我们通过几年来的实践探索，成功地把51单片机应用在纺织工厂的织布车间，用来监测织布机的产量、各种因素造成的停机次数及停机时间，计算织机的运转效率，使车间管理人员及时、准确地掌握车间的生产状态，分析工人的操作水平、原材料对生产的影响等，能够有的放矢地指挥生产，实现了车间管理现代化。这是一套造价低廉，测试数据较准确，易普及的单片机应用系统。
一、传感器电路的工作原理
本电路应用的传感器是HJ - 84型霍尔效应电路传感器。
①产量监测传感器固定在纺织机刺毛轴的顶端，刺毛轴与织布机同速运转。刺毛轴的圆周长是40 cm，每转动一周，传感器使晶体三极管BG．饱和与截止各4次，在OUTi端输出均匀的4个脉冲，每输出两个相邻脉冲，织机织布长度为10 cm。②停车监测传感器固定在织机停车闸把上。开车时，传感器使BGz饱和，OUT2输出低电位O；停车时，传感器使BGz截止，OUT2输出高电位1。③经纱断监测传感器固定在经停车传动机构上。如果经纱断线，则经
停车传动机构带动停车闸把关车，之后，经停车传动机构复位。在完成这一动作过程中，传感器使BG3由饱和变截止，再由截止变饱和。这样标有OUT3输出的JK触发器的J端得到一个0-1-0的脉冲。同样道理，当纬纱断线时，标有OUT4输出的JK触发器的J端也得到同样的脉冲。由图1可知，两个JK触发器CP脉冲输入端始终有脉冲输入，两个K端都接0电位，在这种特殊工作条件下，JK触发器的工作逻辑见触发器工作逻辑表1。由逻辑表1中可知：如果经纱断线或纬纱断线，当J端电位由O变到1时，Q输出高电位1；当J端电位由1变到0时（这时JK都是0），Q保持了高电位1。所以，经纱断时，OUT3和OUT2都输出高电位l。同理，纬纱断时OUT4和OUTi也都输出高电位1。根据这个道理，在编程序时先判断有无停车（OUT2是否为1），如果有停车，再判断是经停（OUT3是1）还是纬停（OUT4是1）。若经纬都不停车（OUT3和OUT4都是O）就是其他停车。
C1、R5、D1构成脉冲电位门电路。停车后OUT2输出的高电位通过Rs给C1充电，充好电后，C1两端电压近似5V（OUT2端为+）。搬动闸把开车，BG2饱和，OUT2端电位下降到OV。
由于Cl两端的电压不能突变，通过D1给R端输入一个负脉冲，把JK触发器置0。所以开车后．OUT3和OUT4都是低电位OV。
二、硬件电路说明
硬件电路如图2所示。
各部分简述如下：
①由CPU8031、EPROM2732、RAM6264、74LS373构成51单片机的基本电路。②CPU8031的P3.4、P3.5和8255A的PA口组成键盘电路，单片机启动时，先送入标准时间，使单片机内部的运行时间和标准时间一致。③8255A的PB口、PC口、4个74LS154（4-16线译码器）、64个74LS244(8三态门)和CPU8031的Pl口构成采集外部数据信号的输入系统。每台织机的传感器电路有4个输出端(OUTi～OUT4)，两台织机的8个输出端通过1个三态门接入CPU8031的Pl口。这样，128台织机分别通过64个三态门都接入了Pl口。三态门的开门信号受8255A的PB口、PC口输出数据控制。CPU通过这两个接口和4个译码器形成三态门的选通信号，逐个地把每台织机的监测数据从Pl口接收到机内进行处理。④8255A的A口、6个4511B和6个LED显示器构成产量数字显示电路。CPU多数时间忙于处理P．口输入的数据。因为4511B具有锁存、译码、显示驱动功能，它和LED显示器可以直接构成静态显示电路。锁存数据信号是CPU通过74LS138直接控制的。⑤C5、D2、R7、R8、R9、E构成RAM6264掉电数据保护电路。在突然停电时，它能使RAM6264里的数据不丢失；当来电之后，可以通过键盘恢复掉电前的运转状态。
三、软件设计
电路系统软件采用模块化设计，共分4部分，如图3所示。
主程序：单片机送电后进入键盘程序，操作者通过键盘键人标准时间。8255A初始化时，三个口都定为输出。CTC定时器T。选择工作方式1。判断8h的程序是否是循环运行等待中断，一旦够8h，单片机就进入和主机通信的程序，把RAM6264中的数据逐个送给主机，送完后又开始了新的工作。
中断服务程序：由两大部分组成，一部分是以CTC定时器的定时周期为基准而进行秒、分、时的计时程序；另一部分是处理从P，口传人数据的程序。由于数据处理程序反复调用，把其编为子程序。
数据处理子程序：数据存储区比较庞大，数据的存放按类型可分为4个区：产量数据区，经停计次、计时区，纬停计次、计时区和其他停车计次、计时区。每个数据区的数据存放地址要根据机台号的顺序由小到大安排。
由传感器电路工作原理可知，传感器输出信号为0时，不存在数据处理。传感器输出信号为1时，有的项目只能进行一次数据处理。例如：停车的计次，如果一台织机停车5s，在这5s之内单片机对每台织机查询5次，每次停车信号都是1，但计次只能计一次。产量累加和各种停车计次都有这种情况。解决的办法是，设置标志脉冲变化的M单元。如果传感器输出的信号是O，则往M单元送0；如果传感器输出信号是1，则先查M单元是否是O。若是0，则把O变为1之后进行数据处理；若是1，则不处理数据往下运行程序。这样一来，把处理1信号变成了处理脉冲上升沿，解决了这个问题。
对于各种停车计时，CPU每次搜索输入信号时，只要传感器输出信号是1，就在该机台对应的计时单元累加1s。
显示程序：把每台织机的产量逐个循环送入显示器上显示，每隔2s换另一台织机产量。
四、数据的可靠性
●单片机对各种停车的计次是准确的，计时数据可精确到Is。
●由于织物本身有弹性，下机后长度要缩短，因而存在着收缩率问题。实践证明，织物不同，收缩率不同；机台不同，收缩率也不同。可以通过实验摸索出收缩率。单片机在进行产量运算时，根据不同织物、不同织机的收缩率加以校正，以减小监测数据误差。
