基于PIC单片机的CM402型高速贴片机控制系统改造设计与实现

XJzy

引言

随着表面贴装技术（Surface Mounted Technology，SMT）的不断优化及贴片元器件制作工艺的迅速发展，贴片机在电子制造业中的应用日益突出。CM402型高速贴片机是由日本松下公司研发和生产，针对某些特定工件、按特定工序进行批量加工的专用设备。根据笔者为期两周的现场调查和论证，传统CM402型高速贴片机在拼接料生产过程中，若出现拼接料检知停止时，停机扫料的时间将影响到生产效率。通过认真分析该设备的工序流程及阅读其用户手册，可将此拼接料检知、停机扫料程序进行技术改造，并在原有电控系统上利用PVS控制系统替代Timer（计时器），可实现接料不停机控制功能，从而可提升其生产效率。

本文以利用PIC16F628单片机构成PVS控制系统为例，从硬件系统设计和软件系统设计入手，给出了印制电路板图、电路原理图及源代码。

硬件系统设计

该PVS控制系统以PIC16F628单片机为核心，由PIC16F628单片机及其外围元器件、电源模块、继电器模块组成，印制电路板和电路原理图如图1、图2所示。

图1 印制电路板

图2 原理图

PIC16F628单片机及其外围元器件

PIC16F628单片机是由Microchip公司生产的PIC系列8位CMOS闪存单片机之一，该系列单片机采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式结构，具有执行速度高、功耗低、体积小巧、工作电压低、驱动能力强、品种丰富等优越性能。其总线结构采取数据总线和指令线分离独立的哈佛（Harvord）结构，具有很高的流水处理速度。与同类8位单片机相比，程序存储器可节省一半，指令运行速度可以提高4倍左右。PIC16F628单片机封装形式为DIP-18，配合相应程序，该芯片可实现继电器智能控制功能，即配合其他配套电路可构成PVS控制系统，实现CM402型贴片机接料不停机控制功能。JP2为报警信号输入端、JP5为PC机并口解锁信号输入端、SB1、SB2为定时时间调节按钮，LED1～LED6构成定时时间显示电路，单只LED亮表示10s，全部亮表示60s。

电源模块

电源模块设计的质量直接关系到PVS控制系统的稳定性。该控制系统直接利用CM402型贴片机的+24V稳压电源，故采用稳压性能较好的三端稳压集成电路LM7812、LM7805实现两级稳压，为单片机、光电耦合器等元器件提供+5V直流稳压电源。JP1为24V电源输入端，与CM402贴片机相应插座直接连接。

继电器模块

继电器模块由晶体管驱动电路和固态继电器构成。其中VT1、VT2选用C9014型晶体管；欧姆龙TQ2-24V型24V继电器。该模块工作状态由单片机RA4（第3脚）控制，并通过JP3、JP4与CM402型贴片机相应端口相连。

软件系统设计

软件环镜基于MPLAB IDE V8.33，编译器HI-TECH C,仿真器ICD2.0烧写PIC16F628芯片实现CM402型贴片机控制系统改造设计功能。

实现程序如下：

#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; //本次键码

uchar Key_Backup = 0x00,Key_Backup1 = 0x00; //备份键码

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");//清看门狗

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;

}

结束语

该PVS控制系统以PIC16F628单片机为核心，具有集成度高、性能稳定、抗干扰能力强、性价比高等优点。该PVS控制系统已制作成品销售，由苏州翔庆精密机械有限公司等单位经过6个月的联机生产验证，证明该设计方案可靠、可行。利用该PVS控制系统改造CM402型贴片机，预期可提升生产力约4%，具有良好的实用价值。

作者：湖南有色金属职业技术学院 李响初  上海振华科技有限公司 蔡振华