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)
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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(guò)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(guò)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(guò)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;
[!--empirenews.page--]
case 5:
RB2=1;
RB3=0;
RB4=0;
RB5=0;
RA6=0;
RA7=0;
break;
case 6:
RB2=0;
RB3=0;
RB4=0;
RB5=0;
RA6=0;
RA7=0;
break;
}
}
}
void ms（uint b）
{ uchar c;
while（b--）
for（c=123;c>0;c--）；
}
void interrupt tmr1（void）
{ if（TMR1IF==1）
{ TMR1IF=0;
TMR1L=0XEF;
TMR1H=0XD8;
js++;
if（js==1000）
{ js=1;
if（OFF_ON==1）
{ if（ES_DATA!=0）；
{ ES_DATA--;
if（ES_DATA==0）
{ a=out=0;
}
}
}
}
}
}
void X_Y_IN（void）
{ if（（RB0==0）&（RB1==0））
{ ms（2）；
if（（RB0==0）&（RB1==0）&（（z++）==500））
{ temp1=1;
}
}
else
{ z=1;
temp1=0;
}
Key_Num1=temp1;
if（（Key_Num1!=0x00）&&（Key_Num1 == Key_Backup1 ））
{ if（！Key_Dis_F1）
{ Key_Dis_F1 = 1;
asm（“clrwdt”）；
if（（RB0==0）&（RB1==0））
{ OFF_ON=1;
}
}
}
else
{ Key_Backup1 = Key_Num1;
Key_Dis_F1 = 0;
}
}
void keyscan（void）
{ if（（RB7==0）|（RB6==0））
{ ms（10）；
if（（RB7==0）|（RB6==0））
{ temp=1;
}
}
else
{ temp=0;
}
Key_Num=temp;
if（（Key_Num!=0x00）&&（Key_Num == Key_Backup ））
{ if（！Key_Dis_F）
{ Key_Dis_F = 1;
asm（“clrwdt”）；
if（（RB6==0）&（RB7==1））
{ ES--;
if（ES<=1）
{ ES=1;
}
if（ES!=ES_BC_DATA）
{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;
writeByte（0x00,ES_BC_DATA）；
writeByte（0x01,out）；
writeByte（0x02,RA4）；
writeByte（0x03,RB1）；
writeByte（0x04,RB0）；
writeByte（0x05,z）；
}
}
if（（RB6==1）&（RB7==0））
{ ES++;
if（ES>=6）
{ ES=6;
}
if（ES!=ES_BC_DATA）
{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;
writeByte（0x00,ES_BC_DATA）；
}
}
}
}
else
{ Key_Backup = Key_Num;
Key_Dis_F = 0;
}
}
[!--empirenews.page--]
char readByte（char addr）
{ char tmpEEPROM;
EEADR = addr;
SELECT_EEPROM（）；
START_READ_EEPROM（）；
tmpEEPROM = EEDATA;
return tmpEEPROM;
}
void writeByte（char addr, char data）
{ EEADR = addr;
EEDATA = data;
SELECT_EEPROM（）；
ENABLE_WRITE_EEPROM（）；
EECON2 = 0X55;
EECON2 = 0Xaa;
START_WRITE_EEPROM（）；
ENABLE_WRITE_EEPROM（）；
while（1 != EEIF）；
EEIF = 0;
}
結(jié)束語(yǔ)
該P(yáng)VS控制系統(tǒng)以PIC16F628單片機(jī)為核心，具有集成度高、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。該P(yáng)VS控制系統(tǒng)已制作成品銷售，由蘇州翔慶精密機(jī)械有限公司等單位經(jīng)過(guò)6個(gè)月的聯(lián)機(jī)生產(chǎn)驗(yàn)證，證明該設(shè)計(jì)方案可靠、可行。利用該P(yáng)VS控制系統(tǒng)改造CM402型貼片機(jī)，預(yù)期可提升生產(chǎn)力約4%，具有良好的實(shí)用價(jià)值。
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