三碟DVD/CD機架模組性能測試儀的研制

關鍵詞： C52；DVD；CD；測試

前言
近兩年來,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,機芯廠家趨向于為客戶提供完整的機架組件,包含機芯和全套托盤傳動及控制機構。但由于該機架組件各主要傳動部件為塑膠件,易發(fā)生形變,在批量生產時傳動性能不易進行控制, 使系統(tǒng)軟件的編寫較難確定合適的參數(shù)， 致使成品整機常出現(xiàn)碟盤轉不到位等故障情況。為控制3碟DVD/CD機架組件的傳動機構的質量, 有必要對相關的參數(shù)進行測試,以控制部件和裝配質量。為此, 我們根據(jù)Thomson 所產3碟DVD/CD機芯的特點,研制了3碟機轉盤機構的性能測試儀,以解決3碟DVD/CD機生產中的質量控制問題。

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工作時的各時間參數(shù)、選片功能、剎車性能等參數(shù)，從而監(jiān)控生產質量,并隨時對質量進行跟蹤改進。
產品用于測試時的電路連接關系如圖1所示, 其中位置傳感信號來自于機架馬達板上的3個光斬波器,分別監(jiān)測轉盤位置、進門狀態(tài)和關門狀態(tài)。馬達控制信號可控制光碟盤匣的進出(開關門)、選片等動作。

系統(tǒng)結構及原理
該測試儀系統(tǒng)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、鍵盤掃描等功能。
功能鍵有單步/連續(xù)旋轉選擇鍵(選擇轉盤連續(xù)旋轉還是一個盤一個盤的對位旋轉)、開關門控制鍵和機芯上、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(shù)據(jù)，共分兩屏顯示。對馬達的控制分兩路, 一路是控制開關門馬達，進而控制托盤匣的開門和關門，利用馬達驅動器IC LB1641驅動。另一路控制選片轉盤的馬達，進而控制每次碟盤轉到位，用分立元件三極管驅動。位置探測利用馬達板上的光斬波器RPI-574進行。3個斬波器放在不同位置, 可分別探測開門到位、關門到位、轉盤旋轉速度等情況。
串口驅動電路引出標準的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 轉盤旋轉參數(shù)

圖4 測試儀軟件流程圖

測量和控制原理
在Thomson TC3C/TC3D產品規(guī)格說明書中,規(guī)定轉盤旋轉時的參數(shù)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下方的盤片位置標示槽決定的,波形的形狀也是槽的形狀。當轉盤旋轉時,槽的不同位置將經過光斬波器,該探測器則會輸出相應的連續(xù)波形。 當傳動機構阻尼情況變化時, 該波形上不同時間段的長度也將不同。 若這些變量的值超出Spec中規(guī)定的范圍,則會引發(fā)軟件識別碟片位置和控制上的困難,從而帶來邏輯混亂,引發(fā)產品質量問題。 本測試儀正是通過單片機的內部定時器來測量這些變量值,通過與Spec中的值比較,從而判斷產品質量的好壞。
將DISCPOS信號由I/O口輸入AT89C52,通過電平判斷的方法,計算不同位置段的長度,即可測出Spec中的參數(shù)。我們選擇T2、T2a、 T7、Tskip為測量參數(shù), 以反映傳動機構在不同齒輪位置時的運行情況和阻尼狀態(tài)。 其中對T7在馬達驅動不帶剎車脈沖和帶剎車脈沖兩種狀態(tài)下分別進行測試,以分別模擬自由旋轉和選片時的傳動阻尼狀況,以使與實際使用狀態(tài)對應。
轉盤馬達的控制是通過Discskip信號完成的,當Discskip=1時,驅動直流馬達旋轉,若在Discskip信號上產生PWM波,則可以控制馬達的速度和實施剎車動作。剎車從D點開始,根據(jù)產品Spec,剎車強度隨旋轉速度而變化。旋轉速度以預先測得的T2的長度為依據(jù),這樣根據(jù)不同的阻尼狀況,可自動、即時調整剎車強度, 使轉盤在E點都能完全停止到位,進而以提高產品的兼容性。
開關門馬達通過Drawer_in/Drawer_out信號控制。Discpos1和Discpos2信號分別用于監(jiān)測開門到位和關門到位狀況。Drawer_in有效時, 馬達向關門方向驅動,一旦監(jiān)測到關門到位后，便停止驅動。反之亦然。

軟件流程
軟件是該系統(tǒng)的核心,采用C51編制,在Keil C系統(tǒng)下編譯。通過Manley的仿真器SE-52調試完成。主要由初始化，測量及計算，轉盤馬達驅動及PWM波產生, 開關門控制及機芯上、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(shù)是不同的。測量時會根據(jù)跳線設置進行自動選擇。其程序流程如圖4所示。
結語
本測試儀結構緊湊,操作簡便,顯示明晰,成本低廉,已在生產中成功應用。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似產品中(多碟DVD/CD機架模組),屆時只需根據(jù)特定產品的Spec對軟件中參數(shù)進行少量改動，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 賴其文著.《8051單片機C語言開發(fā)環(huán)境實務與設計》.科學出版社. 2002.1

作者簡介: 李立東,男,浙江大學光電系碩士畢業(yè),現(xiàn)為 湯姆盛光學主件(深圳)有限公司高級電子工程師。