三碟DVD/CD機架模組性能測試儀的研制

關(guān)鍵詞： C52；DVD；CD；測試

前言
近兩年來(lái),單牒DVD已逐漸發(fā)展到3碟甚至5碟DVD。機芯的選片機構也變得日益復雜,為此,機芯廠(chǎng)家趨向于為客戶(hù)提供完整的機架組件,包含機芯和全套托盤(pán)傳動(dòng)及控制機構。但由于該機架組件各主要傳動(dòng)部件為塑膠件,易發(fā)生形變,在批量生產(chǎn)時(shí)傳動(dòng)性能不易進(jìn)行控制, 使系統軟件的編寫(xiě)較難確定合適的參數， 致使成品整機常出現碟盤(pán)轉不到位等故障情況。為控制3碟DVD/CD機架組件的傳動(dòng)機構的質(zhì)量, 有必要對相關(guān)的參數進(jìn)行測試,以控制部件和裝配質(zhì)量。為此, 我們根據Thomson 所產(chǎn)3碟DVD/CD機芯的特點(diǎn),研制了3碟機轉盤(pán)機構的性能測試儀,以解決3碟DVD/CD機生產(chǎn)中的質(zhì)量控制問(wèn)題。

應用概述
該測試儀采用單片機AT89C52為核心, 配以功能控制按鍵,兩行LCD字符顯示。利用機架上提供的接口信號測量轉盤(pán)工作時(shí)的各時(shí)間參數、選片功能、剎車(chē)性能等參數，從而監控生產(chǎn)質(zhì)量,并隨時(shí)對質(zhì)量進(jìn)行跟蹤改進(jìn)。
產(chǎn)品用于測試時(shí)的電路連接關(guān)系如圖1所示, 其中位置傳感信號來(lái)自于機架馬達板上的3個(gè)光斬波器,分別監測轉盤(pán)位置、進(jìn)門(mén)狀態(tài)和關(guān)門(mén)狀態(tài)。馬達控制信號可控制光碟盤(pán)匣的進(jìn)出(開(kāi)關(guān)門(mén))、選片等動(dòng)作。

系統結構及原理
該測試儀系統結構如圖2所示。主控芯片為單片機 AT89C52, 內置8K程序空間, 256Byte RAM空間，主要完成測量、顯示、馬達控制、鍵盤(pán)掃描等功能。
功能鍵有單步/連續旋轉選擇鍵(選擇轉盤(pán)連續旋轉還是一個(gè)盤(pán)一個(gè)盤(pán)的對位旋轉)、開(kāi)關(guān)門(mén)控制鍵和機芯上、下控制鍵(控制機芯向上和落下)。 機芯選擇跳線(xiàn)用于選擇被測試的機架是CD還是DVD, 由于這兩種不同機架的結構不同,所以測試時(shí)軟件算法不同。LCD顯示采用2x16字符型LCD模塊,可用兩行中文顯示測量結果數據，共分兩屏顯示。對馬達的控制分兩路, 一路是控制開(kāi)關(guān)門(mén)馬達，進(jìn)而控制托盤(pán)匣的開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)，利用馬達驅動(dòng)器IC LB1641驅動(dòng)。另一路控制選片轉盤(pán)的馬達，進(jìn)而控制每次碟盤(pán)轉到位，用分立元件三極管驅動(dòng)。位置探測利用馬達板上的光斬波器RPI-574進(jìn)行。3個(gè)斬波器放在不同位置, 可分別探測開(kāi)門(mén)到位、關(guān)門(mén)到位、轉盤(pán)旋轉速度等情況。
串口驅動(dòng)電路引出標準的RS-232口，可與PC相連,使測試儀能接受PC上位機軟件的控制。

圖1 測試儀應用連接電路

圖2 3碟DVD機架性能測試儀框圖

圖3 轉盤(pán)旋轉參數

圖4 測試儀軟件流程圖

測量和控制原理
在Thomson TC3C/TC3D產(chǎn)品規格說(shuō)明書(shū)中,規定轉盤(pán)旋轉時(shí)的參數如圖3(以TC3C為例)所示: 其中,DISCPOS信號的波形形狀是由選片托盤(pán)下方的盤(pán)片位置標示槽決定的,波形的形狀也是槽的形狀。當轉盤(pán)旋轉時(shí),槽的不同位置將經(jīng)過(guò)光斬波器,該探測器則會(huì )輸出相應的連續波形。 當傳動(dòng)機構阻尼情況變化時(shí), 該波形上不同時(shí)間段的長(cháng)度也將不同。 若這些變量的值超出Spec中規定的范圍,則會(huì )引發(fā)軟件識別碟片位置和控制上的困難,從而帶來(lái)邏輯混亂,引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。 本測試儀正是通過(guò)單片機的內部定時(shí)器來(lái)測量這些變量值,通過(guò)與Spec中的值比較,從而判斷產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。
將DISCPOS信號由I/O口輸入AT89C52,通過(guò)電平判斷的方法,計算不同位置段的長(cháng)度,即可測出Spec中的參數。我們選擇T2、T2a、 T7、Tskip為測量參數, 以反映傳動(dòng)機構在不同齒輪位置時(shí)的運行情況和阻尼狀態(tài)。 其中對T7在馬達驅動(dòng)不帶剎車(chē)脈沖和帶剎車(chē)脈沖兩種狀態(tài)下分別進(jìn)行測試,以分別模擬自由旋轉和選片時(shí)的傳動(dòng)阻尼狀況,以使與實(shí)際使用狀態(tài)對應。
轉盤(pán)馬達的控制是通過(guò)Discskip信號完成的,當Discskip=1時(shí),驅動(dòng)直流馬達旋轉,若在Discskip信號上產(chǎn)生PWM波,則可以控制馬達的速度和實(shí)施剎車(chē)動(dòng)作。剎車(chē)從D點(diǎn)開(kāi)始,根據產(chǎn)品Spec,剎車(chē)強度隨旋轉速度而變化。旋轉速度以預先測得的T2的長(cháng)度為依據,這樣根據不同的阻尼狀況,可自動(dòng)、即時(shí)調整剎車(chē)強度, 使轉盤(pán)在E點(diǎn)都能完全停止到位,進(jìn)而以提高產(chǎn)品的兼容性。
開(kāi)關(guān)門(mén)馬達通過(guò)Drawer_in/Drawer_out信號控制。Discpos1和Discpos2信號分別用于監測開(kāi)門(mén)到位和關(guān)門(mén)到位狀況。Drawer_in有效時(shí), 馬達向關(guān)門(mén)方向驅動(dòng),一旦監測到關(guān)門(mén)到位后，便停止驅動(dòng)。反之亦然。

軟件流程
軟件是該系統的核心,采用C51編制,在Keil C系統下編譯。通過(guò)Manley的仿真器SE-52調試完成。主要由初始化，測量及計算，轉盤(pán)馬達驅動(dòng)及PWM波產(chǎn)生, 開(kāi)關(guān)門(mén)控制及機芯上、落控制,LCD顯示模塊等組成。針對CD機架(TC3C)和DVD機架(TC3D),相應的功能函數是不同的。測量時(shí)會(huì )根據跳線(xiàn)設置進(jìn)行自動(dòng)選擇。其程序流程如圖4所示。
結語(yǔ)
本測試儀結構緊湊,操作簡(jiǎn)便,顯示明晰,成本低廉,已在生產(chǎn)中成功應用。本測試儀的研制雖以Thomson的TC3C/TC3D模組為測試對象,但其測試原理和方法同樣適用于其它公司的類(lèi)似產(chǎn)品中(多碟DVD/CD機架模組),屆時(shí)只需根據特定產(chǎn)品的Spec對軟件中參數進(jìn)行少量改動(dòng)，即可完成同樣的功能?！?/P>

參考文獻:
1 Product Specification: TC3C 3disc carrousel-Thomson Multimedia. 2002.4
2 賴(lài)其文著(zhù).《8051單片機C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)務(wù)與設計》.科學(xué)出版社. 2002.1

作者簡(jiǎn)介: 李立東,男,浙江大學(xué)光電系碩士畢業(yè),現為 湯姆盛光學(xué)主件(深圳)有限公司高級電子工程師。