一種基于lpc1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣缸運(yùn)動及觸摸IXD屏控制的自動測試系統(tǒng)，具體地說是一種基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些測試項目中，會有很多測試項目危險度極高。如高電壓、高電流等相關(guān)的測試項目。此時，在測試這些項目時，必須考慮操作人員的安全問題。因此，在測試時要盡量減少人員的參與，多使用自動化的測試來提高安全性性能，減少不必要的事故發(fā)生。同時采用自動化的方式也會加快測試速度，提高生產(chǎn)效率。
[0003]在測試RTU (遠(yuǎn)動終端單元)模塊功能指標(biāo)時，其中一項測試指標(biāo):電參數(shù)性能涉及到了 380V/5A的交流電壓檢測。由于其屬于高電壓、高電流檢測，在測試過程中如果測試人員操作不當(dāng)，極易發(fā)生危險事故。因此，本次的實(shí)用新型氣缸控制板便是對RTU模塊進(jìn)行自動化測試的測試系統(tǒng)中的一個重要組成部分，主要負(fù)責(zé)控制測試模塊及測試針板運(yùn)動到指定位置，并通過觸摸LCD屏顯示當(dāng)前系統(tǒng)的工裝狀態(tài)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于控制RTU自動測試系統(tǒng)中氣缸運(yùn)動及LCD屏顯示的裝置。以便降低操作危險，提供測試效率，便于對遠(yuǎn)動終端單元功能進(jìn)行檢測。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲模塊連接單片機(jī)，與單片機(jī)雙向通信，用于存儲氣缸控制板的配置數(shù)據(jù)；
[0006]告警模塊連接單片機(jī)，實(shí)時接收單片機(jī)的信號，用于在需要警示的情況下發(fā)出告警信號；
[0007]第一 RS232串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過RTU測試板通信接口連接RTU測試板，實(shí)現(xiàn)RTU測試板與單片機(jī)之間的雙向通信；
[0008]第二 RS232串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過IXD通信接口連接IXD屏，實(shí)現(xiàn)LCD屏與單片機(jī)之間的雙向通信；
[0009]電磁閥控制電路一端連接單片機(jī)，接收單片機(jī)的控制命令，另一端通過電磁閥接口連接到電磁閥，控制氣缸運(yùn)動；
[0010]傳感器電路一端連接單片機(jī)，另一端通過傳感器接口連接到傳感器，接收到傳感器發(fā)送的信號后發(fā)送給單片機(jī)。
[0011]RS485串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端設(shè)置RS485串口通信接口作為預(yù)留接口。
[0012]供電模塊連接整個控制裝置，為控制裝置以及傳感器供電。
[0013]所述單片機(jī)還設(shè)有I/O擴(kuò)展接口。
[0014]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本實(shí)用新型可控制氣缸進(jìn)行伸縮運(yùn)動。
[0016]2、本實(shí)用新型可通過觸摸IXD屏顯示設(shè)備狀態(tài)。
[0017]3、本實(shí)用新型可通過觸摸IXD屏控制設(shè)備運(yùn)行及停止。
[0018]4、本實(shí)用新型可檢測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并產(chǎn)生異常告警。
【附圖說明】
[0019]圖1為氣缸控制板結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2為告警模塊電路圖；
[0021]圖3為電磁閥控制電路圖；
[0022]圖4為傳感器接口電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]本實(shí)用新型使用在氣缸驅(qū)動的自動測試設(shè)備當(dāng)中，起到對設(shè)備中氣缸的控制，并通過觸摸LCD屏顯示設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)，同時也可通過觸摸LCD屏輸入指令，控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的氣缸控制板，用于氣缸驅(qū)動的自動測試設(shè)備。其電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲模塊、告警模塊、485通信模塊、LCD通信接口、RTU測試板通信接口、供電模塊、電磁閥接口模塊、傳感器接口、I/O擴(kuò)展接口。
[0026]單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個電路板的控制核心，用以運(yùn)行本實(shí)用新型的測試程序，控制整個電路板的通信、數(shù)據(jù)存儲、接口控制等功能；數(shù)據(jù)存儲模塊主要用以存儲氣缸控制板當(dāng)前的配置數(shù)據(jù)；告警模塊使用了一個+3.3V的蜂鳴器，當(dāng)設(shè)備工作異常是，會產(chǎn)生蜂鳴；通信模塊主要有RS232通信與RS485通信2種類型，共3個通信接口。第一個通信接口采用RS232協(xié)議通信，用于氣缸控制板的單片機(jī)最小系統(tǒng)與RTU測試板通信，氣缸控制板根據(jù)RTU測試板的指令進(jìn)行配置，并返回相應(yīng)的信息。第二個通信接口同樣采用RS232協(xié)議通信，用于氣缸控制板與觸摸LCD屏間的通信鏈路的建立，主要實(shí)現(xiàn)氣缸控制板對觸摸LCD屏顯示內(nèi)容的控制，并能接收到觸摸屏傳送的數(shù)據(jù)信息。第三個通信接口采用RS485通信，此為預(yù)留的擴(kuò)展接口，可根據(jù)需要使用，如可對氣缸控制板進(jìn)行地址分配，采用RS485總線形式找到相應(yīng)地址的氣缸控制板，并對其加以控制；供電模塊主要為整個氣缸控制板及外接的傳感器供電；電磁閥接口模塊用以連接氣缸的電池閥，從而控制氣缸運(yùn)動；傳感器接口用以連接光電傳感器，測量氣缸是否已經(jīng)到達(dá)指定位置；I/O擴(kuò)展接口為LPC1764單片機(jī)的I/O引腳外引的擴(kuò)展接口，如需外接其他信號，直接引用即可。
[0027]單片機(jī)最小系統(tǒng)使用了 NXP公司的LPC1764單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計。使用12M的晶振，匹配電容為18p。仿真接口采用2*10的20pin接口的JTGA方式。由于擔(dān)心本工裝程序自動重啟而影響自動測試系統(tǒng)，因此本次工裝的設(shè)計未加入看門狗復(fù)位電路，對復(fù)位引腳只做了上拉設(shè)計。
[0028]數(shù)據(jù)存儲模塊的設(shè)計使用的是ATMEL公司的存儲芯片AT24C254芯片，其256K的存儲空間足夠用了存放RTU測試板的配置數(shù)據(jù)。
[0029]告警模塊的設(shè)計如圖2，此圖中，三極管(9013) VlI的基極端Pl.31接在單片機(jī)的I/o引腳上，Jl為DC/+3.3V的蜂鳴器。當(dāng)Pl.31輸出低電平時，三極管(9013) VlI的集電極端為高電平，蜂鳴器不響；當(dāng)Pl.31輸出高電平時，三極管(9013)Vll的集電極端為低電平，蜂鳴器響。通過以上控制單片機(jī)Pl.31引腳輸出高低電平的方式來控制蜂鳴器的響與不響，來實(shí)現(xiàn)告警機(jī)制。目前的告警主要有兩種情況:(I)當(dāng)氣缸處在運(yùn)動中時，產(chǎn)生告警，提醒操作人員注意安全；(2)當(dāng)氣缸未運(yùn)行到指定位置時，蜂鳴器響起，提示氣缸故障。
[0030]串口通信模塊分為以下三個部分:
[0031](I)氣缸控制板的單片機(jī)最小系統(tǒng)與RTU測試板通信:本部分電路使用LPC1764單片機(jī)的串口 I。采用SP3232芯片的典型電路設(shè)計，用于串口通信的RS232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與RTU測試板的通信。使氣缸控制板可以接收到來自計算機(jī)的控制指令，并對其進(jìn)行回復(fù)。本部分的對外接口采用2.54mm間距的3pin白色插座，接口定義為:I腳為地、2腳接收、3腳發(fā)送。
[0032](2)氣缸控制板與觸摸IXD屏通信接口:本部分電路使用LPC1764單片機(jī)的串口Oo同樣采用SP3232芯片的典型電路設(shè)計，用于串口通信的RS232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)換。對外接口采用2.54mm間距的8pin白色插座。接口定義為:1腳、2腳為+5.0V ；3腳、8腳為GND ；4腳為LCD復(fù)位引腳；5腳為LCD繁忙反饋引腳；6腳為接收；7腳為發(fā)送。
[0033](3)擴(kuò)展的RS485通信接口，此部分電路基于MAX3485芯片進(jìn)行設(shè)計，使用單片機(jī)的串口 3。并且有單片機(jī)的Pl.17作為485芯片的收發(fā)使能控制引腳。
[0034]供電模塊:本部分電路使用LM2576S-5V芯片及LDO芯片LM1117，將DC/+12V的輸入電壓轉(zhuǎn)為DC/+5V以及DC/+3.3V。電源輸入接口使用5.08間距2Pin的綠色接線座。
[0035]電池閥接口模塊部分設(shè)計如圖3，此電路板對應(yīng)的可控制的電池閥為DC/+12V，如圖中所示，使用開關(guān)芯片IRF7416控制DC/+12V的通斷。圖中P2與單片機(jī)I/O引腳相連，當(dāng)其為低電平時，三極管(9013) V6的基極為低電平，集電極為高電平，此時芯片IRF7416斷開。輸出端CG1-2沒有電壓；當(dāng)P2為高電平時，三極管(9013) V6的基極為高電平，集電極為低電平，此時芯片IRF7416導(dǎo)通。輸出端CG1-2有DC/+12V的電壓。圖中F4為自恢復(fù)過流保護(hù)片，用以保護(hù)整個電路板。此芯片的電阻值會隨著電流的增大而增大，當(dāng)其超過一定數(shù)值時，此芯片會斷開本電路。當(dāng)電路的電流回復(fù)后，芯片的電阻值回復(fù)正常，此通路再次導(dǎo)通。如圖3的電路在本實(shí)用新型中共有4路，分別控制I號氣缸與2號氣缸的伸長與縮短狀態(tài)。
[0036]傳感器接口如圖4，圖中CG2_R與CG2_S分別接在單片機(jī)的兩個I/O接口上，分別代表2號氣缸的縮短與伸長狀態(tài)。J8的4個引腳中，1、2引腳接有I個光電傳感器，此傳感器放在氣缸的縮短位置，用來檢測氣缸是否到達(dá)縮短位置。3、4引腳同樣接有I個光電傳感器，此傳感器放在氣缸的伸長位置，用來檢測氣缸是否到達(dá)伸長位置。整套設(shè)備中共有4個傳感器，分別檢測2個氣缸的伸長、縮短4個位置。由于本實(shí)用新型使用的是LPC1764單片機(jī)作為處理芯片，其工作電壓為+3.3V。因此，電路中的電阻，在應(yīng)用中起到分壓的作用，保證傳感器輸出的電壓為單片機(jī)可接受的范圍。
[0037]I/O擴(kuò)展接口使用的是2.54mm間距的單排插針作為對外接口。主要將單片機(jī)尚未是使用的I/O等引腳引出，以便以后設(shè)備增加功能使用。
【主權(quán)項】
1.一種基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)存儲模塊連接單片機(jī)，與單片機(jī)雙向通信，用于存儲氣缸控制板的配置數(shù)據(jù)； 告警模塊連接單片機(jī)，實(shí)時接收單片機(jī)的信號，用于在需要警示的情況下發(fā)出告警信號; 第一 RS232串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過RTU測試板通信接口連接RTU測試板，實(shí)現(xiàn)RTU測試板與單片機(jī)之間的雙向通信； 第二 RS232串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過IXD通信接口連接IXD屏，實(shí)現(xiàn)LCD屏與單片機(jī)之間的雙向通信； 電磁閥控制電路一端連接單片機(jī)，接收單片機(jī)的控制命令，另一端通過電磁閥接口連接到電磁閥，控制氣缸運(yùn)動； 傳感器電路一端連接單片機(jī)，另一端通過傳感器接口連接到傳感器，接收到傳感器發(fā)送的信號后發(fā)送給單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，其特征在于:RS485串口通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端設(shè)置RS485串口通信接口作為預(yù)留接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，其特征在于:供電模塊連接整個控制裝置，為控制裝置以及傳感器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)還設(shè)有I/O擴(kuò)展接口。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于LPC1764單片機(jī)的氣缸控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲模塊連接單片機(jī)，與單片機(jī)雙向通信，告警模塊連接單片機(jī)，實(shí)時接收單片機(jī)的信號，用于在需要警示的情況下發(fā)出告警信號；第一RS232通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過RTU測試板通信接口連接RTU測試板，第二RS232通信模塊一端連接單片機(jī)，另一端通過LCD通信接口連接LCD屏；電磁閥控制電路一端連接單片機(jī)，接收單片機(jī)的控制命令，另一端通過電磁閥接口連接到電磁閥；傳感器電路一端連接單片機(jī)，另一端通過傳感器接口連接到傳感器，接收到傳感器發(fā)送的信號后發(fā)送給單片機(jī)。本實(shí)用新型可降低操作危險，提供測試效率，便于對遠(yuǎn)動終端單元功能進(jìn)行檢測。
【IPC分類】F15B21-02, F15B20-00
【公開號】CN204327656
【申請?zhí)枴緾N201420761823
【發(fā)明人】周李滿, 張鋒, 張二鵬, 杜方, 孫金
【申請人】沈陽中科奧維科技股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月4日