引言

紡紗機器在繞線過程中，判斷細線是否斷線是十分重要，因此紡紗斷線檢測裝置是根據實際需要應運而生的產品，它能對紡紗過程進行斷線檢測和監控。本文就根據實際需要設計了一多功能紡紗斷線檢測控制裝置，能夠自動檢測紗斷情況，并且在斷紗時，停止電機轉動，并進行報警，提醒工作人員，方便工作人員進行故障處理。該裝置能給紡紗工帶來無限的方便，免去了紡紗工一直觀察紗線狀態的麻煩，大大地為紡紗工減少了勞動強度，同時也提高了產品的質量，并且也給商家帶來更大的價值。同時該裝置不僅可以應用于紡紗機器，還可以用于生產類似紗線之類的某些生產廠家。

1 系統功能

基于紡紗斷線檢測裝置的功能要求，紡紗斷線檢測控制裝置的電路主要由以AT89C2051為核心的單片機最小系統、斷線檢測模塊、LED工作指示燈模塊、紡紗機器控制模塊、電源系統等電路組成。其具體工作情況如下：

（1）上電后，工作LED 指示燈亮，當按下按鈕后，LED指示燈滅，同時紡紗機器開始工作。

（2）紡紗機器工作5 s后，如果紗線出現異常情況，LED 工作指示燈開始閃爍，同時控制紡紗機器停止工作。

（3）當紗線工作異常后，此時工作人員進行紗線檢修，當檢修完畢時，工作人員可按下按鈕，工作指示燈停止閃爍，轉為亮，表示紗線正常，紡紗機器可以繼續工作。

依次循環執行以上步驟。

2 系統硬件電路及原理

該裝置擬采用以AT89C2051單片機為核心的電路來實現，主要由AT89C2051 單片機、時鐘電路、復位電路、斷線檢測模塊、LED指示燈顯示模塊、紡紗機器控制模塊、電源系統等電路組成。其電路如圖1所示。

2.1 單片機最小系統

主要由AT89C2051 單片機、復位電路和時鐘電路組成。其中AT89C2051 是美國Atmel 公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含2 KB的可反復擦寫的只讀程序存儲器和128 B的隨機數據存儲器，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS?51 指令系統，片內置通用8 位中央處理器和FLASH 存儲單元，AT89C2051 單片機在電子類產品中有廣泛的應用。時鐘電路由AT89C2051的4、5腳的時鐘端（XTAL1和XTAL2）以及晶振X1、電容C1 和C2 組成，采用片內振蕩方式。復位電路采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R1 和電容C3 組成，分別接至AT89C2051 的RST復位輸入端。

2.2 斷線檢測模塊

由感絲器和光電耦合器組成，用來檢測紗線有無斷線。感絲器采用的是電磁感應原理，其結構簡單，操作方便，適用范圍廣，不受環境濕度與絲線粗細影響，功耗低，性能穩定，廣泛用于紡織行業絲線斷頭無損檢測。

感絲器有白、棕、綠三種顏色引腳線，分別為信號輸出、24 V DC、0 V.當過絲槽中有絲通過時，輸出為24 V DC;當過絲槽中無絲通過時，輸出0 V.因此根據斷線檢測電路可以發現，正常情況，單片機P3.2 引腳接收到高電平，當紗線出現異常時，單片機P3.2 引腳接收到低電平。

2.3 指令模塊

主要由按鍵來實現，主要用來控制紡紗機器的運行與停止。

2.4 LED指示燈顯示和控制模塊

主要由LED 發光二極管、電阻R4 和控制機器的繼電器組成。正常工作時，LED燈滅；如果檢測到有紡紗斷線，一方面需立即觸發繼電器動作，使紡紗機器停止運轉，另一方面控制LED燈閃爍，提醒工人進行處理。

3 系統軟件設計

3.1 軟件設計思路

系統的軟件設計采用C語言，可以大大提高程序編寫時的效率。軟件實現的關鍵是紡紗斷線檢測。紡紗斷線檢測通過單片機的外部中斷來實現。由于當出現紡紗斷線時，單片機P3.2引腳接收到低電平，所以可以用外部中斷0的低電平觸發方式來實現。因此當出現紡紗斷線時，就進入外部中斷0的中斷服務程序進行紡紗斷線標志的設置。軟件實現的功能包括按鍵功能、繼電器控制功能、LED 顯示功能。主程序流程圖如圖2所示。

其中系統初始化主要包括定時器0和外部中斷0的中斷的初始化。紡紗斷線標志主要由外部中斷0的中斷服務函數和定時器0的來實現。其中定時，0中斷服務函數用于5 s定時后啟動外部中斷0,外部中斷0的中斷服務函數用于設置紡紗斷線標志并關閉外部中斷0.

3.2 程序代碼

限于篇幅，下面給出部分程序代碼：

4 結語

該裝置可以實現及時檢測紗線斷線狀況，并控制繼電器動作使電機停止，從而使紡紗機器停止工作，并通過LED 燈閃爍提醒工作人員，提高了紡紗斷線檢測的智能化程度。