Fabrication de PCB de précision, PCB haute fréquence, PCB haute vitesse, PCB standard, PCB multicouches et assemblage de PCB.
L'usine de services personnalisés PCB & PCBA la plus fiable.
Blogue PCB
Conception du Contrôleur de la machine de forage I ² C double arm PCB board
Blogue PCB
Conception du Contrôleur de la machine de forage I ² C double arm PCB board

Conception du Contrôleur de la machine de forage I ² C double arm PCB board

2022-04-18
View:153
Author:pcb

Introduction Circuits imprimés Contrôleur de plate - forme de forage basé sur un bus I ² C et un microcontrôleur à double bras. Le Contrôleur se compose de deux parties: le système d'interaction homme - ordinateur et le système de commande de mouvement., Connexion par bus I ² C. Cet article traite de la structure matérielle du système de commande et des technologies clés connexes., La conception logicielle du système d'interaction homme - ordinateur basé sur ¼ c est également introduite./Conception logicielle du système d'exploitation en temps réel os - II et du système de commande de mouvement de la machine - outil à déclenchement temporel.

Circuits imprimés

1... Introduction
The Circuits imprimés La plate - forme de forage est la production Circuits imprimés. Avec l'amélioration des exigences de transformation des produits électroniques, Le Contrôleur de la plate - forme de forage PCB basé sur le micro - contrôleur bas de gamme est difficile à satisfaire aux exigences. Arm7tdmi est une structure de microcontrôleur RISC 3...2...... bits proposée par arm à la fin du XXe siècle. Les puces basées sur ce noyau sont riches en types et rapides à utiliser, Faible consommation d'énergie, faible prix. Un contrôleur de machine de forage PCB basé sur la structure à double bras est introduit, Il résout non seulement les défauts de faible performance du système de commande traditionnel de la plate - forme de forage de faible qualité, Et c'est très économique.. C'est un contrôleur idéal pour les perceuses à PCB. Système CNC par structure, generally there are single CPU and multi-CPU points [5]. Un seul processeur utilise habituellement un processus centralisé de partage du temps pour accomplir diverses tâches du système CNC.. Structure compacte, Mais la fonction est relativement simple. Le système NC Multi - processeur adopte le traitement parallèle Multi - processeur, Permet une meilleure performance du système. Plusieurs processeurs communiquent généralement à l'aide d'un bus partagé ou d'une mémoire partagée. L'objet de commande du Contrôleur de plate - forme de forage est complexe: 4 ensembles de servocommandes Panasonic Minas AC doivent être commandés, 4 moteurs de broche, 9 entrées de commutation et 11 sorties de relais. Si le Contrôleur a une structure CPU unique, Le Contrôleur doit étendre plus de matériel, Augmenter le coût du système et réduire la fiabilité du système; Si le Contrôleur a une double architecture CPU, Le Contrôleur peut être conçu en couches fonctionnelles: la tâche du système d'interaction homme - ordinateur est transférée à un processeur, La commande de mouvement de la machine est transférée à un autre processeur. C'est tout., Réduction du nombre de matériel d'extension externe, Réduction des coûts, Amélioration de la fiabilité.

2. The hardware design of the Controller
The controller consists of a system board and an interface board: the system board is composed of LPC2214 and S3C44B0X and their related peripheral circuits, Est le Contrôleur; Le tableau d'interface est principalement responsable de l'entraînement et de l'appariement des niveaux entre le tableau du système et les appareils de la machine - outil..

2.1 Hardware Design of Controller System Board
The controller system board consists of two subsystems: human-computer interaction system and machine tool motion control system. Le système d'interaction homme - ordinateur et le système de commande de mouvement de la machine - outil échangent des données via le bus I ² C. Le bus I ² c est un bus série proposé par Philips, Il a les caractéristiques d'une connexion matérielle rapide et simple, Ne pas ajouter de matériel.

2.1.1 Hardware design of controller human-computer interaction system
The human-computer interaction system of the controller adopts S3C44B0X as an extension of a series of hardware to form a system with perfect human-computer interaction function. Le système étend une puce flash de type nor sst39vf1601 avec une largeur de données de 16 bits et un espace de stockage de 2 Mo comme mémoire de programme système. Pour accélérer l'exécution des programmes du système, we expanded a HY57V641620 SDRAM with 1M*4Bank*16I/Type o. Lorsque le système est sous tension, L'initialisateur système copie les programmes système stockés dans sst39vf1601 à hy57v641620, En même temps, Le stockage de données du programme système est également dans hy57v641620, Permet aux programmes système de fonctionner entièrement dans SDRAM. Pour s'assurer que les fichiers de forage de la machine - outil peuvent encore être sauvegardés après la coupure de courant de la machine - outil, Le système a étendu la puce nandflash de 16MO k9f2808 comme disque dur électronique du système. Parce que s3c44b0x a son propre Contrôleur LCD, Le système sélectionne le module LCD de type STN 256 couleurs 640x480 pixels edmgrb8khf comme sortie d'information de la machine - outil, sans contrôleur LCD produit par Mitsubishi. PS est utilisé pour l'entrée des informations de fonctionnement du système/2 claviers. Le système perce des fichiers à partir du PC via le port série RS232. Pour faciliter la procédure de mise en service du système, Un port JTAG est conçu pour le système d'interaction homme - ordinateur. Quelques paramètres importants de la machine - outil, Comme le pas de l'arbre d'alimentation de la machine, Équivalent d'impulsion du servo - système AC, Attendez.. Doit être sauvegardé, Par conséquent, le système étend la puce 512b EEPROM AT24C04 basée sur le bus i² C.

2.1.2 Hardware Design of Machine Tool Motion Control System
The motion control system of the machine tool is the LPC2214 microcontroller. Lpc2214 intégré 256ko flash et 16ko SRAM, Pas besoin d'étendre la mémoire du programme et la mémoire des données. Le système conçoit un port série RS232, ISP for lpc2214 system program. Pour faciliter le débogage du programme, Un port JTAG est conçu pour le système de commande de mouvement. La structure du circuit du système de commande de mouvement de la machine - outil est illustrée à la figure 1.. Structure matérielle centrée sur lpc2214 dans la carte système du Contrôleur. Les appareils de la machine - outil sont directement connectés au lpc2214 par un circuit d'interface.

2.1.3 Communication between human-computer interaction system and machine tool motion control system
After processing by S3C44B0X, Les instructions de traitement du système NC doivent être envoyées à lpc2214 pour exécution., Le résultat de l'exécution lpc2214 doit être retourné à s3c44b0x pour traitement et affichage.. Le système utilise le bus I ² C pour la communication. S3c44b0x fonctionne en mode maître, AT24C04 et lpc2214 fonctionnent en mode esclave. L'adresse esclave AT24C04 est 0xa0, L'adresse esclave de lpc2214 est 0x50, I ² C à 400khz. S3c44b0x et lpc2214 établissent chacun un tableau global de 24 octets pour la communication.

3. Software Design
The software part is mainly composed of human-computer interaction system software and machine tool motion control system software. La structure logicielle du système d'interaction homme - ordinateur est plus complexe, Donc le logiciel a été transplanté/Os - II os. La structure logicielle du système de commande de mouvement de la machine - outil est relativement simple, Mais cette partie du logiciel a une forte demande en temps réel, Par conséquent, le logiciel ne migrera pas le système d'exploitation, Mais écrit en mode Time - TRIGGER.

3.1 Human-computer interaction system software design
Human-computer interaction system software is written in a layered manner. Le logiciel est divisé en couche système et couche application. La tâche principale de la conception de la couche système est de transplanter le système d'exploitation embarqué/Os - II priorité, Ensuite, le noyau du système d'exploitation est étendu pour former une plate - forme simple et efficace. Conception de la couche d'application basée sur la plate - forme pour réaliser le traitement des fichiers, Usinage Manuel des machines - outils, Usinage automatique des machines - outils, Paramètres de la machine et autres tâches. La couche système est basée sur la migration et l'extension de l'μc/Os - II os Kernel. La migration signifie que le système d'exploitation peut fonctionner sur une plate - forme de processeur spécifique en écrivant un code spécifique. Selon la description de l'μc/Système os - II, La migration consiste à migrer le Code vers trois fichiers liés au processeur: os CPU.H, Os CPU a..ASM, Os CPU C.C [4]. Noyau basé sur l'μc/Système os - II, Étendre le noyau du système d'exploitation avec le module pilote de conception, Tâches du système, Fonction API du système d'exploitation et module de programmation des tâches. Conception et mise en œuvre de fonctions d'interface telles que LCD, Clavier, K9f2808, I ² C bus et communication en série, Attendez.., Créer un module pilote qui sépare les fonctions API du système d'exploitation du matériel sous - jacent. Trois tâches de base sont conçues dans la partie tâches du système: la tâche de rafraîchissement LCD, Tâche de lecture du clavier, C bus Read Write task, Et fonctionne au démarrage du système d'exploitation. Fonction API basée sur la couche système, Principales tâches et tâches de conception de la couche d'application, telles que l'usinage manuel, Usinage automatique, Transfert de fichiers, Paramètres de la machine.

3.2.LPC2214 programming
The control program structure of the machine tool motion control system is relatively simple, Module de programme relativement indépendant, Mais les exigences en temps réel sont élevées. Parce que le système d'exploitation embarqué en temps réel occupera une partie des ressources du système, Affecte la performance en temps réel du système, Augmente la difficulté de la conception du système, Nous ne transférons pas le système d'exploitation embarqué en temps réel, Mais en utilisant une méthode simple d'ordonnancement. L'utilisation de cette méthode d'ordonnancement peut rendre le programme plus robuste et plus stable. Le système utilise un minuteur pour générer le rythme de programmation du système, Et programmer avec un programme d'interruption de minuterie. Le système utilise le minuteur 0 pour générer le temps du système, La période de synchronisation est de 1 ms. Le système utilise l'interruption du Contrôleur PWM et quatre registres de comparaison pour contrôler la génération d'impulsions d'alimentation du servo - système AC. Nous divisons les tâches en deux catégories: les tâches périodiques et les tâches non périodiques.. Chaque tâche a un bloc de contrôle de tâche. La structure des données du bloc de contrôle des tâches est la suivante: le bloc de contrôle des tâches contient des informations importantes sur la tâche programmée: la tâche est périodique ou non périodique, Et l'exécution des tâches, La Mission est prête.. Logos, Attendez... Les principales tâches du système de commande sont les suivantes: transmission d'impulsions de l'axe d'alimentation X, Tâches de contrôle de l'axe d'alimentation y, Z1 tâche de contrôle de l'arbre d'alimentation, Z2 tâche de contrôle de l'arbre d'alimentation, Tâches de commande du moteur de broche, Tâches de remplacement des outils, etc.

4 Conclusion
In the controller scheme consideration and design, Nous avons pleinement tenu compte de la sensibilité des systèmes embarqués à la consommation d'énergie, Coût et ampleur. Le Contrôleur de forage à double bras basé sur I2C a d'excellentes performances, Haute intégration du système, Performances fiables, Interaction homme - ordinateur conviviale et bonne extensibilité. Comparé au Contrôleur de forage traditionnel basé sur un micro - ordinateur à puce unique, Il fonctionne bien.. Amélioration. La conception fournit une nouvelle idée pour l'application du système embarqué dans le système embarqué Circuits imprimés controller, A une bonne valeur d'application.