基于AVR的PCB板雕刻機(jī)的設(shè)計
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2．4 主軸電機(jī)的控制模塊
本設(shè)計中，主軸電機(jī)選取直流電機(jī)，通過555電路，產(chǎn)生一個占空比可調(diào)的脈沖信號。主軸電機(jī)連接MOS管Q1，當(dāng)IC555電路輸出低電平時，Q1導(dǎo)通使得電機(jī)開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)IC555電路輸出高電平時，Q1截止使得電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。脈沖的空比越大，電機(jī)電驅(qū)電流就越小，轉(zhuǎn)速減慢；脈沖占空比越小，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就加快故調(diào)節(jié)電位器W1值可以改變555電路的脈沖的輸出頻率，進(jìn)而控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電路圖如圖5所示。
圖中D3是續(xù)流二極管。在功放管截止期間為電驅(qū)電流提供通路，既保證電驅(qū)電流的連續(xù)性，又防止電驅(qū)線圈的自感反電動勢損壞功放管。整個電路的脈沖頻率選在3～5 kHz之間。頻率太低電機(jī)會抖動，太高時因占空比范圍小使電機(jī)調(diào)速范圍減小。本文引用地址：http://2s4d.com/article/150464.htm
2．5 存儲器擴(kuò)展模塊
本文在控制系統(tǒng)中，設(shè)計了32 KB的程序存儲器27C256，用于擴(kuò)展片外程序存儲器，存放系統(tǒng)監(jiān)控程序；雕刻機(jī)在加工時要處理大量的數(shù)據(jù)，ATMEGA16內(nèi)部RAM也不能滿足加工的需要，因此也要擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲器，系統(tǒng)擴(kuò)展2 MB的片外RAM(4片HM628512)，用于存儲加工數(shù)據(jù)。
3 軟件設(shè)計
PCB雕刻機(jī)應(yīng)用軟件采用C語言直接編寫。程序設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，易查找故障。軟件模塊主要包括初始化模塊、按鍵掃描模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、通訊模塊、插補(bǔ)模塊和步進(jìn)電機(jī)控制模塊。程序流程如圖6所示。
4 抗干擾設(shè)計
PCB在加工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)干擾，例如在加工過程中出現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位、加工出錯、系統(tǒng)死機(jī)等現(xiàn)象?，F(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜各種各樣的電磁干擾也是造成雕刻機(jī)不能正常穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因之一，因此在控制系統(tǒng)設(shè)計中就要考慮設(shè)計抗干擾的措施使雕刻機(jī)正常工作。
本設(shè)計主要是使用光電耦合器，隔離步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給和方向脈沖信號以及鍵盤輸入信號。在對電源處理的時候，做到控制系統(tǒng)設(shè)計中CUP單獨(dú)使用一塊電源，其他外圍電路以及步進(jìn)電機(jī)采用單獨(dú)的電源提供，這樣也可有效的防止電機(jī)供電的電源對單片機(jī)電源的干擾，保證了單片機(jī)的正常工作。在電路板的布線中，每個集成電路的電源引腳接1只Q1 pF的濾波電容，可以有效地去除電源對電路的干擾。
5 結(jié)束語
本文以AVR系列單片機(jī)ATEGA16為主控芯片，實現(xiàn)了PCB板雕刻機(jī)的下位機(jī)控制。經(jīng)通過對樣機(jī)的實驗，控制效果良好，完全滿足設(shè)計的需求。
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