基于A(yíng)Tmega16的氣動(dòng)標記控制系統設計

　　1 引言

　　氣動(dòng)標記機廣泛應用于銘牌、各種零部件及汽車(chē)大梁，但隨著(zhù)需求變化，對標記機的穩定性、便攜性、多任務(wù)性提出了更高要求。標記軟件由以前的DOS系統升級到Win98、Win2000，WinXP等版本，功能越來(lái)越復雜，然而，硬件設計幾乎沒(méi)有變化。

　　由于普通標記機控制系統的標記專(zhuān)用軟件將圖形信息轉化為脈沖信息后需通過(guò)I/O接口(ISA、PC擴展卡或并口)輸出至驅動(dòng)控制板，然后再由驅動(dòng)電路執行機構工作。但目前大多數個(gè)人PC機、筆記本電腦都取消并口、串口配置的擴展I/O卡，而使用IJSB接口。普通標記機的PWM信號采用555振蕩器和多個(gè)阻容元件構成一個(gè)無(wú)穩態(tài)的占空比和頻率均可調的多諧振蕩器，當調整PWM信號時(shí)，打開(kāi)控制箱，則通過(guò)調節兩只可調電阻調整PWM信號的頻率和占空比。為了解決上述標記機控制系統存在的缺點(diǎn)，采用單片機ATmegal6和USB轉換RS232接口器件CH341T組成通信接口，標記控制系統升級到USB接口：采用ATmegal6的相頻修正PWM替換555振蕩電路，可直接通過(guò)PC軟件修正PWM信號的頻率和占空比，使得PWM信號調整便捷。

　　2 ATmegal6相位與頻率修正PWM模式

　　ATmegal6相位與頻率修正PWM模式是一種頻率與占空比精確的PWM信號。采用固定TOP值的工作模式，即16種PWM波形產(chǎn)生模式的模式8，簡(jiǎn)稱(chēng)相頻修正PWM模式。

　　相頻修正PWM模式基于雙斜坡操作，其工作時(shí)序如圖1所示。TCNTn重復從BOTTOM計數到TOP，然后又從TOP返回至BOTTOM。在一般比較輸出模式下，當TCNTn向TOP計數時(shí)，若TCNTn與OCRlx相匹配，OClx清零，并置為低電平;當TCNTn向BOTTOM計數時(shí)，若TCNTn與OCRlx相匹配，OC1x置為高電平，工作于反向輸出比較時(shí)正好相反。比較單元在OClx引腳輸出PWM波形，其輸出PWM的頻率

　　步進(jìn)電機的步進(jìn)間隔時(shí)間是離散的，速度控制實(shí)質(zhì)是控制步進(jìn)電機產(chǎn)生步進(jìn)間隔時(shí)間，使步進(jìn)電機按給定的速度工作。若Ti為相鄰兩次走步間的時(shí)間間隔(秒)，Vi為進(jìn)給一步后的末速度(步/秒)，a為下一步加速度。則利用

　　ATmegal6的基準時(shí)鐘采用11.059 2 MHz無(wú)源晶體振蕩器。串口通訊協(xié)議為波特率19 200 bit/s,8位數據位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗位。驅動(dòng)器使用M542型(64細分)，57BYG步進(jìn)電機。最大標記幅面滿(mǎn)足260 mm×260 mm，數字/字母(4 mm高)的刻寫(xiě)速度3-6個(gè)/秒。該系統適用于平面、旋轉、平面一旋轉混合式標記。

　　5 結語(yǔ)

　　基于A(yíng)Tmegal6和CH341T改進(jìn)的標記機控制系統大大緩解PC機的工作負擔;應用基于A(yíng)Tmegal6的相頻修正PWM模式，可通過(guò)軟件調整高頻電磁閥所需的PWM信號;使用TIPl22三極管替換直流繼電器后，驅動(dòng)電路更簡(jiǎn)便和便宜。標記控制軟件從原來(lái)常用的并口模式或插擴展卡的模式升級到USB模式，適合于臺式PC機和筆記本電腦.現已實(shí)現多標記頭在一臺PC機控制下的異步工作。