基于PIC16F628單片機(jī)的CM402型高速貼片機(jī)控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

隨著表面貼裝技術(shù)（Surface Mounted Technology，SMT）的不斷優(yōu)化及貼片元器件制作工藝的迅速發(fā)展，貼片機(jī)在電子制造業(yè)中的應(yīng)用日益突出。CM402型高速貼片機(jī)是由日本松下公司研發(fā)和生產(chǎn)，針對(duì)某些特定工件、按特定工序進(jìn)行批量加工的專用設(shè)備。根據(jù)筆者為期兩周的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和論證，傳統(tǒng)CM402型高速貼片機(jī)在拼接料生產(chǎn)過程中，若出現(xiàn)拼接料檢知停止時(shí)，停機(jī)掃料的時(shí)間將影響到生產(chǎn)效率。通過認(rèn)真分析該設(shè)備的工序流程及閱讀其用戶手冊(cè)，可將此拼接料檢知、停機(jī)掃料程序進(jìn)行技術(shù)改造，并在原有電控系統(tǒng)上利用PVS控制系統(tǒng)替代Timer（計(jì)時(shí)器），可實(shí)現(xiàn)接料不停機(jī)控制功能，從而可提升其生產(chǎn)效率。

本文以利用PIC16F628單片機(jī)構(gòu)成PVS控制系統(tǒng)為例，從硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，給出了印制電路板圖、電路原理圖及源代碼。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該P(yáng)VS控制系統(tǒng)以PIC16F628單片機(jī)為核心，由PIC16F628單片機(jī)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

PIC16F628單片機(jī)及其外圍元器件

PIC16F628單片機(jī)是由Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列8位CMOS閃存單片機(jī)之一，該系列單片機(jī)采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式結(jié)構(gòu)，具有執(zhí)行速度高、功耗低、體積小巧、工作電壓低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、品種豐富等優(yōu)越性能。其總線結(jié)構(gòu)采取數(shù)據(jù)總線和指令線分離獨(dú)立的哈佛（Harvord）結(jié)構(gòu)，具有很高的流水處理速度。與同類8位單片機(jī)相比，程序存儲(chǔ)器可節(jié)省一半，指令運(yùn)行速度可以提高4倍左右。PIC16F628單片機(jī)封裝形式為DIP-18，配合相應(yīng)程序，該芯片可實(shí)現(xiàn)繼電器智能控制功能，即配合其他配套電路可構(gòu)成PVS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)CM402型貼片機(jī)接料不停機(jī)控制功能。JP2為報(bào)警信號(hào)輸入端、JP5為PC機(jī)并口解鎖信號(hào)輸入端、SB1、SB2為定時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)按鈕，LED1～LED6構(gòu)成定時(shí)時(shí)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(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到PVS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該控制系統(tǒng)直接利用CM402型貼片機(jī)的+24V穩(wěn)壓電源，故采用穩(wěn)壓性能較好的三端穩(wěn)壓集成電路LM7812、LM7805實(shí)現(xiàn)兩級(jí)穩(wěn)壓，為單片機(jī)、光電耦合器等元器件提供+5V直流穩(wěn)壓電源。JP1為24V電源輸入端，與CM402貼片機(jī)相應(yīng)插座直接連接。

繼電器模塊

繼電器模塊由晶體管驅(qū)動(dòng)電路和固態(tài)繼電器構(gòu)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(tài)由單片機(jī)RA4（第3腳）控制，并通過JP3、JP4與CM402型貼片機(jī)相應(yīng)端口相連。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

軟件環(huán)鏡基于MPLAB IDE V8.33，編譯器HI-TECH C,仿真器ICD2.0燒寫PIC16F628芯片實(shí)現(xiàn)CM402型貼片機(jī)控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)功能。

實(shí)現(xiàn)程序如下：

#include

__CONFIG(0X1F3C);

#define ulong unsigned long

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define RD (1)

#define WR (11)

#define WREN (12)

#define WRERR (13)

#define FREE (14)

#define CFGS (16)

#define EEPGD (17)

#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;

case 5:

RB2=1;

RB3=0;

RB4=0;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;

case 6:

RB2=0;

RB3=0;

RB4=0;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;

}

}

}

void ms(uint b)

{ uchar c;

while(b--)

for(c=123;c>0;c--);

}

void interrupt tmr1(void)

{ if(TMR1IF==1)

{ TMR1IF=0;

TMR1L=0XEF;

TMR1H=0XD8;

js++;

if(js==1000)

{ js=1;

if(OFF_ON==1)

{ if(ES_DATA!=0);

{ ES_DATA--;

if(ES_DATA==0)

{ a=out=0;

}

}

}

}

}

}

void X_Y_IN(void)

{ if((RB0==0)(RB1==0))

{ ms(2);

if((RB0==0)(RB1==0)((z++)==500))

{ temp1=1;

}

}

else

{ z=1;

temp1=0;

}

Key_Num1=temp1;

if((Key_Num1!=0x00)(Key_Num1 == Key_Backup1 ))

{ if(!Key_Dis_F1)

{ Key_Dis_F1 = 1;

asm(clrwdt);

if((RB0==0)(RB1==0))

{ OFF_ON=1;

}

}

}

else

{ Key_Backup1 = Key_Num1;

Key_Dis_F1 = 0;

}

}

void keyscan(void)

{ if((RB7==0)|(RB6==0))

{ ms(10);

if((RB7==0)|(RB6==0))

{ temp=1;

}

}

else

{ temp=0;

}

Key_Num=temp;

if((Key_Num!=0x00)(Key_Num == Key_Backup ))

{ if(!Key_Dis_F)

{ Key_Dis_F = 1;

asm(clrwdt);

if((RB6==0)(RB7==1))

{ ES--;

if(ES=1)

{ ES=1;

}

if(ES!=ES_BC_DATA)

{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;

writeByte(0x00,ES_BC_DATA);

writeByte(0x01,out);

writeByte(0x02,RA4);

writeByte(0x03,RB1);

writeByte(0x04,RB0);

writeByte(0x05,z);

}

}

if((RB6==1)(RB7==0))

{ ES++;

if(ES>=6)

{ ES=6;

}

if(ES!=ES_BC_DATA)

{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;

writeByte(0x00,ES_BC_DATA);

}

}

}

}

else

{ Key_Backup = Key_Num;

Key_Dis_F = 0;

}

}

char readByte(char addr)

{ char tmpEEPROM;

EEADR = addr;

SELECT_EEPROM();

START_READ_EEPROM();

tmpEEPROM = EEDATA;

return tmpEEPROM;

}

void writeByte(char addr, char data)

{ EEADR = addr;

EEDATA = data;

SELECT_EEPROM();

ENABLE_WRITE_EEPROM();

EECON2 = 0X55;

EECON2 = 0Xaa;

START_WRITE_EEPROM();

ENABLE_WRITE_EEPROM();

while(1 != EEIF);

EEIF = 0;

}

結(jié)束語

該P(yáng)VS控制系統(tǒng)以PIC16F628單片機(jī)為核心，具有集成度高、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。該P(yáng)VS控制系統(tǒng)已制作成品銷售，由蘇州翔慶精密機(jī)械有限公司等單位經(jīng)過6個(gè)月的聯(lián)機(jī)生產(chǎn)驗(yàn)證，證明該設(shè)計(jì)方案可靠、可行。利用該P(yáng)VS控制系統(tǒng)改造CM402型貼片機(jī)，預(yù)期可提升生產(chǎn)力約4%，具有良好的實(shí)用價(jià)值。