基于ARM7的智能拆焊、回流焊臺(tái)控制系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)

　　本文采用ARM7作為主控芯片，設(shè)計(jì)了一種智能拆焊、回流焊臺(tái)控制系統(tǒng)，可以通過(guò)鍵盤(pán)操作控制，通過(guò)液晶顯示屏顯示其所處的狀態(tài)及實(shí)時(shí)溫度曲線(xiàn)，能對(duì)多種集成芯片進(jìn)行拆和焊，適用于集成電路板的維修和加工。

　　硬件電路

　　主要由變壓器、整流二極管、濾波電容、集成穩(wěn)壓器等構(gòu)成，為電路提供5V、3.3V和1.8V的穩(wěn)定電壓。

　　信號(hào)檢測(cè)電路模塊

　　主要由熱電偶、運(yùn)算放大器27L2、DS18B20及ARM7內(nèi)部AD等組成。將溫度轉(zhuǎn)換成處理器可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。

　　圖2 溫度采集電路

　　本設(shè)計(jì)的溫度采集電路如圖2所示，在P6口的1、3引腳接熱電偶傳感器的正端，2、4引腳接熱電偶傳感器的負(fù)端。熱電偶采集到信號(hào)后經(jīng)C00、 C10（高頻濾波電容）將高頻雜波濾除，再經(jīng)27L2（低頻小信號(hào)放大器）將信號(hào)放大，其中R64與R63的和與R65的比值即為U3B的放大倍數(shù)，同理，R60與R62的和與R61的比值為U3A的放大倍數(shù)。放大后再經(jīng)C01和C11將高頻雜波濾除，最后該信號(hào)被傳到ARM7，經(jīng)其內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成處理器可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)熱電偶傳感器探頭部分的溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電偶傳感器兩端的電壓也按一定比例對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，然后該電壓信號(hào)經(jīng) 27L2放大，再經(jīng)ARM內(nèi)部AD將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，ARM處理器得到數(shù)字量后便知道現(xiàn)在的溫度。當(dāng)然要想精確測(cè)溫僅有熱電偶測(cè)溫模塊是不夠的。

　　因?yàn)闊犭娕紓鞲衅饔幸粋€(gè)缺陷，它測(cè)的溫度是探頭與冷端之間的溫度差，也就是說(shuō)若僅用上述電路測(cè)溫，則只有在冷端溫度為零點(diǎn)的情況下測(cè)得的溫度才是最精確的，冷端的溫度與零點(diǎn)的溫差越大，測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)越不精確。而本設(shè)計(jì)中焊臺(tái)加熱的同時(shí)，熱電偶冷端溫度會(huì)變化，從而造成了測(cè)溫不準(zhǔn)確。為了解決上述問(wèn)題，特別增加了DS18B20作為補(bǔ)償，在工業(yè)上稱(chēng)為補(bǔ)正系數(shù)修正法。

　　ARM最小系統(tǒng)電路模塊

　　圖3 ARM最小系統(tǒng)及外部存儲(chǔ)電路圖

　　本設(shè)計(jì)采用ARM7作為主控芯片，主要因其性?xún)r(jià)比高、資源豐富、工作穩(wěn)定可靠。它帶有32kB的片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器和 8kB的片內(nèi)靜態(tài)RAM；128位寬度接口/加速器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)70MHz工作頻率；10位A/D轉(zhuǎn)換器提供8路輸入；2個(gè)32位定時(shí)計(jì)數(shù)器和2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器；多達(dá)32個(gè)通用IO口，可承受5V電壓；多個(gè)串行接口，包括2個(gè)UART、2個(gè)I2C總線(xiàn)、SPI和具有緩沖作用和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可變功能的SSP；多達(dá)13個(gè)邊沿、電平觸發(fā)的外部中斷管腳；一個(gè)可編程的片內(nèi)PLL可實(shí)現(xiàn)最大為70MHz的CPU操作頻率等等。

　　在圖3ARM最小系統(tǒng)中，11.0592M的晶振和兩個(gè)20pF電容為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作頻率，然后再經(jīng)ARM內(nèi)部鎖相環(huán)倍頻使其工作頻率最大可達(dá)70MHz。圖中的U1為CAT1052，它為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的復(fù)位電路，同時(shí)為系統(tǒng)提供了256字節(jié)的可讀寫(xiě)的E2PROM，使系統(tǒng)存儲(chǔ)掉電不丟失數(shù)據(jù)空間。

　　執(zhí)行電路模塊

　　圖4 執(zhí)行模塊電路圖

　　該設(shè)計(jì)的執(zhí)行電路如圖4所示。其中PL端口接控制指示燈，PS1為AC220接口，PS2為燈體接口，PS3為電熱盤(pán)接口，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)KONG1 和KONG2接ARM的兩個(gè)控制引腳。當(dāng)ARM測(cè)到當(dāng)前溫度低于溫度曲線(xiàn)上的對(duì)應(yīng)溫度（即當(dāng)前需要加熱到的溫度）時(shí)ARM處理器便讓對(duì)應(yīng)的控制端口置零，此時(shí)對(duì)應(yīng)的光電耦合器（US1或US2）的發(fā)射端工作，使接收端導(dǎo)通，這時(shí)電源電壓經(jīng)觸發(fā)二極管（DS1或DS2）和300Ω電阻后到達(dá)雙向晶閘管（QS1或QS2）的觸發(fā)極使其導(dǎo)通，這樣電熱盤(pán)或燈頭便開(kāi)始加熱工作。類(lèi)似的道理，當(dāng)ARM的控制端給出低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的可控硅截止，燈頭或電熱盤(pán)停止加熱。