基于单片机的晒版机控制系统设计

季昌瑞

（温州职业技术学院 电气电子工程系，浙江 温州 325035）

基于单片机的晒版机控制系统设计

季昌瑞

（温州职业技术学院 电气电子工程系，浙江 温州 325035）

本文针对晒版机的工作流程，研究了以单片机AT89C51为核心晒版机控制系统，给出了系统的硬件与软件设计的实现方法。实践表明该系统具有良好晒版效果。

晒版机；单片机；AT89C51；控制系统

0 前言

晒版机是印刷制版过程中十分重要的设备，直接影响网版的图像分辨力、变形程度、使用寿命等。继电器控制的晒版机可靠性差、晒版质量不稳定，且操作不便，容易出故障。虽然近年来计算机直接制版技术成为热门的话题，但是它的价格高很难得到普及。基于单片机控制的晒版机，以操作简单，性能优越，用户界面好，且价格比计算机直接制版技术低很多而得到广泛应用。

1 晒版工作流程

（1）背部曝光：根据不同的感光版材料，不同的图文，不同的网线，设置不同的曝光时间，一般选择20-23秒。

（2）正面曝光：将版面上塑胶保护膜取下，置上阴片，拉出晒版抽屉，卷起抽气膜，将树脂版和菲林放在晒版抽气板上，按抽真空开关，盖上抽气膜，真空表指针旋到0.08MPa以下后，用赶气棒压在抽气膜上前后左右驱赶几次，使药膜面和版面之间充分密接，推入抽屉，曝光约400秒（根据不同的感光版材料，不同的图文，不同的网线，需设置不同的曝光时间）。

（3）洗版：将感光过的版面朝外，贴在洗版装置的自粘胶装着板上，盖下，洗版约90秒。

（4）烘干：开始制版前先将烘干温度设置到45℃预热，将洗好的版用吸水棉布或吸水棒吸掉大部分水份后放入烘干，约30分钟至版材充分干燥为止。

（5）后曝光：将充分干燥的版材放入晒版抽屉后，曝光约200秒后印版即成。

2 晒版机控制系统硬件设计

2.1 系统组成

该系统由单片机、温度采样电路、键盘/显示电路、输出驱动和声光报警电路、执行电路等部分组成。系统的组成如图 1所示。

图 1 系统结构图

主控制器采用单片机AT89C51。AT89C51 是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个4K字节的Flash可编程可擦除只读存储器。AT89C51功能强、价格低，完全符合系统的要求。

根据感光版材料事先设定真空度、晒版时间、洗版时间、洗版水温度、烘干时间、烘干温度、后晒版时间。按下开始按钮启动真空泵，真空表指针旋到0.08MPa以下后，推入抽屉，开始曝光，曝光时间由单片机控制发出声光报警，并进入洗版，洗版时间结束发出声光报警，并进入烘干期，启动烘干时间，版材充分干燥后进入后曝光期，曝光时间结束整个晒版过程完成。

2.2 温度采集电路

温度采集电路是将温度信号转换为单片机能够处理的数字信号，由LM35温度传感器、放大电路和模数转换ADC0832等组成，如图 2所示电路。温度传感器[1]采用的是NS公司生产的LM35，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，他的输出电压与摄氏温度线性成比例，且无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。LM35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用公式VOUT=0.01V/℃×T℃表示，0℃时输出为0V，每升高1℃，输出电压增加10mV。

放大电路由运放LM358构成同相比例运算，电压放大倍数为2倍。

图2 温度采集电路

A/D转换电路选用双通道集成电路ADC0832[2]。ADC0832是NS公司生产的具有串行接口的8位A/D转换器，当CS由高变低时，选中ADC0832。在时钟的上升沿，DI端的数据移入ADC0832内部的多路地址移位寄存器。在第一个时钟期间，DI为高，表示启动位，紧接着输入两位配置位。当输入启动位和配置位后，选通输入模拟通道，转换开始。转换开始后，经过一个时钟周期延迟，以使选定的通道稳定。ADC0832接着在第4个时钟下降沿输出转换数据。数据输出时先输出最高位（D7-D0）；输出完转换结果后，又以最低位开始重新输出一遍数据（D7-D0），两次发送的最低位共用。当片选CS为高时，内部所有寄存器清0，输出变为高阻态。如果要再进行一次模数（A/D）转换，片选CS必须再次从高向低跳变，后面再输入启动位和配置位。当两位配置位为10时,只对CH0进行单通道转换；当两位配置位为11时，只对CH1进行单通道转换；当两位配置位为00时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入；当两位配置位为01时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。

AT89C51与SPI串行接口，将ADC0832的CS和CLK分别接单片机的P1.1和P1.6引脚，将DI和DO分别接P1.3和P1.2引脚。当两位配置位为10时,对水温采集数据进行A/D转换送入单片机；当两位配置位为11时,对烘干温度采集数据进行A/D转换送入单片机。

2.3 驱动电路

洗版电机、烘箱加热、烘箱风机、主曝光、真空泵、水温加热、后处理等驱动电路如图 3所示。根据单片机的控制信号控制各种电机的运行， 由TLP561、BTA12等组成。TLP561是过零触发光电耦合双向可控硅芯片，BTA12普通双向可控硅。

图 3 驱动电路

2.4 键盘和显示电路

考虑键盘需要扩充3片74LS165。74LS165[3]是8位并行输入和串行移位输出的寄存器，利用3片74LS165可扩展24条并行输入口线用于实现数据输入及功能选择。其功能键包括：真空按键；主曝光设置键；主曝光工作/停止键；洗版时间、烘干时间及洗版水温度和烘干温度设置键；确认键；删除键；数字输入键；增减值键等。

状态指示部分由发光二极管和LED七段显示器组成。发光二极管用来指示各功能的工作状态，亮表示对应功能正在工作。七段显示器用来显示温度和时间。七段显示器需要3片74LS164。74LS164[3]是一个串行输入并行输出的芯片，每片有8条输出线，用3片74LS164扩展了24条输出线。

2.5 声光报警电路和存储器

采用发光二极管和扬声器对各个流程结束给予报警提示。

存储器采用5045，存储器5045[4]是一种集看门狗、电压监控和串行3种功能于一身的可编程电路。看门狗对系统提供保护功能，当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗通过信号做出反应；电压监控功能保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回稳定值为止；5045的存储器与可通过串行通信方式接口，共有4096个位，可按512×8个字节来放置数据。

3 晒版机控制系统软件设计

图 4 系统主程序结构图

系统主程序结构图如图 4所示。

初始化模块中主要对系统中断、显示缓冲区、堆栈、内部定时计数器和一些特殊标志位或标志单元进行定义和设置。

每组参数设置时，按下设置按键，指示灯点亮，表示进入设置输入状态，按数字键，直接输入数字（时间以秒为单位，温度以℃为单位，最大值为999秒），然后按确认键，输入的数字存入存储器。

晒版启动和控制模块是整个系统程序的主要部分，正常情况下，按下启动键后，根据预置的参数直到定时结束才会返回到待命状态。

以中断方式使用AT89C51内部定时计数器T0，提供时基信号。计数器T0产生精确的延时，以控制定时时间。每秒钟将定时计数器减l，同时更新倒计数显示，增强了时间的动感在抽气时间到后准时启动曝光。系统外中断INT0用于紧急情况下强制停机控制。

4 结束语

本系统采用单片机控制，集感光、洗版、烘干等多种功能于一体，结构精密，操作方便，四个可供存片的抽屉，可以满足软片及版材的保存，存取极为方便。若采用全自动曝光量积算器，能自动补偿因电压变化、灯管老化及灯光反射装置效率变化所造成的连晒和再晒版时出现的晒版品质不稳定现象，可进一步提高了晒版机质量。

[1]王景景. 基于LM35的温度测量系统[J].现代电子技术.2007,(5):157-159

[2]梁明亮. 王新强等.单片机与ADC0832 的接口技术[J].信息技术.2006,(8):48-49

[3][4]房小翠等.单片微型计算机与机电接口技术[M].北京：国防工业出版社.2002,(3):90-91

[5]李东明，张艺崇等. 温湿检测器的设计[J].经济技术协作信息.2004,(13):62-63

Control System Based on Single Chip Microcomputer Design for Printer

JI Changrui
(Dept.of Elec.and Elct. Engin.,Wenzhou Vocational & Technical College Wenzhou Zhjiang 325035)

Aiming at the workflow of Printer,the control system whose kernel is AT89C51, is studied for printer. The design of hardware and software are given too. Practical application shows that this system has many advantages

Printer; Single chip microcomputer; AT89C51; Control system

TQ573

A

1672-0105（2010）01-0055-04

2009-10-10

季昌瑞（1965- ），男，浙江温州人,实验师，主要研究方向：电气自动控制技术及成套电器技术。

[责任编辑：张才华]