三極管自動(dòng)分選機(jī)硬件電路及其軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：三極管分選機(jī)全自動(dòng)第一章緒論趨勢(shì)是料管對(duì)料管，這是國(guó)內(nèi)外的制造商的共識(shí)。到了2007年5月我公司也相繼購(gòu)買(mǎi)分選機(jī)仍然沿用其步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)凸輪的測(cè)試位設(shè)計(jì)，而傳送結(jié)構(gòu)采用傳送皮帶上固定421.2研究課題目標(biāo)及意義(2)每小時(shí)能測(cè)5500只三極管；(2)為日后研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的料管對(duì)料管的自動(dòng)測(cè)試分選機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的理第二章課題的硬件電路設(shè)計(jì)方案如下圖2.1:各部分作用是：測(cè)試爪：有兩個(gè)或者三個(gè)，分別測(cè)試的是管子的常規(guī)參數(shù)，如：ICBO、ICEO、ICM、BVCEO、BVCEO等；管子的開(kāi)關(guān)時(shí)間和熱阻。其次，在1—4號(hào)位分別有四個(gè)傳感器，作用分別是，1:檢測(cè)導(dǎo)軌是否裝滿管子，如果滿了就給系統(tǒng)信號(hào)，停止進(jìn)料。2:檢測(cè)是否有管子到達(dá)2號(hào)位置。3:檢測(cè)是否有管子到達(dá)3號(hào)位。4:檢測(cè)被測(cè)后的管子是否落下，沒(méi)有落下說(shuō)明被卡到什么位置或是掉到外面去了，系統(tǒng)報(bào)警。三極管沿著導(dǎo)軌向下，到達(dá)二號(hào)位時(shí)會(huì)被擋桿擋住，此時(shí)二號(hào)位傳感器檢測(cè)被測(cè)三極測(cè)試。得到測(cè)試參數(shù)，系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)，然后給分選部分信號(hào)，分選電機(jī)(步進(jìn)電機(jī))得到好的擴(kuò)展性，電壓可擴(kuò)展最大到3000V,電流最大到200A。并且系統(tǒng)配置靈活，可為不控制用電腦PC用英文Windows98系統(tǒng)，測(cè)試控制軟件為JUNO公司自行研發(fā)的2.2分選機(jī)的電氣設(shè)計(jì)方案(3)與測(cè)試機(jī)聯(lián)機(jī)通訊板(站板)2塊；控制控制通訊通訊軟件系統(tǒng)圖2-2結(jié)構(gòu)框圖氣氣部氣屬絕中出地址譯綴沖光見(jiàn)用妻晨輸入傳盛器圖2-3氣缸驅(qū)動(dòng)及傳感器控制板高電路的抗干擾能力。在擴(kuò)展部分，我們采用74LS245(三態(tài)輸出的八組總線收發(fā)器)和74LS377(8D邊沿觸發(fā)器)這樣提高了我們?cè)O(shè)計(jì)的可修改性。在擴(kuò)展輸出這里我們用的是CPLD(可編程序控制器件),這樣可以大大簡(jiǎn)化我們的電路圖。測(cè)試機(jī)(站板)是為測(cè)量三極管參數(shù)準(zhǔn)備測(cè)試條件的，并且獲取和傳送參數(shù)給測(cè)試系對(duì)進(jìn)入導(dǎo)軌的三極管通過(guò)光電傳感器進(jìn)行極性檢測(cè)，如果檢測(cè)到某個(gè)三極管的極性反向隔隔離。電平轉(zhuǎn)換信號(hào)極性轉(zhuǎn)換擴(kuò)展輸出輸?shù)刂纷g碼并記數(shù)緩沖擴(kuò)展輸出輸入分選電圖2-5入箱分選控制板2.3小結(jié)第三章測(cè)試爪驅(qū)動(dòng)力的選擇及分選機(jī)入箱分選部分分析3.1測(cè)試爪驅(qū)動(dòng)力的選擇(氣缸驅(qū)動(dòng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)對(duì)比)方案一：用步進(jìn)電機(jī)。前面我們已經(jīng)對(duì)分選機(jī)的大概工作流圖做了介紹，如果用步進(jìn)電機(jī)作為測(cè)試爪的驅(qū)動(dòng)力，那么三個(gè)擋桿和兩個(gè)測(cè)試爪都由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣在同一根軸上面，我們要在軸的不同位置裝上一套凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試這個(gè)環(huán)節(jié)。條件，壓力角，工作輪廓是否失真等因素。對(duì)于移動(dòng)動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，在條件允許的情況下時(shí)，應(yīng)取較大的導(dǎo)軌長(zhǎng)度1和較小的懸臂尺寸b。對(duì)滾子從動(dòng)件，應(yīng)恰當(dāng)選取滾子半徑rr;對(duì)平底從動(dòng)件，應(yīng)確定合適的平底寬度1。此外，還應(yīng)注意滿足強(qiáng)度和工藝性要求。因凸輪的工作輪廓已經(jīng)確定，所以凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定曲線輪廓的軸向厚度和凸輪與傳動(dòng)軸的聯(lián)接方式。當(dāng)工作載荷較小時(shí)，曲線輪廓的軸向厚度一般取為輪廓曲線最大矢徑的1/10～1/5;對(duì)于受力較大的重要場(chǎng)合，需按凸輪輪廓面與從動(dòng)件間的接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。在確定凸輪與傳動(dòng)軸的聯(lián)接方式時(shí)，應(yīng)綜合考慮凸輪的裝拆、調(diào)整和固定等問(wèn)題。對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多的設(shè)備，其各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性通常由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定，因此在裝配凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪輪廓曲線起始點(diǎn)(推程開(kāi)始點(diǎn))的相對(duì)位置需按運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖進(jìn)行調(diào)整，以保證各執(zhí)行構(gòu)件能按預(yù)定程序協(xié)調(diào)動(dòng)作。為此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求凸輪能相對(duì)于傳動(dòng)軸沿圓周方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并可靠地加以固定。最簡(jiǎn)便的方法是采用緊定螺釘固定凸輪，或用緊定螺釘預(yù)固定，待調(diào)整好后再用銷(xiāo)子固定。方案二：用氣缸。一般情況我們?cè)谶@里用到的氣缸都是專(zhuān)用氣缸。它的運(yùn)動(dòng)軌跡都是特定的。所以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制。在本次設(shè)計(jì)中我們采用的就是氣缸控制。在測(cè)試環(huán)節(jié)中，我們通過(guò)氣缸再加上一些機(jī)械方面的設(shè)計(jì)，使擋桿和測(cè)試爪配合動(dòng)作來(lái)完成測(cè)試動(dòng)作。3.1.2方案對(duì)比和選擇在實(shí)際應(yīng)用中，我們?cè)谶x擇器件時(shí)一般主要考慮兩個(gè)方面的因素：效率和成本。在效A進(jìn)氣口B進(jìn)氣口2電磁閥1圖3-2電磁閥控制電路空空4中圖3-3電磁閥驅(qū)動(dòng)電路4A.出氣口+B出氣口控制信號(hào)壓縮空氣入口與大氣連通(接消聲器)氣缸控制簡(jiǎn)圖3.2分選機(jī)入箱分選馬達(dá)控制分析3.2.1步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)步數(shù)，這是由控制工藝決定。(1)判斷旋轉(zhuǎn)方向；(2)按相序確定控制字；(3)按順序輸入控制字即傳送控制脈沖序列；(4)控制步數(shù)。步進(jìn)電機(jī)有可以精確控制的優(yōu)點(diǎn)，但是功耗大，效率低，力矩小。如果選用大功率步進(jìn)電機(jī)，為了降低功耗，可以采取PWM恒流控制的方法?；舅悸肥?，用帶反饋的高頻PWM根據(jù)輸出功率的要求對(duì)每相恒流驅(qū)動(dòng)，總體電流順序又符合轉(zhuǎn)動(dòng)順序。需要力矩小的時(shí)候應(yīng)及時(shí)減小電流，以降低功耗。該方案實(shí)現(xiàn)的電路，可以采用獨(dú)立的單片機(jī)或CPLD加場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路以及電流采樣反饋電路方案A:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與8051單片機(jī)的接口電路(以三相雙三拍式步進(jìn)電機(jī)為例)P1,12AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM—Falsh俗稱(chēng)單片機(jī)。如圖3-5,AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非·壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；·128*8位內(nèi)部RAM;·32可編程I/O線；·兩個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；·可編程串行通道；VCC:供電電壓；口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)P3口管腳備選功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2/INTO(外部中斷0)P3.3/INT1(外部中斷1)P3.4TO(記時(shí)器0外部輸入)P3.5T1(記時(shí)器1外部輸入)P3.6/WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7/RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程保持ALE管腳處于低電平10ms來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在(2)電機(jī)與8051單片機(jī)的接口電路圖3-6方式步序控制位通電繞組控制字000000100000000000101(4)三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)程序框圖如圖3-7:延時(shí)延時(shí)_返回圖3-7三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)程序框圖;N步數(shù)A;延時(shí)MOVP1,#06H;正向，第二拍DECA;步數(shù)又減1JZDONE;A=0,返回MOVP1,#05H;正向，第三拍AJMPDONE;A=0,返回到主程序JNZLOOP2;步數(shù)不夠繼續(xù)反轉(zhuǎn)分頻輸出控電機(jī)控制狀態(tài)機(jī)軟件消抖3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)CPLD采用Altera公司MAX7000系列的EPM7128SLC84-7。驅(qū)動(dòng)電路原理3-9所示。CD光電合6圖3-9驅(qū)動(dòng)電路原理圖后進(jìn)入U(xiǎn)LN2003A。ULN2003A是一片集成了7個(gè)達(dá)林頓管的芯片。來(lái)自光耦合的5V機(jī)的負(fù)極與地導(dǎo)通，正負(fù)極之間形成12V壓差，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。器74LS393N進(jìn)行硬件分頻。頻率源為CPLD的2048Hz的頻率，將74LS393N內(nèi)部的T觸發(fā)器串聯(lián)，就能將2048Hz的頻率分頻得到0.5Hz～1024Hz、等比倍率為2的頻率，這果編碼盤(pán)有421和20,4位二進(jìn)制可形成16個(gè)二進(jìn)制數(shù)，因此就將圓盈劃分16個(gè)扇區(qū)，母?jìng)€(gè)雨區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)4位二進(jìn)制0號(hào)第0號(hào)第21號(hào)用6號(hào)箱18號(hào)角9號(hào)角15號(hào)第12號(hào)箱24號(hào)第圖3-10編碼盤(pán)結(jié)構(gòu)2、編碼盤(pán)傳感器電路結(jié)構(gòu)表3-2:表3-2編碼盤(pán)編碼箱號(hào)傳感器位置0000011號(hào)箱0000110001010001110010015號(hào)箱00101l6號(hào)箱00110l7號(hào)箱00111101000101001110號(hào)箱01010111號(hào)箱01011112號(hào)箱01100113號(hào)箱010114號(hào)箱01110115號(hào)箱011116號(hào)箱10000117號(hào)箱10001118號(hào)箱10010119號(hào)箱10011120號(hào)箱1010021號(hào)箱10l01l22號(hào)箱10l10l23號(hào)箱10l11124號(hào)箱1l0001在得到分選信號(hào)時(shí)，怎么確定分選電機(jī)從最短的路徑到達(dá)目的地?我們可以想象一下，當(dāng)落管處于三號(hào)箱的位置時(shí)，收到一個(gè)去九號(hào)箱的信號(hào)。此時(shí)，電機(jī)是正轉(zhuǎn)到達(dá)，還是反轉(zhuǎn)到達(dá)?可以肯定的是正轉(zhuǎn)的路徑肯定要短。此時(shí)怎么對(duì)電機(jī)發(fā)出正確的命令，通過(guò)什么樣的計(jì)算來(lái)決定。我們想到了一個(gè)很好的辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。首先，假如現(xiàn)在落管處于三號(hào)箱位，它的下一個(gè)位置是九號(hào)箱，那么我們計(jì)算一下。三號(hào)箱相對(duì)的那個(gè)位置應(yīng)該是一十五號(hào)箱。現(xiàn)在我們要去的九號(hào)箱，九比十五要小，所以應(yīng)該按順時(shí)針轉(zhuǎn)，如果所要去的箱號(hào)數(shù)比三號(hào)箱相對(duì)的十五要大，則相應(yīng)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)，如圖3-12:圖3-12:21號(hào)第18號(hào)角9號(hào)電15號(hào)角12號(hào)第0號(hào)第圖3-12編碼盤(pán))if(motoio&&!mots.place){//電機(jī)在定位點(diǎn)m_motocur=mots.motosat;}}3.3小結(jié)第四章硬件電路設(shè)計(jì)CPLD的系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般包括軟件和硬件兩個(gè)方面，通過(guò)了解它的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，對(duì)開(kāi)發(fā)CPLD有很大幫助。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)比較大的完整的項(xiàng)目應(yīng)該采用層次化的描述方法：分成幾個(gè)較大的功能所謂的TOPDOWN設(shè)計(jì)，是指系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以從上層到下層(從抽象到具體)逐層描述自己的設(shè)計(jì)思想，用一系列分層次的模塊來(lái)表示極其復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。然后，利用電子設(shè)FPGA自動(dòng)布局布線工具，把網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為目前，這種高層次(high-level-design)的方法已被廣泛采用。高層次設(shè)計(jì)只是定義系統(tǒng)的層次描述轉(zhuǎn)換成針對(duì)某種工藝化的網(wǎng)絡(luò)表，使工藝轉(zhuǎn)化變得輕而易舉。CPLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作流程如圖4-1所示：最后將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過(guò)編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片CPLDCPLD:一般根據(jù)實(shí)際需要從Altera公司和Xilinx公司的各種芯片系列中挑選。2、種意見(jiàn)描述語(yǔ)言：編程工具主要是兩大廠家Altera和Xilinx的集成綜合EDA軟件(如空保存為.vhd文件；放到PLD內(nèi));叫后仿真)可以分為電路原理圖描述，狀態(tài)機(jī)描述和波形描述3種形式。有的軟件3種輸入方法都支持Active-HDL。MAX+plusII圖形輸入方式只支持電路原理圖描述和可以分為電路原理圖描述，狀態(tài)及描述和波形描述3種。有些軟件3種輸入方式都(1)電路原理圖方式描述比較直觀和高效，對(duì)綜合軟件的要求不高。一般大都使用成熟的IP核和中小規(guī)模集成電路所搭建的現(xiàn)成電路，整體放到一片可編程序邏輯器件的應(yīng)用，在板集成支持CRT/LCD、UDMAIDE、軟驅(qū)和各種外部設(shè)備IO。通過(guò)運(yùn)用此次設(shè)計(jì)采用ISA總線技術(shù)，在工控機(jī)的PC1048位PC/104共有64個(gè)總線管腳如圖4-4懂1圖4-4傳感器及氣缸驅(qū)動(dòng)板電路板燈，而報(bào)警信號(hào)燈需要在ULN2003的基礎(chǔ)上再加一級(jí)放大電路驅(qū)動(dòng)才行，如圖4-5:如圖4-6opo6po6pX0>p253A2.公 p251 p251名 212 96Aawr12.07 Aawr12.07ssD03LJ4. LJ4. hRhR 圖4-6傳感器及氣缸驅(qū)動(dòng)板電路板CPLD計(jì)4.4與測(cè)試機(jī)通訊板如圖4-7:圖4-7測(cè)試機(jī)通訊板試通訊板就可提供4個(gè)測(cè)試通訊接口。在接口處我們采用了如下圖4-8設(shè)計(jì)：時(shí)，高電平有效，同時(shí)接2和3時(shí)，低電平有效。如圖4-9所示：m圖4-9測(cè)試機(jī)通訊板CPLD內(nèi)部設(shè)計(jì)4.5入箱分選控制板圖4-10馬達(dá)控制原理圖如圖4-11所示：1我們最終選擇的馬達(dá)是VEXTAUPH599H-B,驅(qū)動(dòng)器型號(hào)是VEXTA5-PhaseDriverUDX5128。VEXTAUPH599H-B馬達(dá)如圖4-11所示，5相采用心型連接。電壓100V,電流1.4A/相，步距角為0.72°,轉(zhuǎn)一圈需要500step。由于步距角為0.72°太大，我們對(duì)它進(jìn)行了細(xì)分，分為0.36°,這樣步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈就需要1000step,即1000個(gè)脈沖信號(hào)。此次設(shè)計(jì)的分選機(jī)為二十五個(gè)分選箱，每個(gè)分選箱之間的角度就是14.4°,所以從一個(gè)分選位到達(dá)另一個(gè)分選位需要40個(gè)脈沖。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的要求：2、加工精度高，即要求一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、均勻。這就要求步進(jìn)電機(jī)步距小，步距精度高，不得丟步或是過(guò)沖；偶數(shù)倍(2N)分頻使用一模N計(jì)數(shù)器模塊即可實(shí)現(xiàn)，即每當(dāng)模N計(jì)數(shù)器上升沿從0開(kāi)始計(jì)數(shù)至N時(shí)，輸出時(shí)鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，同時(shí)給計(jì)數(shù)器一復(fù)位信號(hào)使之從0開(kāi)始重新計(jì)數(shù)，以此循環(huán)即可。偶數(shù)倍分頻原理示意圖見(jiàn)圖4-12。奇數(shù)倍(2N+1)分頻(1)占空比為X/(2N+1)或(2N+1-X)/(2N+1)分頻，用模(2N+1)計(jì)數(shù)器模塊可當(dāng)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘上升沿從0開(kāi)始計(jì)數(shù)到X值時(shí)輸出時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，在計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)達(dá)到2N+1時(shí)，輸出時(shí)鐘再次翻轉(zhuǎn)并對(duì)計(jì)數(shù)器置一復(fù)位信號(hào)，使之從0開(kāi)始重新計(jì)數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)。(2)占空比為50%的分頻，設(shè)計(jì)思想如下：基于(1)中占空比為非50%的輸出時(shí)鐘在輸入時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)；若在同一個(gè)輸入時(shí)鐘周期內(nèi)，此計(jì)數(shù)器的兩次輸出時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)分別在與(1)中對(duì)應(yīng)的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，輸出的時(shí)鐘與(1)中輸出的時(shí)鐘進(jìn)行邏輯或，即可得到占空比為50%的奇數(shù)倍分頻時(shí)鐘。當(dāng)然其輸出端再與偶數(shù)倍分頻器串接則可以實(shí)現(xiàn)偶數(shù)倍分頻。奇數(shù)倍分頻原理示意圖見(jiàn)圖4-13。N-0.5倍分頻采用模N計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)。具體如下：計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始上升沿計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)達(dá)到N-1數(shù)器輸出時(shí)鐘必須進(jìn)行再次翻轉(zhuǎn)，即當(dāng)CLK為下降沿時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端應(yīng)為上升沿脈沖，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到N而復(fù)位為0重新開(kāi)始計(jì)數(shù)同時(shí)輸出時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)。這個(gè)過(guò)程所要做的就是對(duì)CLK進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q，使之送給計(jì)數(shù)器的觸發(fā)時(shí)鐘每經(jīng)歷N-0.5個(gè)周期就翻轉(zhuǎn)一次。N-0.5倍：取N=3,分頻原理示意圖見(jiàn)圖4.14。對(duì)于任意的N+A/B倍分頻(N、A、B∈Z,A≤B)分別設(shè)計(jì)一個(gè)分頻值為N和分頻值N+1的整數(shù)分頻器，采用脈沖計(jì)數(shù)來(lái)控制單位時(shí)間內(nèi)兩個(gè)分頻器出現(xiàn)的次數(shù)，從而獲得所需要的小數(shù)分頻值?？梢圆扇∪缦路椒▉?lái)計(jì)算個(gè)子出現(xiàn)的頻率：設(shè)N出現(xiàn)的頻率為a,則N×a+(N+1)×(B-a)=N×B+A求解a=B-A;所以N+1出現(xiàn)的頻率為A.例如實(shí)現(xiàn)7+2/5分頻，取a為3,即7×3+8×2就可以實(shí)現(xiàn)。2、設(shè)計(jì)方法采用VHDL語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，并且CPLD/FPGA具有可并行執(zhí)行的特性，可以保證兩種不同的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)以及分頻時(shí)鐘輸出保持同步，所以上述分頻方法可以基于CPLD/FPGA予以實(shí)現(xiàn)。綜合上述分析，實(shí)現(xiàn)多功能分頻器功能的設(shè)計(jì)框圖如圖4.15所示。t齊數(shù)牌分頻模塊Nw模草計(jì)數(shù)器齊數(shù)牌分頻模塊N-D?信分輸模占空比50%奇數(shù)信分頻M"N大偶數(shù)值分頻2N-1位分蝶模塊化，便于程序修改、功能升級(jí)和分頻系數(shù)的設(shè)定。對(duì)于分頻值的設(shè)定采取了軟件設(shè)定的方法，即只需在VHDL語(yǔ)言程序中按照自己的需求對(duì)相應(yīng)的參數(shù)作修改、設(shè)定，而且設(shè)定值mn nhalfanm=通電圖4-17次級(jí)原理圖模N計(jì)數(shù)器N設(shè)置為2,實(shí)現(xiàn)四分頻；奇數(shù)倍分頻模塊中模2N+1計(jì)數(shù)器N設(shè)置為1值設(shè)置為2實(shí)現(xiàn)2M*(2N+1)=12分頻；N-0.5倍分頻模塊中N設(shè)置為3,實(shí)現(xiàn)2.5分頻。從方針波形中可以步進(jìn)電機(jī)(脈沖電動(dòng)機(jī))是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是數(shù)字控制的一種執(zhí)行元件，其可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大、慣性小、響應(yīng)頻率高等優(yōu)點(diǎn)，因此具有瞬間啟動(dòng)與急速停止的優(yōu)越特性。步進(jìn)電機(jī)在各種應(yīng)用場(chǎng)合下最大的優(yōu)勢(shì)是：可以開(kāi)環(huán)方式控制而無(wú)需反饋就能對(duì)位置和速度進(jìn)行控制，但也正是因?yàn)樨?fù)載位置對(duì)控制電路沒(méi)有反饋，步進(jìn)電機(jī)就必須正確響應(yīng)每次勵(lì)磁變化。如果勵(lì)磁頻率選擇不當(dāng)，電機(jī)不能夠移到新的位置，那么實(shí)際的負(fù)載位置相對(duì)控制器所期待的位置出現(xiàn)永久誤差，即發(fā)生失步現(xiàn)象或過(guò)沖現(xiàn)象。因此步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，如何防止失步和過(guò)沖是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。1、步進(jìn)電機(jī)加減速控制原理S曲線加減速將傳統(tǒng)的3段加減速過(guò)程變?yōu)?段加減速過(guò)程，形成S字形，如圖如輸人為脈沖數(shù)N,在規(guī)定的時(shí)間T內(nèi)，其頻率即為f。驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率f隨時(shí)間t有：T2=0。這時(shí)加速段由3個(gè)變?yōu)?個(gè)，即加加速段與減加速段。將T等分為40個(gè)時(shí)間相同的時(shí)間段，即將加加速時(shí)間T1分為20等分，將加減速時(shí)間T3分為20等分。則4.5.4實(shí)際設(shè)計(jì)圖如圖4-191、在圖4-19中，F(xiàn)DIV部分內(nèi)部電路如下圖4-20:()4.5.5調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題分析4.6編碼盤(pán)電路設(shè)計(jì)如圖4-21總共六組，有五組是用于分選編碼，最多可以有32組編碼；另一組是用于為分選馬4.7入箱傳感器電路設(shè)計(jì)如圖4-23和圖4-24圖4-23入箱傳感器設(shè)計(jì)一此電路中使用了LM358運(yùn)放，它的輸出低電平大于0.7V,與TTL接口電路不兼容，容易引起誤動(dòng)作，所以重新設(shè)計(jì)了下面的電路，如圖4-23,此電路更加簡(jiǎn)單，但是靈敏度沒(méi)有圖一電路那么高，但是在這里已經(jīng)夠用了，所以采用了圖4-24所示電路設(shè)計(jì)。圖4-24入箱傳感器設(shè)計(jì)二方案一、每個(gè)箱子一個(gè)入箱檢測(cè)傳感器，24個(gè)箱就有24個(gè)傳感器。在測(cè)試系統(tǒng)對(duì)(1)方案一的設(shè)計(jì)比較全面，但是24路檢測(cè)傳感器的電路板相對(duì)復(fù)雜，而且需要組成一個(gè)直徑為二三十厘米的圓形(應(yīng)為24個(gè)分選箱是成圓形分布),在我們平時(shí)的維(2)方案二的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，一路傳感器的電路只需制作一塊直徑為三四厘米的圓形板4.8傳感器及電磁閥接口板設(shè)計(jì)