主控模块进行脉冲计数及对数据进行运算及控制处理，长度测量模块的4AL、4BL、4F、DATA端分别与主控模块的PA3、PA4、PA5、PA6引脚相连接。

所述红外线模块连接着主控模块，红外线模块包括红外发射管电路和红外接收管电路，主控模块产生4000Hz的方波信号，通过PC4引脚向IN_D端发送，驱动红外线发射管D2发射红外线脉冲，当鞋底的前端遮挡住红外线时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管D1接收并转换为电信号，电信号经U1A、U1B运放进行信号放大后得到方波信号，并通过OUT_D端传送给主控模块的PC3引脚，由主控模块进行运算处理，主控模块对长度测量模块进行计数。

所述数据存储模块连接着主控模块，数据存储模块采用AT24C64存储芯片，数据存储模块用于存储测量数据，并供主控模块调用，通过I2C协议与主控模块连接通信，AT24C64存储芯片的SDA_A引脚与主控模块的PD1引脚相连接；AT24C64存储芯片的SCL_A引脚与主控模块的PD0引脚相连接，主控模块将接收到的检测数据存储在AT24C64存储芯片中，掉电不丢失。

所述主控模块的输出端连接着驱动模块的输入端，驱动模块采用SRD-5VDC-SL-C型号继电器，三极管Q1的集电极连接继电器K3的5引脚，继电器K3的3引脚接到+5V电源VCC上，三极管Q1的基极通过电阻R7连接至主控模块的PC2引脚，继电器的4引脚和5引脚两端并联二极管D1，用于消除继电器K3停电时引发的反向电动势，避免反向电势击坏三极管、扰乱其他电路；电阻R8和发光二极管LED2相串联后并联在继电器K3的4引脚、5引脚两端，电阻R8和发光二极管LED2构成继电器K3的状态指示灯。主控模块通过PC2引脚向Motor端发送高电平信号，三极管Q1导通，继电器K3得电，LED2发光，继电器K3常开触点闭合，接通电机，开始工作；主控模块通过PC2引脚向驱动模块的Motor端发送低电平信号，三极管Q1截止，继电器K3两端由于无法产生电位差，使得继电器K3的常开触点断开，LED2熄灭，电机断电，停止工作。

所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端，驱动模块采用SRD-5VDC-SL-C型号继电器，三极管Q1的集电极连接继电器K3的5引脚，继电器K3的1引脚接到电机，三极管Q1的基极通过电阻R7连接至主控模块的PC2引脚，继电器的4引脚和5引脚两端并联二极管D1，用于消除继电器K3停电时引发的反向电动势，避免反向电势击坏三极管、扰乱其他电路；电阻R8和发光二极管LED2相串联后并联在继电器K3的4引脚、5引脚两端，电阻R8和发光二极管LED2构成继电器K3的状态指示灯。主控模块通过PC2引脚向Motor端发送高电平信号，三极管Q1导通，继电器K3得电，LED2发光，继电器K3常开触点闭合，电机通电，电机开始工作，控制车位锁的升降；主控模块通过PC2引脚向驱动模块的Motor端发送低电平信号，三极管Q1截止，继电器K3两端由于无法产生电位差，使得继电器K3的常开触点断开，LED2熄灭，电机断电，电机停止工作。

所述过流检测模块的输出端连接着主控模块的输入端，过流检测模块采用MAX471放大器，MAX471是一种高精度、使用简洁的电流检测放大器，工作电压为3V到36V，并且内部自带35mΩ的采样电阻，测量范围为±3A，电流转换比为500μA/A，其中OUT为电流输出端，采用输出电阻R10将负载电流转换为2.55V/A的对地电压输出，然后通过ADC0832将模拟信号转换为数字信号后传送给主控模块，主控模块实时监测流过电机的电流，从而判断电机是否发生堵转状况，若发生堵转，则驱动声音提醒模块进行声音提醒。过流检测模块的CS_M、CLK_M、DIO_M端分别与主控模块的PB0、PB1、PB2引脚相连接。

所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块采用LCD12864液晶显示屏，显示模块用于显示检测到的鞋底尺寸信息，显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控模块的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS_LCD端与主控模块的PA0引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R/W_LCD端与主控模块的PA1引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E_LCD与主控模块的PA2脚相连接；主控模块的PA0、PA1、PA2引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控模块的输出端连接着声音提醒模块的输入端，声音提醒模块采用蜂鸣器，由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此主控模块通过NPN三极管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，主控模块的PC0引脚与声音提醒模块的LS端相连接，通过一个电阻R7接到NPN三极管Q1的基极，电阻R7为限流电阻，防止流过NPN三极管Q1的基极电流过大损坏三极管，电阻R10有两个作用，第一个作用是R10相当于NPN三极管Q1的基极的下拉电阻，如果LS输入端悬空，则由于R10的存在能够使NPN三极管Q1保持在可靠的关断状态，第二个作用是R10可提升高电平的门槛电压；C8为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容C9可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；主控模块的PC0引脚向声音提醒模块的LS端发送高电平时，NPN三极管Q1导通，蜂鸣器进行发声提醒。

所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端，供电模块用于给系统供电，保证系统正常工作，220V交流电传送给供电模块，当有交流电接入后，首先降压为12V，然后进入电桥电路中进行整流，将交流电整流为直流电，直流电通过电容滤波后进入稳压器7812，生成+12V直流电，再经过电容滤波后进入稳压器7812，生成+5V直流电，在电路中增加了一块12V蓄电池，在有220V交流电输入时，被充电或者不工作，通过VCC端口给系统供电。

所述总线控制器连接着主控模块，总线控制器采用SJA1000控制器，主控模块负责SJA1000的初始化，控制SJA1000来实现数据的接收和发送等通讯任务，SJA1000的AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7端分别连接至主控模块的PE0、PE1、PE2、PE3、PE4、PE5、PE6、PE7引脚，CS_J、RD_J、WR_J、ALE_J、INT_J端分别与主控模块的PD2、PD3、PD4、PD5、PD6引脚相连接，当PD2端为低电平时，主控模块选中SJA1000，并通过访问外部RAM地地址区实现PE0、PE1、PE2、PE3、PE4、PE5、PE6、PE7端口的读/写操作，从而对SJA1000相应寄存器执行读/写操作。

所述总线驱动器连接着总线控制器，总线控制器采用SJA1000控制器，总线驱动器采用82C250芯片，82C250是总线控制器和物理传输线路之间的接口，它对总线提供差动发送能力，并对总线控制器提供差动接收能力，82C250芯片内部具有限流电路，可以防止输出级对电源、对地或对负载短路，由于采用差动接收方式，因此有较强的抗电磁干扰能力，具有低电流节电待机工作模式，利用82C250可以方便地在总线控制器与驱动器之间建立光电隔离，以实现CAN总线上各节点间的电器隔离。SJA1000的TX0、RX0引脚通过高速光耦6N137与82C250相连，可增强CAN总线节点的抗干扰能力，从而实现总线各节点间电气隔离，高速光耦6N137用于保护SJA1000总线控制器。

所述计算机通过CAN总线连接着总线驱动器，总线驱动器采用82C250芯片，主控模块将采集到的鞋底尺寸信息通过CAN总线传送给计算机，总线驱动器的CANH、CANL端分别通过R6、R9电阻连接至CAN总线，电阻R6、R9起到限流作用，保护82C250免受过电流冲击，CANH和CANL端与地之间并联两只电容，用于滤除总线上的高频干扰并具有一定的防电磁辐射能力。在2条CAN总线输入端与地之间分别接了1个防雷击管，当2个输入端与地之间输出瞬变干扰时，防雷击管的放电起到一定的保护作用。82C250的Rs引脚接一直斜率电阻器，其阻值大小可根据总线通信速度适当调整。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述主控模块采用ATmega64单片机。所述ATmega64单片机是ATMEL公司的高密度非易失性内存技术生产的元器件，片内ISP Flash存储器可以通过SPI、通信编程器或引导程序多次编程。引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到Flash存储器。所述ATmega64单片机为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS主控模块。其数据吞吐率高达1MIPS/MHz，故可以减缓系统的功耗和处理速度之间的矛盾。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述长度测量模块采用增量式光栅编码器。光栅编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量转角或直线位移，增量式光栅编码器具有体积小、重量轻、品种多、力矩小、性能稳定可靠、对工作环境条件要求低、维护容易、寿命长、价格低等优点。当增量式光栅编码器动作时，将产生A、B两箱脉冲信号，且A、B两相信号的波形完全相同，仅是存在90°相位差。编码器的运动方向分为正、负两个方向，在编码器单方向运动过程中，每个周期A、B两相信号总存在4次电平状态的改变，共产生4个跳边沿，在A、B方波信号的上升沿和下降沿分别计数，实现四倍频计数。A、B信号先经史密特反相器整形，然后送入IC2和IC3组成的边沿检出器，其中IC2_1检出A的前沿，IC2_2检出A的后沿，IC3_1检出B的前沿，IC3_2检出B的后沿。这四个边沿检出器是单稳触发器，采用不可重触发双单稳IC-74LS221，不可重触发的特点是使单稳在暂态开始后其输入端相当于是关闭的，这样若有干扰脉冲出现则不会影响输出脉宽，增强抗干扰能力。单稳的输出脉宽由各自的RC整定，四组RC的参数相同，用户可根据光栅尺的刻线密度及尺的运动速度来选取RC的适当值，使四倍频后的脉冲串在尺的最高运动速度下仍保持脉冲间有清晰的间隔，不会发生“粘连”。四个边沿检出器的输出均为/Q，这是为了配合由IC5-1、IC5-2构成的方向判别开关的工作。四个边沿检出器的输出送入IC4，IC4将信号处理成双时钟脉冲，同时光成器信频工作。IC4是双四选一数据选择器，2C0～2C3输入端的数据选中后由2Y输出，1C0～1C3的数据由1Y输出，器件的B、A为数据地址控制端，B为高位，A为低位，这两个二进制数据就是四个输入端的地址号，它是两个四选一开关公用的。由于编码器的A、B信号由IC1整形时已反相，故IC4的地址信号使用波被分为4个区，每区90°，其中1区对应的状态码为10，若用10作为地址就可选出A前沿产生出的脉冲到达2Y输出端，同理00选中B的前沿脉冲，01选中A的后沿脉冲，11选中B的后沿脉冲。对于反转情况也可类推，选中的信号由1Y输出，由于四个区中包含有A和B的前沿脉冲共四个，这样2Y(1Y)就输出四倍频的脉冲串。2Y输出为正转负脉冲，1Y输出为反转负脉冲，它们可用来触发方向判别开关，当2Y有输出时，DATA端为“1”，表示正转，1Y有输出时，DATA端为“0”，表示反转。供计数器的单时脉冲4F则由IC5-3将2Y和1Y信号相“乘”得到。双时钟计数器的二路脉冲为正转4AL和反转4BL。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。所述LCD12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字或者显示16×4个(8×16点阵)ASCII码。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述总线控制器采用SJA1000控制器。所述SJA1000控制器是一种独立的总线控制器，用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制，它是PHLIPS半导体PCA82C200总线控制器的替代产品，SJA1000具有BasicCAN和PeliCAN两种工作方式，BasicCAN模式是上电后默认的操作模式，而PeliCAN模式是新的操作模式，它能够处理所有CAN2.0B规范的帧类型，而且它还能提供一些增强功能使SJA1000能应用于更宽的领域。

本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统的工作原理为：本实用新型一种鞋底尺寸测量控制系统，供电模块将220V交流电压值经过整流滤波降压处理后转换为+5V和+12V电压给系统供电，保证系统的正常工作，按下总控按键SW0开启系统，主控模块控制红外线模块中的红外发射管发射红外线，主控模块控制驱动模块驱动电机工作，过流检测模块用于检测流过电机的电流，并将检测信息传送给主控模块，从而判断电机是否发生堵转状况，若发生堵转，则驱动声音提醒模块进行声音提醒，将鞋底放在传送带上，当鞋底的前端遮挡住红外线时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管接收并转换为电信号，电信号经运放进行信号放大后得到方波信号，并传送给主控模块，主控模块开始对长度测量模块脉冲数进行计数。当鞋底脱离红外线，即不再遮挡红外线时，主控模块停止对长度测量模块的计数，主控模块将数据进行处理后并通过显示模块显示，同时将测量数据通过总线控制器、总线驱动器、CAN总线上传至计算机，当一个鞋底的尺寸测量完毕后，主控模块驱动声音提醒模块发声提醒。数据存储模块用于存储检测数据信息，并供主控模块调用。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。