基于ATmega128單片機的壓電式賈卡控制系統(tǒng)設計
在脈沖開關電路中,為了盡量接近理想開關,晶體管則一定要工作于飽和或截止狀態(tài),而放大狀態(tài)則只是在飽和、截止兩個狀態(tài)相互轉換的瞬間經過一下。根據壓電陶瓷片驅動電壓60 V及驅動電流(幾十毫安左右),本驅動電路選擇2N5551和2N5401型三極管(Icm=600 mA,Bvceo>160 V),經驗算,各三極管在此電路中能飽和。該驅動電路設計合理實用。
2 軟件設計
根據控制系統(tǒng)的功能要求并結合上述硬件設計,再結合系統(tǒng)選取針花型數據的存儲、花型驅動信號、主從機的數據通訊及控制等功能。然后由RS 485半雙工總線的特性設計出命令表及協議。MCU在編程狀態(tài)下,通過RS 485總線接收上位機發(fā)送的數據,并按順序存儲在掉電存儲器中;在運行狀態(tài)下,從機在同步及歸零信號控制下,按順序將數據從掉電存儲器中讀出,并將其解壓后轉換成一組賈卡導紗針。軟件程序采用模塊化的編程思想,采用匯編和C語言混合編寫的方法。
2.1 RS 485通信程序
RS 485通信任務是從上位機把花型數據或者發(fā)過來的控制命令傳送到外部擴展的FM24C512存儲器中。系統(tǒng)采用半雙工工作方式,接收上位機的花型數據,則單片機利用USART串口采用應答式實現與上位機的通信,程序流程如圖5所示。
2.2 花型控制程序
本控制系統(tǒng)的控制信號傳輸采用串行轉并行傳輸技術。其串行傳輸采用的是軟件模擬串行同步傳輸。CPU從片外FM24C512讀取花型控制信息,經單片機端口在時序(SHCP)配合下串行傳送給74HC595進行移位緩存,數據依次由高位到低位傳輸。傳送完花型控制信號后,單片機CPU處于等待狀態(tài)。當現場向單片機發(fā)送使能信號時,則單片機對74HC595的STCP發(fā)送一個上升沿脈沖信號,從而緩沖的所有數據并行輸出,從而賈卡導紗針實現一次動作。其程序框圖如圖6所示。
3 系統(tǒng)可靠性設計
賈卡經編機對系統(tǒng)可靠性要求很高,在系統(tǒng)工作時,不能出現死機及其他異?,F象。因此系統(tǒng)在軟硬件設計過程中對可靠性加以特殊的重視。下面介紹幾種提高系統(tǒng)可靠性的主要措施。
(1)ATmega128自身具有看門狗功能,可在系統(tǒng)異常發(fā)生時自行重啟。
(2)信號光電隔離,分組供電。采用穩(wěn)定可靠的DC-DC模塊24S05由24 V直流電源得到單片機需要的5 V電源,光耦及MC3486或3487需要的5 V電源另外供應,同時24 V電源為393提供電源。
(3)提高元器件及其印刷電路板的可靠性。關鍵元器件要嚴格篩選,電路板布線要嚴格按照PCB布線規(guī)則,充分考慮電磁兼容、抗干擾等要求。
(4)良好的接地系統(tǒng),提高安全性,抑制干擾。
(5)程序采用匯編語言和C語言混合編寫,以適應要求較嚴格的時序問題。
(6)采取充分的軟件可靠性措施,例如采用串行數據的出錯重傳和延時調整、嚴格各端口的控制字、超時判斷等。
4 結 語
本系統(tǒng)設計集成了花型數據的提取、存儲、傳輸、校驗及控制等一系列功能,實現了花型數據的數字化傳輸功能,提高了賈卡經編機提花控制系統(tǒng)的數字化水平,大大節(jié)約了花型控制的成本。此賈卡控制系統(tǒng)與計算機輔助花型設計系統(tǒng)配合可以加快賈卡經編織物的設計,簡化上機工藝,縮短產品更新周期,可以很好地改進賈卡經編機設備的控制技術,系統(tǒng)的可靠性與實用性在樣機試運行中已經得到證實。
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