专利名称：厂矿电脑考勤机的制作方法
技术领域：
本实用新型厂矿电脑考勤机，涉及光电技术，属于现代化电脑管理设备。用于煤矿等高粉尘恶劣环境、劳动密集型行业，将考勤信息集中储存、处理，以对出勤情况统计汇总，提高管理水平。
现有技术公开CN2101907U、CN2106391U电脑考勤机等，尚存在一些不足之处1、无特殊防尘、纠错措施。在实际使用中，固杂物带进插卡口或使用日久粉尘聚集阻断光路，很易失效或产生错码，不能持久可靠工作。故不能用于煤矿等恶劣环境的条件下工作。
2、操作不便，在使用时需要人工按键，以区别上、下班。常由于错按键而造成数据错误。故不适用于劳动密集型行业、人数众多、人员素质偏低的工人操作。
3、考勤卡有的采用条形码、磁卡等、易污、易折损；采用光电编码的考勤卡，编码孔易被煤、油等杂物堵塞而造成错码。不适用煤矿井下工人随身携带使用。
本发明目的，为了克服现有电脑考勤机不足之处，设计一种能在煤矿等高粉尘恶劣环境下、劳动密集型的行业中长期可靠工作，而且操作使用方便的电脑考勤机。
本实用新型厂矿电脑考勤机采用如下技术方案实现。
图1为本实用新型厂矿电脑考勤机总装示意图；图2为本实用新型厂矿电脑考勤机电路方框图；图3为本实用新型厂矿电脑考勤机识读器电原理图4为本实用新型厂矿电脑考勤机主程序框图；图5为本实用新型厂矿电脑考勤机插卡中断程序；图6为本实用新型厂矿电脑考勤机通信中断程序；图7为本实用新型矿用电脑考勤机考勤卡示意图；图8为本实用新型厂矿电脑考勤机识读器输入光路结构剖示图。
附图编号说明单片机(1)、显示器(2)、蜂鸣器(3)、串行通信口(4)、电源(5)、光电泽码器(6)、正反识别器(7)、串——并译码器(8)、同步校验器(9)、中断请求控制器(10)、自检器(11)、工作状态指示电路(12)、工作状态指示灯(13)、输入光路底座(14)、考勤卡插槽(15)、发光二极管(16)、光敏管(17)、密封玻璃(18)、机箱底座(19)、机箱面板(20)、考勤卡(21)、机箱盖(22)。
以下结合附图和实施例描述本实用新型考勤机，主要包括底座(19)、面板(20)、机箱盖(22)、识读器、单片机(1)、显示器(2)、蜂鸣器(3)、串行通信口(4)等，显示器(2)、蜂鸣器(3)、指示灯(13)、光电泽码器(6)的光电输入部分装在面板上。考勤机的其余部分都装在机箱底座(19)上。其特征在于本机设有一套或多套识读器，识读器以串行方式工作，识读器主要由光电译码器(6)、正反识别器(7)、串——并译码器(8)、串行同步校验器(9)、中断请求控制器(10)、自检器(11)、工作状态指示电路(12)组成。其各部分连接关系如下1)光电译码器的反相器(4584)分别与正反识别器(7)、同步校验器(9)、自检器(11)、串——并译码器(8)连接。
2)正反识别器(7)与串——并译码器(8)连接，串——并译码器(8)与单片机(1)连接。
3)串行同步校验器(9)由同步计数器或译码器组成。同步校验器(9)与中断请求控制器(10)连接，中断请求控制器(10)与单片机(1)连接。
4)自检器(11)由逻辑门及触发器组成。自检器(11)与中断请求控制器(10)连接，并与工作状态指示电路(12)连接。
5)光电译码器(6)的光电输入部分采用全密封结构，如图8所示。由输入光路底座(14)、插槽(15)、发光二极管(16)、光敏管(17)、密封玻璃(18)、反相器(4584)等构成。两块密封玻璃(18)垂直固定在输入光路底座(14)的插槽(15)的两侧，如图8所示。
6)考勤卡(21)如图7所示。采用抗污、抗折、耐磨的薄板制成。可采用不锈钢或高强度工程塑料等材料。考勤卡(21)上除设有编码孔外，增设有同步孔。
下面详细叙述本实用新型厂矿电脑考勤机的电路、结构特征及工作原理。
1、识读器1)光电译码器(6)考勤卡(21)插入识读器的光电译码器(6)的插槽(15)时，光电译码器(6)利用光电原理，将考勤卡(21)上的穿孔信息，以串行方式转换成相应的电脉冲串，从光电译码器(6)输出，见图2、3所示。为使读入单片机(1)的编码信息正确可靠，本考勤机的识读器设有正反识别器(7)、同步校验器(9)、自检器(11)及中断请求控制器(10)等防错纠错措施。采用串行工作方式，可使光电译码器(6)的输入光路数量减到最少，以降低故障概率，提高整机可靠性。
2)同步校验器(9)编码脉冲从光敏管DUH、DUL的集电极经U1B、U1C(4584)的4脚、6脚输出到串——并译码器(8)的U5、U6(74LS164)的1脚(串行输入端)。同步脉冲作为时钟信号从同步校验器(9)的U3A(4011)的3脚输出到串——并译码器(8)的U5、U6(74LS164)的8脚进行移位，以克服人手插卡过程中的不稳定性，保证读入串——并译码器(8)的芯片(74LS164)中的编码信息正确。
3)同步脉冲更有校验作用，同步校验器(9)的U11B(4520)对同步脉冲计数。当考勤卡(21)插到插槽(15)底部，到位光敏管DUD被遮档时，U11B(4520)的计数值必须为设定值，中断请求控制器(10)(4075)才可能向单片机(1)发出中断请求。如插卡时中途倒抽或有油、粉尘等杂物堵塞考勤卡(21)上的同步孔，则同步校验器(9)的计数结果不会等于设定值，则中断请求控制器(10)的条件不满足，不允许向单片机(1)发出中断请求，以防止错误产生。
同步校验器也可采取将同步脉冲移位寄存，由译码器对寄存器输出端译码完成。
4)自检器(11)由逻辑门U4(4068)及具有记忆作用的触发器U12(4044)组成。在每次插卡后对所有光电译码通道进行自检。如所有光路畅通，器件良好，则U4(4068)输出置0。U12(4044)的Q2置0，允许中断请求控制器(10)在下一次插卡成功后发出中断请求；如有杂物进入插卡槽(15)阻断任一光路或任一发光二极管(16)、光敏管(17)，反相器(4584)中任一门损坏，则自检器(11)的U12(4044)Q2置1，中断请求控制器(10)被封闭，不再允许中断请求信号产生，以防止识读器故障情况下错码进入单片机(1)。
自检器(11)U12(4044)输出端Q2同时控制工作状态指示器(12)的三极管T1的基极，若识读器有故障则安装在机箱面板(20)上的指示灯(13)FD1熄灭，以告示维修人员迅速判明故障源。
5)正反识别器(7)由U11(4503)及U12(4044)Q1组成。根据考勤卡(21)同步孔的位置判定插入的考勤卡(21)正、反状态，通过U11(4503)切换串——并译码器(8)的U7、U8(74HCT374)的1脚为高、低位，以保证无论考勤卡(21)正、反插入，读入单片机(1)的数据都正确。
2、识读器的光电译码器(6)的输入光路部分的结构如图8所示。采用全密封结构。设有二块密封玻璃(18)，分别垂直固定在插槽(15)内的两侧，玻璃(18)阻档隔离外界粉尘等不会聚集在发光二极管发光面和光敏管受光面上。
3、考勤卡(21)如图7所示。考勤卡采用抗污、抗折、耐磨的薄板制成，一般采用不锈钢、高强度工程塑料等材料，这种考勤卡(21)不易磨损、不会折弯、不易附着油污、适于煤矿工人随身携带。考勤卡上除有编码孔外，增设有同步孔。编码孔按二进制编制工号。同步孔克服人手插卡过程的速度不匀等不稳定因素，保证读人的编码数据准确可靠。
4、本实用新型用电脑考勤机，全机以单片机(1)(8031)为核心进行控制，控制程序由以下几部分组成主程序(如图4所示)、插卡中断处理程序(如图5所示)、通信中断处理程序(如图6所示)。下面结合程序框图叙述本电脑考勤机工作过程。
1)主程序如图5所示无人插卡时单片机(1)在主程序控制下循环显示时钟，同时检测交流电源是否停电，如交流电源停电显示时钟，仅显示两个小数点作为交流电源停电指示，同时程序继续检测交流电源，当检测到交流电源复电时，重新显示时钟。交流电源停电期间，考勤机由并接在电源回路中的可充电后备电池供电，交流电源供电时，后备电池自动浮充。
2)插卡中断程序当有考勤卡插卡时，见图2、3、5所示，设定在考勤卡上的编码信息由光电译码器(6)转换成2路电脉冲串，经过正反识别器(7)及串——并译码器(8)转换为并行的二进制数据，储存在U5、U6(74LS164)芯片中。与此同时光译码器(6)产生的同步脉冲串从反相器U1F(4584)输出到同步校验器(9)，经过同步校验器(9)进行校验。如校验正确，则中断请求控制器(10)的允许条件之一成立。
允许中断请求的另一个条件来自识读器的自检器(11)，自检器(11)在每次插卡完毕之后到下一次插卡之前持续工作。若在此期间所有光路及光电转换元器件正常，则自检器(11)的U12(4044)的Q2置0，从而允许中断请求条件之二亦成立。反之若在此期间任一光路或光电转换元器件不正常，则U12(4044)的Q2置1，使允许中断请求条件之二不成立。
若上述允许中断请求的两个条件均成立，则考勤卡(21)插到底时，识读器的中断请求器(10)发出中断请求，同时将串——并译码器(8)的U5、U6(74LS164)中的数据锁存到U7、U8(74HCT374)中。单片机(1)响应中断请求后进入插卡中断程序，见图5所示。
单片机(1)保护主程序现场后，将锁存在识读器的串——并译码器(8)中U7、U8(74HCT374)芯片中的骗码数据取入单片机(1)，连同当时的时钟数据一起存入数据存输器暂存；并将工号转换成十进制数据，显示在LED显示器(2)上，显示保持6秒钟；同时控制蜂鸣器(3)发出短声，表示插卡成功。
3)通信中断程序图(6)上位机与考勤机之间的通信，通过标准串行通信口(4)完成。通信以中断方式进行。当上位机发出命令时，通讯口(4)向单片机(1)发出中断请求，单片机(1)响应中断后判断是否呼叫本机及识别命令。来自上位机的命令分为两种，一种标时命令，单片机(1)要求上位机送来的数据修改本机时钟；另一种为取数命令，单片机(1)接到取数命令后，将数据存贮区中的数据发往上位机，将数据存贮器清空。所有通信数据均经过校验确认。
本实用新型厂故电脑考勤机主要优点1、适合在煤矿等高粉尘恶劣环境场合持久应用。如考勤卡采用抗污、抗折的薄板做成，体积小、易携带；光电译码器(6)的输入光路部分采用全密封结构，使输入光路不易聚集粉尘；另外光电译码器(6)按串行方式工作，使光路数量减到最少，在恶劣的工作环境下能够降低故障概率，保证整机可靠性。
2、适合于人数多、人员素质偏低的劳动密集型行业应用。因本机设有一个或多个识读器同时工作如图1、2的示，而且操作简便、考勤时只须将考勤卡(21)，不分正反插入插卡槽(15)到底，一次即成。
3、考勤数据正确可靠。如设有校验电路(9)，当考勤卡(21)上的编码孔被污物堵塞时能够及时发现，及时排除错码；又如设有自检器(11)，对光电译码器(6)的所有光路通道进行自检，自动控制中断请求控制器(10)，防止错码进入单片机(1)，并通过工作状态指示电路(12)的指示灯(13)亮、灭，告示识读器工作正常与否，以便维修人员及时排除故障。
4、本考勤机可与上位机联网工作，设有串行通信口(4)，通过通信口(4)将信息数据发往上位机作进一步处理。为上级主管部门管理提供考勤数据利于指导计划、安排生产。
权利要求1.厂矿电脑考勤机，主要包括底座、面板、机箱盖、识读器、单片机、通信口、显示器、蜂鸣器、电源及考勤卡，其特征在于设有一套或多套识读器，识读器以串行方式工作，识读器主要由光电译码器、正反识别器、串-并译码器、串行同步校验器、中断请求控制器、自检器、工作状态指示电路组成；1)光电译码器的反相器分别与正反识别器、同步校验器、自检器、串-并译码器连接；2)正反识别器与串-并译码器连接，串-并译码器与单片机连接；3)串行同步校验器与中断请求控制器连接，中断请求控制器与单片机连接；4)自检器与中断请求控制器连接，并与工作状态指示电路连接。
2.根据权利要求1所述考勤机，其特征在于识读器的同步校验器，由同步计数器或译码器组成。
3.根据权利要求1所述考勤机，其特征在于识读器的自检器，由逻辑门及触发器组成。
4.根据权利要求1所述考勤机，其特征在于识读器的光电译码器的光电输入部分，采用全密封结构。
5.根据权利要求1所述考勤机，其特征在于考勤卡，采用抗污、抗折、耐磨的薄板制成。
6.根据权利要求1、5所述考勤机，其特征在于考勤卡上增设有同步孔。
专利摘要本机主要由识读器、单片机、通信口、显示器、蜂鸣器、电源及考勤机组成。识读器设有光电译码器、正反识别器、串-并译码器、同步校验器、中断请求控制器、自检器、指示电路，从而能够自动排除错码，防止错码发生，保证了考勤数据正确；插卡不分正反，操作简便；光电译码器的输入光路采用全密封结构，防止粉尘阻挡光路；考勤卡抗污、抗折、耐磨等。本机特别适用于煤矿等恶劣环境、劳动密集型行业中应用，并能与上位机联网。
文档编号G01C1/00GK2170503SQ9322491
公开日1994年6月29日 申请日期1993年9月17日 优先权日1993年9月17日
发明者耿晓立, 夏春华 申请人:海斯特电子研究所