基于單片機的高速貼片機控制系統改造設計與實現

引言

隨著表面貼裝技術（Surface Mounted Technology，SMT）的不斷優化及貼片元器件制作工藝的迅速發展，貼片機在電子制造業中的應用日益突出。CM402型高速貼片機是由日本松下公司研發和生產，針對某些特定工件、按特定工序進行批量加工的專用設備。根據筆者為期兩周的現場調查和論證，傳統CM402型高速貼片機在拼接料生產過程中，若出現拼接料檢知停止時，停機掃料的時間將影響到生產效率。通過認真分析該設備的工序流程及閱讀其用戶手冊，可將此拼接料檢知、停機掃料程序進行技術改造，并在原有電控系統上利用PVS控制系統替代Timer（計時器），可實現接料不停機控制功能，從而可提升其生產效率。

本文以利用PIC16F628單片機構成PVS控制系統為例，從硬件系統設計和軟件系統設計入手，給出了印制電路板圖、電路原理圖及源代碼。

硬件系統設計

該PVS控制系統以PIC16F628單片機為核心，由PIC16F628單片機及其外圍元器件、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單片機及其外圍元器件

PIC16F628單片機是由Microchip公司生產的PIC系列8位CMOS閃存單片機之一，該系列單片機采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式結構，具有執行速度高、功耗低、體積小巧、工作電壓低、驅動能力強、品種豐富等優越性能。其總線結構采取數據總線和指令線分離獨立的哈佛（Harvord）結構，具有很高的流水處理速度。與同類8位單片機相比，程序存儲器可節省一半，指令運行速度可以提高4倍左右。PIC16F628單片機封裝形式為DIP-18，配合相應程序，該芯片可實現繼電器智能控制功能，即配合其他配套電路可構成PVS控制系統，實現CM402型貼片機接料不停機控制功能。JP2為報警信號輸入端、JP5為PC機并口解鎖信號輸入端、SB1、SB2為定時時間調節按鈕，LED1～LED6構成定時時間顯示電路，單只LED亮表示10s，全部亮表示60s。

電源模塊

電源模塊設計的質量直接關系到PVS控制系統的穩定性。該控制系統直接利用CM402型貼片機的+24V穩壓電源，故采用穩壓性能較好的三端穩壓集成電路LM7812、LM7805實現兩級穩壓，為單片機、光電耦合器等元器件提供+5V直流穩壓電源。JP1為24V電源輸入端，與CM402貼片機相應插座直接連接。

繼電器模塊

繼電器模塊由晶體管驅動電路和固態繼電器構成。其中VT1、VT2選用C9014型晶體管；歐姆龍TQ2-24V型24V繼電器。該模塊工作狀態由單片機RA4（第3腳）控制，并通過JP3、JP4與CM402型貼片機相應端口相連。

軟件系統設計

軟件環鏡基于MPLAB IDE V8.33，編譯器HI-TECH C,仿真器ICD2.0燒寫PIC16F628芯片實現CM402型貼片機控制系統改造設計功能。

實現程序如下：

#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;