畢業(yè)設(shè)計（論文）自動貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計

1、 目錄1前言12系統(tǒng)方案設(shè)計32.1 方案比較32.2 方案論證42.3方案選擇43單元模塊設(shè)計53.1電源電路53.2單片機(jī)最小系統(tǒng)53.3光電檢測電路73.4電機(jī)驅(qū)動電路73.5芯片介紹93.5.1 電源芯片lm257693.5.2 stc89c52單片機(jī)103.5.3 電機(jī)驅(qū)動芯片l298n133.5.4光電傳感器st181介紹143.5.5 28byj-48步進(jìn)電機(jī)介紹144軟件設(shè)計164.1 軟件設(shè)計所用工具164.1.1 keil uvision4.0164.2 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖174.3 主要軟件設(shè)計程序184.3.1 系統(tǒng)主程序184.3.2 光電檢測程序194.3.3 28by

2、j48驅(qū)動程序195系統(tǒng)調(diào)試216系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)226.1 系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能226.2 指標(biāo)參數(shù)設(shè)計與分析227結(jié)論238總結(jié)和體會249謝辭2510參考文獻(xiàn)26附錄1系統(tǒng)原理圖、pcb和實物圖27附錄2 系統(tǒng)參考程序29附錄3 外文翻譯401前言 smt技術(shù)，也就是我們常說的電子產(chǎn)品表面的貼裝技術(shù)，它是隨著現(xiàn)代科技的快速進(jìn)步的必然產(chǎn)物，是一種現(xiàn)代化的技術(shù)，smt技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)的各個方面都有觸及，特別是在電子元器件表面貼裝行業(yè)有著舉足輕重的地位，采用這種技術(shù)可以實現(xiàn)電子元器件的準(zhǔn)確貼裝。它是多種形式的電子元器件定位然后安裝在印制電路板 (pcb)的上面或其它基板的表面上，再采用回流焊等方法

3、固定元器件。而貼片機(jī)是在smt生產(chǎn)中流水線最重要，同時也是最復(fù)雜的一種工業(yè)設(shè)備。貼片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中十分重要，它通常在灌膠機(jī)或網(wǎng)格印刷機(jī)后，它采用移動自動貼裝頭的方式將表面性的各種貼裝元件精準(zhǔn)地定位放在pcb盤上的一種工業(yè)設(shè)備。當(dāng)代主流設(shè)備主要分為兩種，一中是手動，一種是全自動。當(dāng)需要實現(xiàn)高效高精度的自動地放置元器件時，往往采用的是全自動的貼片機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動貼片機(jī)已經(jīng)從早期出現(xiàn)的慢速純機(jī)械形式的貼片機(jī)組件發(fā)展稱為光學(xué)高速自動對中貼片機(jī)，而且向多功能、能實現(xiàn)柔性連接的模塊化發(fā)展。目前，貼片機(jī)發(fā)展十分迅速，主要的知名品牌有德國的西門子（siemens）、中國的格朗基地電、中國的拓?fù)渌鳡?/p>

4、、日本的松下（panasonic）等。貼片機(jī)主要有以下分類，按速度分，分為中高到超高速型，這些貼片機(jī)一般都使用的是旋轉(zhuǎn)式多頭系統(tǒng)，使其速度能達(dá)到每小時四萬片以上。按照功能分，可以分為高速和超高速的貼片機(jī)（所能貼裝的元器件種類較少）以及多功能貼片機(jī)（貼裝器件種類較多，并且能貼裝許多體型較大的器件）。按照運動方式分配的話可以分為順序式貼片機(jī)和同時式貼片機(jī)以及同時在線式貼片機(jī)，而順序式貼片機(jī)在我們的日常生活中較為普遍，這種貼片機(jī)是將電子元器件按固定的順序和規(guī)律進(jìn)行貼裝，而同時式貼片機(jī)是使用一種專門的料斗，這種料斗一般是用來放置圓柱式元件，只需要一個工作的動作變實現(xiàn)了元件的貼裝，但由于每次更換產(chǎn)品時，

5、料斗也必須隨之更換，具有一定的弊端，現(xiàn)在使用已經(jīng)不多。按照自動化的程度來分可以分為全自動的一體化貼片機(jī)和手動式貼片機(jī)，當(dāng)今社會所使用的是大多是一體化全自動貼片機(jī)，手動貼片機(jī)需要手動進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和定位，已經(jīng)逐漸退出市場。 由此可見當(dāng)前市場上有很多貼片機(jī)品牌，但不管是哪種品牌的貼片機(jī)，也不管是自動或手動，在設(shè)備上都有他們共通的地方，全自動化貼片機(jī)主要采用計算機(jī)控制的方式，并且是集光電一體化高精度的自動化工業(yè)設(shè)備，它的主要其組成部分主要有機(jī)體、自動喂料器、傳送結(jié)構(gòu)、吸嘴、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、綜合控制系統(tǒng)等。 在貼片機(jī)整個系統(tǒng)中，驅(qū)動系統(tǒng)占了很重要的地位，它主要控制供料平臺，送料器，以及各個軸結(jié)構(gòu)等，軸結(jié)

6、構(gòu)主要包括1.x軸：其主要功能是實現(xiàn)移動貼裝頭與平行于pcb板方向的傳送。2.y軸：主要功能是實現(xiàn)移動貼裝頭垂直于pcb板方向的傳送。3.z軸：主要控制貼裝頭的上下高度。4.r軸：主要控制貼裝頭的旋轉(zhuǎn)。5.w軸：主要用于調(diào)整運輸軌道的寬度。 在本次設(shè)計中，對貼片機(jī)驅(qū)動部分進(jìn)行探究，系統(tǒng)主要包括穩(wěn)壓電路系統(tǒng)、52單片機(jī)系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)以及步進(jìn)電機(jī)等。四個電機(jī)分別對應(yīng)x軸、y軸、z軸以及控制傳送帶的w軸，本設(shè)計中，在單片機(jī)開機(jī)復(fù)位后，由光電檢測系統(tǒng)檢測到送料到位，并給單片機(jī)一個低電平中斷信號，由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，進(jìn)而控制四個步進(jìn)電機(jī)，以實現(xiàn)四軸按照預(yù)先設(shè)定的程序流程進(jìn)

7、行運動。2系統(tǒng)方案設(shè)計2.1 方案比較方案一： led貼片機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)主要完成檢測位置信號，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的功能。位置檢測信號由光電傳感器提供，當(dāng)物料的位置放置正確之后，光電檢測裝置產(chǎn)生一個下降沿脈沖，單片機(jī)（stc89c52）檢測到下降沿脈沖，觸發(fā)一次外部中斷，后續(xù)部件開始使能，整個系統(tǒng)開始工作。由于系統(tǒng)需要四個步進(jìn)電機(jī)運作，步進(jìn)電機(jī)1控制led燈底板的進(jìn)入與退出，步進(jìn)電機(jī)2、3、4分別控制取料器的x，y，z運動。串口用于單片機(jī)與pc通信，下載程序和調(diào)試。方案一采用四個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板分別驅(qū)動四個步進(jìn)電機(jī)。系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。圖2.1 四驅(qū)動方案系統(tǒng)框圖方案二：只是用一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板，用四

8、組繼電器完成四個電機(jī)的分別驅(qū)動過程。單片機(jī)檢測到光電傳感器傳輸過來的信號，系統(tǒng)開始工作。單片機(jī)分別控制四組繼電器的開斷來確定哪一個電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動板聯(lián)通，這就需要每組四個繼電器控制四路電機(jī)信號，共四個電機(jī)所以需要16個繼電器來完成整個系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)框圖如圖2.2所示。圖2.2 四組繼電器驅(qū)動方案2.2 方案論證方案一：每個電機(jī)都有一個電機(jī)驅(qū)動，每個電機(jī)驅(qū)動需要單片機(jī)的4個io口來控制轉(zhuǎn)動信號，共需要4x4=16個io口來控制，每個驅(qū)動的控制是相互獨立的。方案二：不同于方案一的地方是四個電機(jī)共用一個電機(jī)驅(qū)動，而電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動信號的連接是通過繼電器來連接的，共4組繼電器，每個繼電器組又有4個繼電器

9、，每組的繼電器共用一個通斷信號，所以繼電器共需要單片機(jī)4個io口來提供驅(qū)動信號，再加上電機(jī)驅(qū)動需要單片機(jī)4個io口，共需要8個io口就能完成系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)動部分控制。注意每一時刻只能導(dǎo)通一組繼電器。例如給繼電器組1導(dǎo)通信號，此時電機(jī)驅(qū)動就控制步進(jìn)電機(jī)1。2.3方案選擇方案一實現(xiàn)起來簡單，信號不會相互干擾，可以實現(xiàn)多個電機(jī)可以同時控制，節(jié)省時間，但是電路實現(xiàn)較為復(fù)雜。方案二能夠使用較少的io口，最大限度的使用電機(jī)驅(qū)動板，節(jié)省資源，但是每次只能控制一個電機(jī)。為了能夠提升系統(tǒng)的速度，加快生產(chǎn)效率，在綜合考慮到實際應(yīng)用效果、測量指標(biāo)要求、數(shù)據(jù)量大小、成本等諸多方面因素，方案一較方案二來說具有明顯的優(yōu)勢，能

10、夠克服方案二的不足，同樣也能完全達(dá)到系統(tǒng)要求。因此選擇方案一作為我此次設(shè)計方案。3單元模塊設(shè)計3.1電源電路在這次的電源電路部分，我們?yōu)檎麄€電路的供電提供了兩種模式，一種用5v電壓直接對整個電路供電；一種是外接1240v電壓，此時就需要設(shè)計一個穩(wěn)壓的電源電路。在此對穩(wěn)壓電路進(jìn)行一定說明，在整個系統(tǒng)中，主控芯片stc89c52的供電電壓為5v，系統(tǒng)所使用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片l298n以及步進(jìn)電機(jī)28byj-48的工作電壓均為+5v，鑒于系統(tǒng)有四個步進(jìn)電機(jī)需要驅(qū)動，所使用的電流較大，所以在這里選用lm2576-5這一電源穩(wěn)壓芯片。穩(wěn)壓電路如圖3.1所示。圖3.1 穩(wěn)壓電路原理圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)系

11、統(tǒng)的主控芯片為stc89c52單片機(jī)?？梢詫⒃撔酒惐扔诳刂苹蛑笓]人體工作運轉(zhuǎn)的大腦, 但是要想使得該芯片能夠正常工作必須要外接一些硬件電路才行，由此搭建出stc89c52單片機(jī)的最小系統(tǒng)，而其的重要性亦不言而喻。stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.2所示。圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)在執(zhí)行復(fù)位命令以前，單片機(jī)的復(fù)位端口必須產(chǎn)生多個的高電平輸出。若復(fù)位引腳（rst）一直為“1”時，則cpu一直處于復(fù)位狀態(tài)。按照實際情況，復(fù)位可以分為兩種，即開關(guān)進(jìn)行復(fù)位和通電進(jìn)行復(fù)位。圖3.3所示為手動（開關(guān)）復(fù)位電路。圖3.3手動（開關(guān)）復(fù)位電路（1）復(fù)位后狀態(tài)：復(fù)位后pc的為0000h，程序開始執(zhí)行

12、的值為0000h。當(dāng)sp值等于07h時，這表示堆棧底部當(dāng)前處于07h處，此時需要重新設(shè)定sp的值。若我們假設(shè)p0-p3口的當(dāng)前值為ffh。如果輸入口需要采用p0-p3端口時，必須先輸出高電平給這個端口。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，此時已經(jīng)將p0-p3口每一端線置為“1”。（2）wdt 的溢出會導(dǎo)致該引腳輸出高電平。stc89c52rc芯片內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，這個放大器主要用來構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的主要是一個高增益的反相放大器。它與晶振一起產(chǎn)生的振蕩電路圖參見下圖3.4。圖3.4 時鐘自激震蕩電路單片機(jī)內(nèi)部有屬于自己的振蕩器，在外部晶振電路共同作用時，會放出一定量的偕波，這樣的話不利于時鐘振蕩器的穩(wěn)定性

13、。這時就需要在振蕩器的兩端處連接上兩個22pf的電容接地來保證電路的穩(wěn)定。故本設(shè)計中采用的是圖3.4的晶振電路：圖3.5 晶振電路3.3光電檢測電路 在實際的生產(chǎn)過程中，在送料器部分還有一套完整的光電檢測系統(tǒng)，用以檢測送料器部分送料已經(jīng)到位，這是在可以進(jìn)行下一步的貼裝工作。在本次設(shè)計中，由于是探究貼片機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)部分，因此對于具體的光電檢測部分不做深入研究。在此，將光電檢測部分簡化為一個光電檢測電路，電路以光電二極管st181為核心。在單片機(jī)控制系統(tǒng)通電復(fù)位后，光電檢測電路檢測到送料器部分已經(jīng)送料到位，則給單片機(jī)輸入一個低電平的中斷信號，由單片機(jī)開始執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的程序，進(jìn)行脈沖信號的輸送，進(jìn)

14、而控制步進(jìn)電機(jī)運動。光電檢測部分電路圖如下圖3.6 光電檢測電路3.4電機(jī)驅(qū)動電路 在本次的設(shè)計中，采用步進(jìn)電機(jī)型號為28byj-48，由于單片機(jī)所發(fā)出的脈沖信號強(qiáng)度很弱，不足以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運動，因此需要在步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)之間加入一個信號放大電路，也就是電機(jī)驅(qū)動電路。在電路驅(qū)動電路設(shè)計中，主要采用的是主控芯片l298n。 由于步進(jìn)電機(jī)工作時有時會出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，可能會損壞單片機(jī)，同時也為了防止步進(jìn)電機(jī)與上位機(jī)之間的信號之間產(chǎn)生干擾，因此需要在電機(jī)芯片與單片機(jī)之間加入一定的電壓隔離電路，電壓隔離電路主要由光電耦合器為主，本設(shè)計中采用的光電耦合器為tlp5214型。電機(jī)驅(qū)動電路如下圖所示：圖3

15、.7 電機(jī)驅(qū)動電路在本設(shè)計中，28byj48型是由5v電壓驅(qū)動的四相五線步進(jìn)電機(jī)，每個步進(jìn)電機(jī)耗電大概在200ma左右，驅(qū)動端口為p0.0（a）,p0.1(b),p0.2(c),p0.3(c)。正轉(zhuǎn)次序:ab組-bc組-cd組-da組(即一個脈沖,正轉(zhuǎn)5.625度)；反轉(zhuǎn)次序：ab組-ad組-cd組-cb組(即一個脈沖,正轉(zhuǎn)5.625度),如下表：表3.1 正轉(zhuǎn)表端口值步數(shù)p0.0(a)p0.1(b)p0.2(c)p0.3(d)0x03111000x06 2 01100x0c300110x0941001表3.2 反轉(zhuǎn)表端口值步數(shù)p0.0(a)p0.1(b)p0.2(c)p0.3(d)0x031

16、11000x09 2 10010x0c300110x0640110 3.5芯片介紹3.5.1 電源芯片lm2576傳統(tǒng)78xx系列三端穩(wěn)壓管是一種線性的穩(wěn)壓電子元器件，它具有很多的不足，比如工作效率發(fā)熱巨大等，并且最大只能輸入電流僅有1a。為了克服這些弊端，lm2576系列集成開關(guān)穩(wěn)壓電路應(yīng)運而生。 圖3.8 lm2576與傳統(tǒng)78xx系列相比，它具有更高的工作穩(wěn)定性和效率，電流輸出驅(qū)動也有很明顯的優(yōu)勢。lm2576系列電路能夠很好且高效的保護(hù)電路。其主要參數(shù)為：表3.3 主要參數(shù)最大輸出電流3a工作溫度-40+125最高輸入電壓40v工作模式低功耗/正常輸出電壓3.3v、5v、12v等工作模

17、式控制ttl電平兼容震動頻率52khz所需外部元件四個或六個轉(zhuǎn)換效率75%88%器件保護(hù)熱關(guān)段及電流限制控制方式pwm封裝形式to-220或to-263 3.5.2 stc89c52單片機(jī) 圖3.9 stc89c52stc89c52是stc公司所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的8位cmos微控制器，擁有8kb的可編程flash程序存儲器。stc89c52在具備51內(nèi)核這個基礎(chǔ)上做了很多的優(yōu)化，在本器件上，包含8位的flash和8位cpu，使得stc單片機(jī)在控制系統(tǒng)中提供了高彈性、高效率的解決方法。52單片機(jī)具備以下幾項常規(guī)的功能，如復(fù)位電路，4組可編程8位的i/o口，1個看門狗，內(nèi)置有4kb的epp

18、rom，512byte的可讀、寫存儲器（ram），3個計數(shù)/定時器，4個中斷請求源。在單片機(jī)的閑置model中，cpu將對當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行停止并保存下來，同時允許執(zhí)行以下這幾個特殊功能寄存器進(jìn)行工作，如中斷服務(wù)，可讀、寫存儲器，串行口通信等模塊。掉電保護(hù)工作時，可讀、寫存儲器里面的內(nèi)容就會被保存下來，停止內(nèi)部時鐘振蕩，內(nèi)部的全部工作將會停止，等待下一個中斷源開始。stc89c52單片機(jī)特性：（1）片內(nèi)具有8k的ram；（2）具有512k的rom；（3）內(nèi)帶2k的eeprom存儲空間；（4）具有三級程序加密保護(hù)的程序存儲器；（5）具有五個中斷源及兩個中斷優(yōu)先級；功能引腳說明：vcc：電源正端接

19、工作電壓+5vgnd：接地端（電源地）p0口：八位雙向三態(tài)的漏極開路i/0口，addres和data的總復(fù)用端口。當(dāng)p0口作為輸出i/0端口用時，能夠驅(qū)動工作8個ttl（即晶體管-晶體管電平）的邏輯門電路，向端口發(fā)送高電平并置“1”，且p0口又可以作為高阻抗的輸入端口使用。單片機(jī)訪問ram或rom時，這組口線就會分時轉(zhuǎn)換低八位地址和低八位data bus的復(fù)用，當(dāng)cpu對其進(jìn)行訪問時，內(nèi)部的上拉電阻r將生效。進(jìn)行在系統(tǒng)編程操作時，p0獲取執(zhí)行命令，而在程序檢驗時由p0端口輸出指令。p1口：是八位的準(zhǔn)雙向l/0口，每個端口都可以進(jìn)行獨立控制，其內(nèi)部自帶有上拉電阻，由于接口的輸出沒有高阻態(tài)，所以輸

20、入也不能鎖存，故p1口不是完全的雙向i/o口。該口作為輸入狀態(tài)使用前，首先要對i/o口進(jìn)行寫”1”的操作，然后單片機(jī)才可以正確地讀出引腳外部信號，也就是進(jìn)行這一系列操作需要一個準(zhǔn)備的過程，這才被稱為準(zhǔn)雙向口。對單片機(jī)第一引腳p10的復(fù)用功能為t2定時/計數(shù)器的信號輸入，第二引腳p11也有復(fù)用功能，是t2的外部信號控制端。p2 口：l/0和p1口組的硬件特性一樣，其可驅(qū)動4個晶體管-晶體管電平邏輯門電路（即吸收或輸出電流）。當(dāng)cpu訪問八個地址位的外部ram時，p2端i/o口的內(nèi)容則在整個cpu的訪問期間不會發(fā)生改變。 進(jìn)行flash編程或者驗證，p2端i/o口也可以接收到其高位地址和其它的控制

21、信號。p3 口：p3端口的硬件特性和p1、p2端口一樣。它除了作為一個普通通用l/ o口線外，它也擁有復(fù)用功能，如下所列舉的功能：p3口也能夠接收一些奇偶校驗時產(chǎn)生的控制信號，如對flash編程和程序閃存存儲器的程序閃存。rst：復(fù)位功能引腳。對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位初始化操作時，需要給rst引腳連續(xù)輸入大于兩個機(jī)器周期的高電平。復(fù)位后，pc（program counter）指針的值會等于ooooh地址,即復(fù)位后cpu將從rom的ooooh處讀取出第一條指令碼，也就是單片機(jī)從頭部開始執(zhí)行程序。ale/prog：當(dāng)查詢ram或rom的內(nèi)容時，地址鎖存寄存器將允許ale輸出一路鎖存低8位地址的脈沖。xta

22、ll：振蕩器及內(nèi)部時鐘的輸入端口。xtal2：振蕩器輸出端口。 圖3.10 stc89c5x 內(nèi)部eeprom:單片機(jī)進(jìn)行運算時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息都存儲在隨機(jī)的寄存器中，單片機(jī)掉電后數(shù)據(jù)存儲器將無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，于是為了掉電后使傳輸進(jìn)入單片機(jī)的數(shù)據(jù)不會被丟失，開發(fā)時通常采用eeprom等存儲器來實現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保存。然而在比較傳統(tǒng)的舊式單片機(jī)系統(tǒng)中，是在外部進(jìn)行擴(kuò)展存儲器，與單片機(jī)之間通過spi或iic通信協(xié)議接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。但是這樣設(shè)計不但增加了開發(fā)所需成本而且還使得程序上設(shè)計更加復(fù)雜。本設(shè)計中所使用的stc89c52單片機(jī)內(nèi)部就自己設(shè)置了eeprom結(jié)構(gòu)（采用iap技術(shù)進(jìn)行讀寫內(nèi)部的fl

23、ash內(nèi)容）。這樣不僅節(jié)約了單片機(jī)的外接設(shè)備資源，而且更加方便開發(fā)人員使用。stc系列不同型號的單片機(jī)與其內(nèi)部的eeprom容量也不相同：表3.4單片機(jī)芯片型號起始地址內(nèi)置eeprom容量（每個扇區(qū)512byte）stc89c51rc；stc89le51rc0x2000；含八個扇區(qū)stc89c52rc；stc89le52rc0x2000；含八個扇區(qū)stc89c54rd+；stc89le54rd+0x8000；含五十八個扇區(qū)stc89c55rd+；stc89le55rd+0x8000；含五十八個扇區(qū)stc89c58rd+；stc89le58rd+0x8000；含五十八個扇區(qū) 注：stc系列單片機(jī)

24、的內(nèi)部eeprom可以進(jìn)行擦除讀寫100000次以上。iap技術(shù)：iap指的是在應(yīng)用編程，即在單片機(jī)cpu運行時可提供的改變flash的方法之一。而isp指的是在單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)編程里，即片子已經(jīng)焊好了，不需要取下來，就可以對它進(jìn)行簡單而且方便地編程。就像我們通常給stc單片機(jī)芯片下載程序的方法。iap的常規(guī)使用：下載程序操作只需要簡短的代碼即可完成。在檢測到程序下載軟件發(fā)出下載請求時，就和下載軟件實現(xiàn)通信，下載程序數(shù)據(jù)到單片機(jī)的存儲區(qū)中。通常使用的iap與以下幾個特殊的功能寄存器相關(guān)：isp_addrh：isp/iap操作地址寄存器的高8位。isp_addrl：isp/iap操作地址寄存器的低

25、8位。isp_cmd： isp/iap操作命令模式寄存器，需要啟動動作。isp_trig：isp/iap操作命令觸發(fā)寄存器。當(dāng)ispen（isp_contr.7）位=1時，對isp_trig先寫進(jìn)值0x46，然后再寫進(jìn)值0xb9，才會使命令生效。isp_contr： iap/ isp控制 寄存器。ispen：iap/ isp 功能允許位。 0：禁止 iap/ isp編程改變flash，1：允許 iap/ isp編程 改變 flash。swbs：軟件可選的啟動方式：用戶的主程序區(qū)中啟動（0）、isp程序區(qū)中啟動（1）。3.5.3 電機(jī)驅(qū)動芯片l298nl298n是電機(jī)驅(qū)動芯片，可以驅(qū)動直流或步進(jìn)

26、電機(jī)，在本設(shè)計中用于驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。 圖3.11 l298n表3.5主要參數(shù)最高工作電壓 46v瞬時峰值電流3a持續(xù)工作電流 2a額定功率 25w 除此之外還有其他的一些特點，1.其中包括了兩個h橋的全橋式驅(qū)動器，這種方式在本設(shè)計中可以對步進(jìn)電機(jī)提供很好的驅(qū)動；2.l298n采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號進(jìn)行控制；它有兩個使能控制端，它可以禁止或者同意器件工作時具有一個輸入端，前提是不能受到輸入信號的影響；3.并且可以在外部電路上安裝一些電阻，起到檢測的功能，并將及時向控制電路反饋信號的變化。在本設(shè)計中，一個該芯片驅(qū)動電路能驅(qū)動一臺四相五線的步進(jìn)電機(jī)。3.5.4光電傳感器st181介紹在本次設(shè)計中采用的光

27、電傳感器型號為st181。 圖3.12 st181它的主要特點是采用紅外光電二極管和光敏晶體管組成，其中紅外光電二極管具有高發(fā)射功率，光敏晶體管具有很高的靈敏度，光縫寬度為0.8mm，光軸中心為2.2mm。它的極限參數(shù)如下： 表3.63.5.5 28byj-48步進(jìn)電機(jī)介紹步進(jìn)電機(jī)是的功能主要是在驅(qū)動電路的輔助下，將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移。也就是說，當(dāng)對步進(jìn)驅(qū)動器輸入一個脈沖信號后，這個脈沖信號就會驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按照預(yù)先設(shè)置的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，也就是常說的步進(jìn)角。在實際應(yīng)用中，所需的角位移量可以通過改變輸入脈沖的信號量來進(jìn)行改變，并且電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度還可以通過改變輸入脈沖的頻率大小來確定。步

28、進(jìn)電機(jī)常見的通電方式有單（單相繞組通電）四拍（a-b-c-d-a。），雙（雙相繞組通電）四拍（ab-bc-cd-da-ab-。），八拍（a-ab-b-bc-c-cd-d-da-a。）。在本設(shè)計中，采用的四相五線的步進(jìn)電機(jī)，型號為28byj48。 圖3.13 28byj48表3.7主要參數(shù)電機(jī)型號28byj-48電壓5v相電阻300歐步進(jìn)角度5.625/64 減速比1:64啟動轉(zhuǎn)扭大于300啟動頻率大于550定位轉(zhuǎn)矩大于300摩擦轉(zhuǎn)矩-噪聲小于35分貝相數(shù) 4絕緣強(qiáng)度600 4軟件設(shè)計4.1 軟件設(shè)計所用工具4.1.1 keil uvision4.0系統(tǒng)軟件的設(shè)計采用c語言進(jìn)行編程，相對于匯編語

29、言有著顯著的優(yōu)勢，對軟件編程者來說，可移植性高且淺顯易懂，能夠在調(diào)試的過程中會帶來很大的便利，編程質(zhì)量也相對更好。設(shè)計中我們使用的編程軟件是keil uvision4.0。keil軟件現(xiàn)如今也能夠大多在windows xp及比其更高的用戶操作系統(tǒng)上運行。它的方便易用的集成環(huán)境，軟件仿真調(diào)試工具在c語言和匯編語言編程的時候都十分的實用，在編程時常常能使我們事半功倍。圖4.1 keil uvision 4.04.2 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖ynn定義步進(jìn)電機(jī)i/o口光電開關(guān)狀態(tài)掃描驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)工作運動位置一運動位置二工作計數(shù)num+ =5?結(jié)束y開始是否產(chǎn)生下降沿 圖4.2 程序流程圖4.3 主要軟件設(shè)計程

30、序4.3.1 系統(tǒng)主程序void main()/tcon=0x01;/ie=0x81;it0=1;ex0=1;ea=1;while(1)keyscan();switch(order)case 0: stopwork(); break;case 1: work1(); work2();/ num+; break;default: break;4.3.2 光電檢測程序void jiance() interrupt 0order=flag1;if(num=1)order=flag2;num=0;ie0=0;ex0=0;4.3.3 28byj48驅(qū)動程序void m_1_zhengzhuan()/電機(jī)

31、1 正轉(zhuǎn) 托盤 uchar i,j; j=0; for(i=0;i=4) j=0; delay(1); /z軸電機(jī)轉(zhuǎn)動void m_2_zhengzhuan()uchar i,j; j=0; for(i=0;i=4) j=0; delay(1); 5系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)的整體調(diào)試分為硬件和軟件兩部分。首先需要根據(jù)貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的整體設(shè)計要求，將所需要pcb印制電路板購買以及手動焊接完成之后，檢測所需電機(jī)器件的數(shù)量、安裝的方向和焊接點是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。電路硬件調(diào)試十分重要，最初進(jìn)行的事對于電路整體供電的檢測記憶相關(guān)芯片的組合關(guān)系檢查等。在電路板所有的元件都安裝后，并且經(jīng)過檢測完成后，在電路通電之前，首先需要

32、采用萬用表根據(jù)電路的設(shè)計方案，仔細(xì)的檢查電路的連線是否有現(xiàn)斷路或短接的現(xiàn)象，同時需要確保芯片的各個方面都要是滿足規(guī)定，再元件的安裝位置是否正確，電容是否防反，pcb板與元件引腳是否有是效焊接到位等。供電檢測：當(dāng)電路板連線、焊接檢查無誤后，第一步先不要將單片機(jī)和重要的光電模塊接上電源通電。根據(jù)系統(tǒng)供電的要求，選擇5v的直流電源供電，將萬用表調(diào)到電壓檔，然后檢查芯片的各個底座對應(yīng)的管腳電壓是符合標(biāo)準(zhǔn)，正負(fù)極性是否匹配一致。假設(shè)有不正常現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)該立即斷電并檢查，確保最后各供電管腳的電壓值都滿足要求。接下來是各器件的供電檢測:關(guān)閉供電，依據(jù)準(zhǔn)確的器件方位將元件連接到位。并依次連接，依次供電，同時依

33、次檢查各個元件上的供電是否符合標(biāo)準(zhǔn)，直到最終將所有元件連接上，在同上所要求的電壓大小后，各個元件上供電情況應(yīng)該正常。軟件調(diào)試。在本次的軟件調(diào)試主要如下，本設(shè)計中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動程序，編寫步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的程序和相應(yīng)通信程序，編譯準(zhǔn)確無誤后將程序下載到單片機(jī)中，單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊連接并上電，在光電傳感器給出信號后觀察步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的情況并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。最后需要注意的是，在各個模塊的程序調(diào)試過程中，需要盡量將程序進(jìn)行模塊化的編寫，這樣對后面的移植產(chǎn)生便利，并且可以增強(qiáng)程序的可讀性。最后，在各個模塊的測試程序編寫和調(diào)試完成確保無誤后，再將各個模塊進(jìn)行整合，根據(jù)系統(tǒng)功能需求編寫主程序，對所有程序模塊進(jìn)

34、行聯(lián)合調(diào)試，以實現(xiàn)系統(tǒng)功能。在整個程序模塊聯(lián)合調(diào)試中更加能夠體現(xiàn)出程序模塊化的好處。6系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)6.1 系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能1 模擬貼片機(jī)送料器光電檢測部分，采用模擬光電檢測電路向控制系統(tǒng)輸送啟動指令。2 使用stc89c52單片機(jī)為主芯片組成的貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電路。3 通過預(yù)先的程序設(shè)定，給步進(jìn)電機(jī)輸送一定的指令，使其按照一定的規(guī)律運動。4 步進(jìn)電機(jī)的運動方案可以隨時根據(jù)需要進(jìn)行一定的調(diào)整。5 本系統(tǒng)可以對探究貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)提供一定的參考。6.2 指標(biāo)參數(shù)設(shè)計與分析 本次設(shè)計采用的步進(jìn)電機(jī)型號為28byj48，它的步距角為5.625，減速比為1/64，也就是說在電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動了360后，電機(jī)

35、外部只轉(zhuǎn)動其1/64即5.625,由此可見，在給步進(jìn)電機(jī)一個脈沖信號后，步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動了5.625，外部只轉(zhuǎn)動約0.88，以此類推。下面對軟件流程圖中的位置一和位置二進(jìn)行一定的設(shè)定。如下表：表4.3位置一運動電機(jī)順序角度/脈沖數(shù)位置二運動電機(jī)順序角度/脈沖數(shù)傳送電機(jī)正轉(zhuǎn)168.75/1920吸嘴z正轉(zhuǎn)168.75/1920吸嘴z正轉(zhuǎn)84.375/960吸嘴z反轉(zhuǎn)168.75/1920吸嘴z反轉(zhuǎn)84.375/960x正轉(zhuǎn)168.75/1920x正轉(zhuǎn) 84.375/960y正轉(zhuǎn)168.75/1920y正轉(zhuǎn)84.375/960吸嘴z正轉(zhuǎn)168.75/1920吸嘴z正轉(zhuǎn)84.375/960吸嘴z反轉(zhuǎn)

36、168.75/1920吸嘴z反轉(zhuǎn)84.375/960y反轉(zhuǎn)168.75/1920y反轉(zhuǎn)84.375/960x反轉(zhuǎn)168.75/1920x反轉(zhuǎn)84.375/960傳送電機(jī)正轉(zhuǎn)168.75/1920 7結(jié)論 通過對以上本次所設(shè)計的貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的各部分介紹，可以很明顯的感受到本系統(tǒng)設(shè)計能從理論上較好的完成對貼片機(jī)驅(qū)動方式的探究。系統(tǒng)總體能夠較好完成設(shè)計所要求的指標(biāo)，能夠基本讓步進(jìn)電機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序步驟轉(zhuǎn)動一定的角度，在工業(yè)生產(chǎn)中反映出來的是一定的路徑?；旧夏軌蛘宫F(xiàn)出貼片機(jī)驅(qū)動部分的工作原理，并可以提供一定的參考價值。但是由于作者時間和水平有限，再加上物質(zhì)條件的限制，本系統(tǒng)也還存在有一些問題，

37、例如設(shè)計中采用5v電壓給單片機(jī)及步進(jìn)電機(jī)等驅(qū)動，但由于計算機(jī)usb輸出的電流太小，只有500ma，這樣導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動會有一定的異常，但采用學(xué)生電源輸入8v到12v左右電壓經(jīng)過穩(wěn)壓就可以正常使用。并且由于水平和時間有限,對電機(jī)斷電復(fù)位部分未做詳細(xì)探討?？傮w來說，這本次設(shè)計的貼片機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)過多次修改和調(diào)試后，已經(jīng)是比較理想的設(shè)計，通過此次的設(shè)計，可以看出來貼片機(jī)系統(tǒng)在測控以及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒂兄軓V闊的前景，但是對設(shè)計的精度以及工作速度會提出更高更嚴(yán)的要求。8總結(jié)和體會 本次畢業(yè)設(shè)計從初定題目到完成，前后花了三個月的時間，在課題初步定性的時候，我遇到了很多的問題和麻煩，甚至于有些已經(jīng)超過了自己的

38、能力范圍，但在整個設(shè)計中，自己也沒有放棄過，在遇到困難時，適時的調(diào)整好心態(tài)，在老師和同學(xué)們的幫助下通過不懈的努力，終于完成了本次設(shè)計，完成了對于貼片機(jī)整個控制系統(tǒng)的研究。貼片機(jī)對于很多本科生來說是一個比較陌生的工業(yè)設(shè)備，但在工業(yè)生產(chǎn)中起著很重要的作用，而其中的控制系統(tǒng)部分與我們的專業(yè)是息息相關(guān)的，在設(shè)計之中，我查找了很多的資料，也在老師的那里學(xué)到了很多的東西，平時雖然忙碌，但也沉浸在探索的樂趣之中。最終較為成功的完成了本次設(shè)計，也為自己的大學(xué)四年的生涯畫上了一個比較好的句號。9謝辭歷經(jīng)整整三個月的時間，我的畢業(yè)設(shè)計在靳斌老師的悉心指導(dǎo)下，完成了從系統(tǒng)的命題再到設(shè)計以及系統(tǒng)模塊的制作和調(diào)試，在此

39、我向靳斌老師對我的指導(dǎo)和幫助表示真誠的感謝。并且同時需要感謝在畢業(yè)設(shè)計過程中給與我指導(dǎo)的創(chuàng)新實驗室的同學(xué)們，他們在設(shè)計過程當(dāng)中給了我很大的幫助，在這些老師和同學(xué)的身上我學(xué)到了不怕苦不怕累的精神，也學(xué)到了不畏艱難的學(xué)習(xí)態(tài)度和生活態(tài)度。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)會了如何把自己4年所學(xué)習(xí)到的知識運用于實踐，學(xué)會了如何使自己的想法變成切實可以完成的作品。這是畢業(yè)設(shè)計帶給我的體會和感悟。最后，再次感謝靳斌老師以及向我提供幫助的同學(xué)和老師們。10參考文獻(xiàn)1 張毅剛，張喜元，董繼成.單片機(jī)原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2003 2 賈春燕.貼片機(jī)研究與結(jié)構(gòu)設(shè)計.哈爾濱工程大學(xué)，20083 肖永山.片式電子元件貼裝

40、設(shè)備動力學(xué)研究.中南大學(xué),20084 孫紅標(biāo).smd與貼片機(jī).上海交通大學(xué)，20125 肖永山.片式電子元件貼裝設(shè)備綜述，電子工業(yè)專用設(shè)備，20066 劉生財.基于虛擬樣機(jī)的smt送料器設(shè)計與分析.上海交通大學(xué)，20057 溫照方.電機(jī)與控制.北京理工大學(xué)出版社，20048 高晉占，微弱信號檢測. 清華大學(xué)出版社，2011.9 宣大榮.表面組裝技術(shù).電子工業(yè)出版社，199410 胡金榮.中國貼片機(jī)市場新格局.2009附錄1:系統(tǒng)原理圖、pcb和實物圖 圖1 系統(tǒng)原理圖 圖2 實物圖 圖3 stc89c52最小系統(tǒng)pcb圖4 電源pcb附錄2:系統(tǒng)參考程序#include #include #d

41、efine uint unsigned int #define uchar unsigned char /#define nop() _nop_()uchar code table1=0x03,0x06,0x0c,0x09; /*正轉(zhuǎn)表,低四位*/ uchar code table1_1=0x30,0x60,0xc0,0x90;uchar code table2=0x03,0x09,0x0c,0x06; /*反轉(zhuǎn)表,低四位*/uchar code table2_2=0x30,0x90,0xc0,0x60;#define motor1 p2 #define motor2 p2#define mo

42、tor3 p0#define motor4 p0void m_1_zhengzhuan();/電機(jī)1 正轉(zhuǎn) 托盤電機(jī)void m_2_zhengzhuan();/電機(jī)2 正轉(zhuǎn) zvoid m_3_zhengzhuan();/電機(jī)3正轉(zhuǎn) yvoid m_4_zhengzhuan();/電機(jī)4正轉(zhuǎn) x/void m_1_fanzhuan();/電機(jī)1 反轉(zhuǎn)void m_2_fanzhuan();/void m_3_fanzhuan();/void m_4_fanzhuan();/void work1(); /工作方式1 void work2(); /工作方式2void stopwork();/停止

43、工作void jiance();#define flag1 1#define flag2 0uchar order;uint num,b,c;sbit key=p32;/*/延時函數(shù)void delay(uchar ms)uchar j;while(ms-)for(j=0;j250;j+);/* /中斷函數(shù)void jiance() interrupt 0order=flag1;if(num=1)order=flag2;num=0;ie0=0;ex0=0;*/void keyscan()if(key=0)delay(10);if(key=0)order=flag1;/while(!key);else order=flag2;/*/托盤電機(jī)轉(zhuǎn)動void m_1_zhengzhuan()/電機(jī)1 正轉(zhuǎn) 托盤 uchar i,j; j=0; for(i=0;i=4) j=0; delay(1); /z軸電機(jī)轉(zhuǎn)動void m_2_zhengzhuan()uchar i,j; j=0; for(i=0;i=4) j=0; delay(1); void m_2_fanzhuan() uchar i,j;/反轉(zhuǎn)2圈共128個脈沖 j=0; for(i=0;i=4) j=0; delay(