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激光打标系统单片机控制器设计(下)
添加时间:2019-12-18
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激光打标机系统控制器


3.2.3串行通信电路设计

    本系统采用了最简单的零调制三线经济型。只用两根信号线就实现了数据的双向传输,系统机输出的电平信号经过MAX232C电平转换器转换成TTL电平信号,送到单片机的RXD端;单片机串行发送引脚TDX端输出的TTL电平信号经过MAX232C电平转换器转换成系统机可接收的电平信号,接到系统机的RXD端。该电路结构简单,可靠性较好。

3.2.4人机接口电路设计

    人机接口电路主要由显示和键盘电路构成。用锁存器或可编程并行I/O口芯片(如8155等)都可以做键盘显示器的接口。但他们共同的缺点是,需要编制定时扫描显示和扫描键盘的程序,不仅占用了CPU的时间降低了效率而且使整个系统软件变得比较复杂。因此我们采用了专用的键盘显示芯片8279。本系统采用24个按键和8位数码管显示。

3.2.5直流电流电源设计

    直流电源电路为单片机系统提供+5V电源

四、激光打标机系统控制器软件设计

4.1系统各主要功能模块设计

4.1.1系统机部分

    系统机的功能包括图形文件调入、处理,达标参数的设置和数据传输。其中,图形文件处理是非常重要的,因为它涉及到单片机的打标控制,系统机处理要使单片机取数据打标简单。用户可以在系统上设置好各种参数。

4.1.2参数设置模块

    设定打标比例、打标速度、空走速度、滞后补偿、出光间距、扫描间距等。

4.1.3串行通信模块

    串行通信负责将系统机上生成的图形文件传送给单片机控制系统。其数据流如下:

A:进入通讯后首先检查是否有文件调入,若无就应退出通信。

B:若有文件调入,就开始通讯前的准备工作,如打开数据库文件,通讯测试,若其中任何一项不成功就应返回。

C:接下来是选择文件编号(0-9),被标明“已被使用”的编号不可用。选择到有效编号后就开始进行传输数据,传完后就退出。

    单片机系统的串行通信模块负责接收从系统机传送来的数据。

4.1.4文件操作模块

    由于单片机系统能够存储至少是个文件,因此必须具有文件处理的功能,文件处理具体包括文件的插入、删除和全部清除。在此借鉴了计算机操作系统处理文件的思想,即为每个文件设置一个固定长度的文件头,用于存储文件的编号、类型、起始地址及大小等信息,那么具体文件的插入、删除和全部清除等操作只需要修改相应文件的文件头信息即可,而不必操作具体的文件信息,因此这种方法既简单有快速。

4.2步进电机升降速控制

    步进电机不丢步时有一最大启动频率,并且工作台总是有一定惯性的。为了保证步进电机启动时不丢步,同时保证机械部件的冲击力小,应该在升速阶段使控制步进电机的脉冲信号频率逐渐升高,在降速阶段使频率逐渐降低。本系统中的升降速控制比较简单,为匀加速过程。

设定工作台在t时间内从静止升速到最大速度。降速过程与此相似,降速所需时间可以短些。

在转段时,如果两段速度相差过大也可以引入加减速过程。

4.3激光滞后补偿

    激光器从通电到输出额定功率的激光需要一定的时间,当激光器熄灭后,再重新出光也需要一定的时间,这一段时间称之为滞后补偿。通常,激光器在熄灭50ms后就需要进行滞后补偿。

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