雙處理器的點(diǎn)焊控制系統(tǒng)的 硬件設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 雙處理器的點(diǎn)焊控制系統(tǒng)的 硬件設(shè)計(jì)點(diǎn)焊是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱熔化母材金屬，冷卻后形成焊點(diǎn)的一種電阻焊方法。其通電加熱時(shí)間一般為幾至幾十周波（一周波為.），而電流有效值一般為幾至幾十。 點(diǎn)焊是一個(gè)高度非線性、存在多變量耦合作用和大量隨機(jī)不確定因素的過程，其形核處于封閉狀態(tài)，時(shí)間極短，特征信號提取困難，控制難度較大。 設(shè)計(jì)思想和總體方案 近年來，智能控制技術(shù)正被積極地引入點(diǎn)焊控制研究領(lǐng)域，但由于其算法高度復(fù)雜、計(jì)算密集，因此對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求越來越高。另一方面，（數(shù)字信號處理器）技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得其在工業(yè)控制領(lǐng)域

2、的應(yīng)用越來越廣泛。因此在本設(shè)計(jì)中，使用作處理器，充分發(fā)揮其運(yùn)算速度快的優(yōu)勢，并嘗試?yán)枚喾N智能控制算法對點(diǎn)焊開展質(zhì)量控制，以提高焊點(diǎn)的質(zhì)量和可靠性。 在實(shí)際工作中，點(diǎn)焊需要設(shè)置的參數(shù)較多，操作者不得不依賴于各種手冊、說明書和或編制的工藝文件來開展設(shè)置；而且在選定參數(shù)之后，往往還需要通過一系列的旋鈕、按鈕等開關(guān)開展設(shè)置，操作復(fù)雜，容易造成混亂。因此在本設(shè)計(jì)中，應(yīng)用（單片機(jī)）實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能。通過鍵盤輸入和液晶顯示，既充分表達(dá)了數(shù)字化控制的優(yōu)勢，也有助于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊系統(tǒng)。 由于點(diǎn)焊系統(tǒng)工作在大電流、強(qiáng)磁場的環(huán)境下，因此控制系統(tǒng)的抗干擾問題尤為重要，且的工作頻率高，所以將信號的輸入、輸出部分和、模塊分開

3、，設(shè)計(jì)獨(dú)立的模塊。 系統(tǒng)的總體方案如圖所示。 模塊的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)選用了TMS320VC5402芯片作控制。是公司提供的一套標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺，其目的是令使用者能較快地開發(fā)和應(yīng)用基于的系統(tǒng)，為終的目標(biāo)系統(tǒng)提供軟、硬件設(shè)計(jì)參考模板。有關(guān)的具體說明請參閱有關(guān)的技術(shù)資料。 提供了存儲器接口和外圍設(shè)備接口兩列擴(kuò)展接口。根據(jù)灰箱法的設(shè)計(jì)思想，不用完全理解的內(nèi)部原理，只需在對其整體有一個(gè)基本了解的根底上，選擇可能要用到的信號即可。因此專門設(shè)計(jì)了一塊轉(zhuǎn)接板，作為外圍電路與之間通訊的橋梁。從中引出了個(gè)信號，如下表所示。 模塊的設(shè)計(jì) 該模塊包括轉(zhuǎn)換、輸入、輸出三部分電路，它們分別負(fù)責(zé)模擬信號的輸入和轉(zhuǎn)換以及開關(guān)信號的

4、輸入和控制信號的輸出。 . 轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換器的選取主要考慮所采集的模擬信號的數(shù)量、精度及與的速度匹配等，綜合考慮后，選用公司生產(chǎn)的位通道高速TLV2544。 本設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)換電路分為三部分：部分由.的穩(wěn)壓二極管及濾波電容組成，構(gòu)成模擬輸入部分；第二部分由TLV2544組成，完成轉(zhuǎn)換；第三部分由八相緩沖器74LS244組成，完成與TLV2544之間的通訊，如圖所示。 轉(zhuǎn)換電路的工作是由的多通道緩沖串口來控制的。通過其數(shù)據(jù)輸出口發(fā)送控制字到TLV2544的口，該控制字為位，前位是指令位。如果TLV2544接收到的前四位是，那么接下來的位就會被當(dāng)作控制字譯碼；相反，如果前位接收到的是，那么將繼續(xù)輸出的內(nèi)

5、容到中。其中，和分別是的控制信號輸入口和已轉(zhuǎn)換好的數(shù)字信號輸出口。當(dāng)按發(fā)出的控制字轉(zhuǎn)換到一定時(shí)候（如堆棧滿）時(shí)，則發(fā)出信號通知接收。接收到信號后，經(jīng)口讀入已轉(zhuǎn)換好的串行數(shù)據(jù)。 . 輸入和輸出電路 為了抵抗電氣干擾和高壓電擊，在本設(shè)計(jì)中，輸入和輸出電路均采用光隔傳遞邏輯信號，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。另外還使用反相器74HC14對傳輸信號開展整形，利用施密特特性消除毛刺干擾，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力。輸入和輸出電路與的接口如圖所示。 在輸入電路中使用了緩沖器74LS244，以增強(qiáng)線驅(qū)動能力，如圖所示。假設(shè)第二路輸入為低電平，則光隔不導(dǎo)通，也為低電平。要讀取它的時(shí)候，先給輸入一個(gè)低電平，然后用（即）去線與，判

6、斷的值是否為，如果不為則不讀入，反之讀入。其它輸入也是這樣來處理。 因?yàn)檩敵龅拈_關(guān)量需要保持開或關(guān)的狀態(tài)，所以在輸出電路中使用了鎖存器74LS373，開展緩沖和鎖存，如圖所示。當(dāng)輸出由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)候，將數(shù)據(jù)由送到鎖存器的輸入端，然后再給一個(gè)低電平脈沖，數(shù)據(jù)即被鎖存在鎖存器的輸出端。假設(shè)，則經(jīng)反相器后變?yōu)榈碗娖?，光隔?dǎo)通；反之，光隔不導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了開關(guān)量的數(shù)據(jù)輸出。 模塊的設(shè)計(jì) . 擴(kuò)展系統(tǒng) 在本設(shè)計(jì)中，選用89C51，并擴(kuò)展了片外 （）和片外 （），如圖所示。的口同時(shí)用作片外尋址的低地址線和數(shù)據(jù)線；口用作液晶顯示的數(shù)據(jù)線；口用作高位地址線，其高位、同時(shí)還作譯碼器74LS1387的輸入

7、，該譯碼器的輸出為片外的尋址訪問信號。片外鎖存器和 是統(tǒng)一編址的，即每一片鎖存器都有自己的地址。 . 人機(jī)接口 在本設(shè)計(jì)中，鍵盤包括、.、確認(rèn)、上翻、下翻、取消、暫停等共個(gè)鍵位，故采用的矩陣式方案。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵設(shè)置在行、列線的交點(diǎn)上。行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到上。無按鍵動作時(shí)，行線處于高電平；而當(dāng)有鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。從而可以識別出按鍵是否按下。 鍵盤電路主要由單片機(jī)的口、八相反相緩沖器74LS240、鎖存器74LS273以及一些上拉電阻組成?？谟米?/p>

8、數(shù)據(jù)線，八相反相緩沖器緩沖行線的信號，鎖存器鎖存從口送給列線的信號。對八相反相緩沖器所緩沖的行線的值的讀取是通過譯碼器輸出的譯碼信號來控制的，其讀地址為；而對鎖存器的控制則是通過譯碼器輸出的來控制的，對列的寫地址為。 在本設(shè)計(jì)中選用的液晶顯示器是信利公司的。該液晶顯示器帶背光及溫度補(bǔ)償功能，左右有主、從兩個(gè)控制器SED1520，上下分頁。漢字顯示采用點(diǎn)陣，數(shù)字、符號顯示采用點(diǎn)陣。每個(gè)漢字占字節(jié)，數(shù)字、符號占字節(jié)，均燒入程序存儲器。 液晶顯示電路的工作原理為：由通過口向液晶顯示器的數(shù)據(jù)線口輸出顯示數(shù)據(jù)和控制指令，通過口向液晶顯示器輸出對、端口的控制字。液晶顯示器的、口信號分別為主控制器讀寫使能信

9、號、從控制器使能信號、顯示或指令選擇信號以及復(fù)位信號。 使用液晶顯示器首先需要開展初始化，使其工作在規(guī)定的方式中。液晶初始化包括：復(fù)位、休閑狀態(tài)設(shè)置、設(shè)置占空比、排序設(shè)置、設(shè)置顯示起始行、開顯示、自動顯示的方向設(shè)置等。這些命令在操作中都是作為指令寫入控制器的。然后再將要顯示的漢字或字符數(shù)據(jù)送給液晶顯示器，液晶顯示器即可按控制字的要求開展顯示。 . 與的通訊 該通訊電路由三片緩沖器74LS244（U6001、U6002及U6008、的口以及的口組成，如圖、圖所示。各緩沖器的控制信號由譯碼器的輸出、組成。其中，負(fù)責(zé)將的數(shù)據(jù)送到，負(fù)責(zé)將的數(shù)據(jù)送到，而則負(fù)責(zé)發(fā)送與之間的通訊請求和確認(rèn)信號。 向發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：將數(shù)據(jù)通過口輸出至緩沖器，同時(shí)由