基于單片機(jī)的高速貼片機(jī)控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

隨著表面貼裝技術(shù)（Surface Mounted Technology，SMT）的不斷優(yōu)化及貼片元器件制作工藝的迅速發(fā)展，貼片機(jī)在電子制造業(yè)中的應(yīng)用日益突出。CM402型高速貼片機(jī)是由日本松下公司研發(fā)和生產(chǎn)，針對(duì)某些特定工件、按特定工序進(jìn)行批量加工的專用設(shè)備。根據(jù)筆者為期兩周的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和論證，傳統(tǒng)CM402型高速貼片機(jī)在拼接料生產(chǎn)過程中，若出現(xiàn)拼接料檢知停止時(shí)，停機(jī)掃料的時(shí)間將影響到生產(chǎn)效率。通過認(rèn)真分析該設(shè)備的工序流程及閱讀其用戶手冊(cè)，可將此拼接料檢知、停機(jī)掃料程序進(jìn)行技術(shù)改造，并在原有電控系統(tǒng)上利用PVS控制系統(tǒng)替代Timer（計(jì)時(shí)器），可實(shí)現(xiàn)接料不停機(jī)控制功能，從而可提升其生產(chǎn)效率。

本文以利用PIC16F628單片機(jī)構(gòu)成PVS控制系統(tǒng)為例，從硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，給出了印制電路板圖、電路原理圖及源代碼。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該P(yáng)VS控制系統(tǒng)以PIC16F628單片機(jī)為核心，由PIC16F628單片機(jī)及其外圍元器件、電源模塊、繼電器模塊組成，印制電路板和電路原理圖如圖1、圖2所示。

圖1 印制電路板

圖2 原理圖

PIC16F628單片機(jī)及其外圍元器件

PIC16F628單片機(jī)是由Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列8位CMOS閃存單片機(jī)之一，該系列單片機(jī)采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式結(jié)構(gòu)，具有執(zhí)行速度高、功耗低、體積小巧、工作電壓低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、品種豐富等優(yōu)越性能。其總線結(jié)構(gòu)采取數(shù)據(jù)總線和指令線分離獨(dú)立的哈佛（Harvord）結(jié)構(gòu)，具有很高的流水處理速度。與同類8位單片機(jī)相比，程序存儲(chǔ)器可節(jié)省一半，指令運(yùn)行速度可以提高4倍左右。PIC16F628單片機(jī)封裝形式為DIP-18，配合相應(yīng)程序，該芯片可實(shí)現(xiàn)繼電器智能控制功能，即配合其他配套電路可構(gòu)成PVS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)CM402型貼片機(jī)接料不停機(jī)控制功能。JP2為報(bào)警信號(hào)輸入端、JP5為PC機(jī)并口解鎖信號(hào)輸入端、SB1、SB2為定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)按鈕，LED1～LED6構(gòu)成定時(shí)時(shí)間顯示電路，單只LED亮表示10s，全部亮表示60s。

電源模塊

電源模塊設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到PVS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該控制系統(tǒng)直接利用CM402型貼片機(jī)的+24V穩(wěn)壓電源，故采用穩(wěn)壓性能較好的三端穩(wěn)壓集成電路LM7812、LM7805實(shí)現(xiàn)兩級(jí)穩(wěn)壓，為單片機(jī)、光電耦合器等元器件提供+5V直流穩(wěn)壓電源。JP1為24V電源輸入端，與CM402貼片機(jī)相應(yīng)插座直接連接。

繼電器模塊

繼電器模塊由晶體管驅(qū)動(dòng)電路和固態(tài)繼電器構(gòu)成。其中VT1、VT2選用C9014型晶體管；歐姆龍TQ2-24V型24V繼電器。該模塊工作狀態(tài)由單片機(jī)RA4（第3腳）控制，并通過JP3、JP4與CM402型貼片機(jī)相應(yīng)端口相連。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

軟件環(huán)鏡基于MPLAB IDE V8.33，編譯器HI-TECH C,仿真器ICD2.0燒寫PIC16F628芯片實(shí)現(xiàn)CM402型貼片機(jī)控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)功能。

實(shí)現(xiàn)程序如下：

#include

__CONFIG（0X1F3C）；

#define ulong unsigned long

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define RD （1）

#define WR （1《1）

#define WREN （1《2）

#define WRERR （1《3）

#define FREE （1《4）

#define CFGS （1《6）

#define EEPGD （1《7）

#define START_READ_EEPROM（） EECON1=EECON1|RD

#define START_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1|WR

#define ENABLE_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1|WREN

#define DISABLE_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1（~WREN）

#define SELECT_EEPROM（） EECON1=EECON1（~（EEPGD|CFGS））

#define out RA3

uint js=1;

uchar Key_Num = 0x00,Key_Num1 = 0x00; //本次鍵碼

uchar Key_Backup = 0x00,Key_Backup1 = 0x00; //備份鍵碼

uchar key,temp,key1,temp1;

bit Key_Dis_F = 0,Key_Dis_F1 = 0,OFF_ON=0;

uchar ES=1,ES_DATA=1;

bit a;

ulong z=1;

uchar ES_BC_DATA;

void ms（uint b）；

void keyscan（void）；

char readByte（char addr）；

void writeByte（char addr, char data）；

void X_Y_IN（void）；

void main（）

{ TRISB2=0;

TRISB3=0;

TRISB4=0;

TRISB5=0;

TRISA6=0;

TRISA7=0;

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=1;

RA7=1;

TRISB0=1;

TRISB1=1;

RB0=1;

RB1=1;

TRISB6=1;

TRISB7=1;

RB7=1;

RB6=1;

GIE=1;

PEIE=1;

T1CON=0X01;

TMR1IE=1;

TMR1IF=0;

TMR1L=0XEF;

TMR1H=0XD8;

CM0=1;

CM1=0;

CM2=1;

C2OUT=0;

C2INV=1;

TRISA4=0;

RA4=1;

TRISA3=0;

RA3=1;

a=out=1;

ES_BC_DATA=readByte（0x00）；

ES_DATA=ES=ES_BC_DATA;

while（1）

{ asm（“clrwdt”）；//清看門狗

keyscan（）；

X_Y_IN（）；

if（（C2OUT==1）（OFF_ON==1）（a==0））

{ ms（4）；

if（（C2OUT==1）（OFF_ON==1）（a==0））

{ C2OUT=0;

ES_DATA=ES_BC_DATA;

OFF_ON=0;

a=out=1;

z=1;

}

}

switch（ES）

{ case 1:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=1;

RA7=0;

break;

case 2:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=0;

RA7=0;

break;

case 3:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;

case 4:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=0;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;