CN101054749A - 电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统，驱动板包括数据单元、基极与数据单元输出端相连接的三极管驱动电路，数据单元为单片机，单片机的输出信号口与三极管驱动电路的基极相电连接；控制系统包括多个电磁选针器、驱动电磁选针器的控制器，每个电磁选针器包括电磁选针组件、具有上述技术特征的电磁选针器驱动板，由于电磁选针器驱动板的数据单元采用单片机，花纹数据在织造前存储在单片机上，在织造时，该单片机可直接通过三极管驱动电路驱动电磁选针器组件，因此该电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统无数据传输路径问题，提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。

Description

电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统

                            技术领域

本发明属于纺织机械领域，特别是关于大针数的电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统。

                            背景技术

电磁选针器是电子提花机的关键组件，由电磁选针组件和电磁选针器驱动板组成，通常一个组件为8针。现有技术的电磁选针器驱动板包括安装在其上的数据单元，该数据单元通常为串入并出移位寄存器，移位寄存器的输出端连接有三极管作驱动，三极管串联在电源和电磁选针器组件之间。通常该电磁选针器组件为线圈，串入并出移位寄存器的输出端的高电平或者低电平可以控制三极管的导通或者截止，当三极管导通时，线圈得电，电磁选针器动作，当三极管截止时，线圈不得电，电磁选针器没有相应的动作。因此，外部的控制器可以通过向串入并出移位寄存器内的每一位写入不同的花纹数据(0或1)来控制电磁选针器的动作。比如5120针的电子提花机，若每个串入并出移位寄存器为8位，则需要这样的串入并出移位寄存器640片。外部的控制器不能一一地向这些寄存器分别写入花纹数据，因为这样的方案需要数量很大的地址线和选通线，超出了通常微处理器MCU的口线能力，如果用扩展口线的方法，则很不经济。目前的设计多是把所有的寄存器串联组成一个大的寄存器列，外部的控制器从一个数据端口把数据串行压入这个寄存器列，经过与寄存器位数对应的多次移位之后，全部花纹数据就都压入这个寄存器列中，这时打开每个寄存器的输出许可端，这些寄存器的输出端就通过三极管驱动电路控制电磁选针器动作。这样的方案实际是把所有的寄存器连接成一个巨大的器件，MCU只对这一个器件操作，因此不需要复杂的寻址和选通电路。这一技术方案虽然有结构简单、成本较低的优点，但是存在数据传输路径长，因此抗干扰性较差，数据传输错误率较高，系统可靠性较差。

                            发明内容

本发明目的就是为解决现有技术的不足而提供一种消除电磁选针器组件之间的数据关联性从而提高数据传输的可靠性和抗干扰性的电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机的电子提花机控制系统。

为解决上述技术问题本发明的技术方案为：一种电磁选针器驱动板，包括数据单元、基极与所述的数据单元输出端相连接的三极管驱动电路，所述的数据单元为单片机，所述的单片机集成有存储单元、串行通信接口、输入信号口、输出信号口，所述的单片机的输出信号口与三极管驱动电路的基极相电连接，在织造开始前，所述的单片机通过串行通信接口接收织造花纹数据，并将该数据存储在其内的存储单元中，当织造开始时，所述的单片机从输入信号口接收同步控制信号，将存储在其内的数据通过输出信号口输出到所述的三极管驱动电路从而控制所述的三极管驱动电路。

所述的串行通信接口为I2C、CAN、RS485中的一种。

所述的单片机内设置有上电复位电路和内部时钟产生电路。

本发明还提供了一种采用上述技术特征的电磁选针器驱动板的电子提花机的控制系统，包括多个电磁选针器、驱动所述的电磁选针器的控制器，所述的每个电磁选针器包括电磁选针组件、电磁选针器驱动板，所述的电磁选针器驱动板包括数据单元、基极与所述的数据单元输出端相电连接的三极管驱动电路，所述的电磁选针组件连接在所述的三极管驱动板的输出端和供电电源之间从而形成开关，所述的数据单元为单片机，所述的单片机集成有存储单元、串行通信接口、输入信号口、输出信号口，所述的单片机的输出信号口与三极管驱动电路的基极相电连接，所述的控制器包括串行通信接口、同步信号输出端口，所述的控制器的串行通信接口与所述的单片机的串行通信接口相电连接，所述的控制器的同步信号输出端口与所述的数据单元的输入信号口相电连接。

对上述技术方案的变化和解释如下：

1、所述的多个电磁选针器至少分为两个独立的电磁选针器组，每个电磁选针器组内的数据单元的串行通信接口相电连接，所述的控制器具有与所述的电磁选针器组个数相同的串行通信接口，所述的控制器的串行通信接口与所述的电磁选针器组的串行通信接口相对应连接，通过对电磁选针器进行分组，可进一步缩短数据传输路径，提高数据传输的可靠性。

为了提高该系统的抗干扰性，在所述的控制器与所述的电磁选针器组之间电连接有隔离电路。

更进一步地，所述的控制器包括一主控制器、多个分控制器，所述的主控制器通过串行通信接口与各分控制器相电连接，所述的分控制器通过串行通信接口与电磁选针器组中的每个电磁选针器的数据单元相电连接，主控制器通过分控制器与每个电磁选针器驱动板上的数据单元进行信息交互。

将隔离电路设置在所述的主控制器与所述的各分控制器之间。

所述的串行通信接口为I2C、CAN、RS485中的一种。

由于采用了上述的技术方案，本发明的优点为：由于电磁选针器驱动板的数据单元采用单片机，该单片机集成的存储单元是非易失性存贮器，花纹数据在织造前存储在单片机上，故花纹数据存储后不会因为断电使数据丢失，在织造时，该单片机可直接通过三极管驱动电路驱动电磁选针器组件，因此该电磁选针器驱动板及采用该驱动板的电子提花机控制系统无数据传输路径问题，也无各电磁选针器组件之间的数据关联问题，整体上提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。

                            附图说明

附图1为本发明电磁选针器的电原理框图；

附图2为本发明电磁选针器驱动板的电原理图；

附图3为本发明电子提花机控制系统的电原理框图；

附图4为本发明电子提花机控制器的电原理框图；

其中：1、电磁选针器；11、电磁选针器组；12、电磁选针器驱动板；13、电磁选针组件；

2、控制器；21、主控制器；211、嵌入式微处理器；212、存储机构；2121、无线数据传输模块；2122、非易失性存储器；2123、存储卡；213、角度检测器；214、串行通信接口；215、同步信号输出端口；216、断电检测电路；

22、分控制器；221、嵌入式微处理器；222、串行通信接口；223、同步信号输出端口；

23、隔离电路；

                          具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

如附图1和附图2所示的电磁选针器驱动板，包括数据单元U1、三极管驱动电路U2，所述的数据单元U1为单片机，该单片机集成有存储单元、串行通信接口ST1和串行通信接口ST2、输入信号口T1和输入信号口T2、输出信号口D0～D7，所述的单片机的输出信号口D0～D7与三极管驱动电路U2的基极A0～A7相电连接，三极管的集电极和发射极串联在电源和电磁选针组件13之间形成开关。

其中，该单片机的串行通信接口可选择I2C、CAN、RS485中的一种。

并且每个单片机内设置有上电复位电路和内部时钟产生电路，此为本技术领域公知技术，在此不再用附图说明。

所述的单片机内还集成有A/D转换器，该转换器具有两个模拟输入端口AD0、AD1，通过测量电压自动识别和形成该单片机的地址码。

在织造开始前，所述的单片机通过串行通信接口接收织造花纹数据，并将该数据存储在其内的存储单元中，该单片机集成的存储单元是非易失性存贮器，花纹数据在织造前存储在单片机上，故花纹数据存储后不会因为断电使数据丢失。

当织造开始时，所述的单片机从输入信号口接收同步控制信号，将存储在其内的数据通过输出信号口输出到所述的三极管驱动电路U2从而控制所述的三极管驱动电路U2。

本发明还提供了采用该电磁选针器驱动板的电子提花机控制系统，如附图3所示，该控制系统包括多个电磁选针器1、驱动所述的电磁选针器1的控制器2。

其中，每个电磁选针器1包括电磁选针组件13、电磁选针器驱动板12，所述的电磁选针器驱动板12包括数据单元U1、基极与所述的数据单元U1输出端相电连接的三极管驱动电路U2，所述的电磁选针组件13连接在所述的三极管驱动板12的输出端和供电电源之间从而形成开关，该数据单元U1为单片机，在单片机集成有存储单元、串行通信接口、输入信号口、输出信号口，所述的单片机的输出信号口与三极管驱动电路U2的基极相电连接。

在本最佳实施例中，将所述的多个电磁选针器1至少分为两个独立的电磁选针器组11，每个电磁选针器组11内的数据单元U1的串行通信接口相电连接。

控制器2包括一主控制器21、与所述的电磁选针器组11的个数相同的分控制器22，所述的主控制器21通过串行通信接口与各分控制器22相电连接，所述的每个分控制器22也通过串行通信接口与电磁选针器组11相一一连接。

主控制器21和分控制器22的串行通信接口可选择I2C、CAN、RS485中的一种。

为了提高系统的抗干扰性，在所述的主控制器21与所述的各分控制器22之间电连接有隔离电路23，该隔离电路23可通过光电耦合器实现。

附图4为本发明主控制器21与分控制器22电原理详细框图，其中，主控制器21包括嵌入式微处理器211、用于存储织造花纹数据的存储机构212，所述的存储机构212包括无线数据传输模块2121、非易失性存储器2122，所述的无线数据传输模块2121用于接收原始织造花纹数据，该数据输入到所述的嵌入式微处理器211，嵌入式微处理器211对织造花纹数据进行格式转换后输出到非易失性存储器2122中进行保存，从而使得嵌入式微处理器211在进行提花工作的时候，只需从非易失性存储器2122中读出转换后的花纹数据输出即可。无线数据传输模块采用ZigBee模块，非易失性存储器2122可采用FLASH存储器，该无线数据传输模块2121和非易失性存储器2122可用存储卡2123替换同样可实现上述功能，为了可靠起见，在本实施例中，将无线数据传输模块2121、非易失性存储器2122和存储卡2123都设置在主控制器21上，它们都可以与嵌入式微处理器211进行数据交互。

该主控制器21还包括串行通信接口214、同步信号输出端口215，所述的串行通信接口214与同步信号输出端口215分别与嵌入式微处理器211相接。

主控制器21上还电连接有角度检测器213的输出端，所述的角度检测器213设置在提花机的主传动轴或与织机的主传动轴之上，用于获取并输出电子提花机或织机的主轴同步信息，角度检测器213选用角度编码器。

主控制器21还包括断电检测电路216，该断电检测电路216的输出端与所述的嵌入式微处理器211的一输入端相电连接，所述的断电检测电路216用于提示所述的嵌入式微处理器211在意外断电时保存数据，从而以防止在断电的时候可能对系统造成的数据错误。

每个分控制器22包括一嵌入式微处理器221、串行通信接口222、同步信号输出端口223，所述的每个分控制器22的串行通信接口222与主控制器21的串行通信接口214相电连接，所述的每个分控制器22的同步信号输出端口223与主控制器21的同步信号输出端口215相电连接。

从而主控制器21与各分控制器22组成一个主从通信系统进行信息交互，主控制器21是这个通信系统的主机，分控制器22是这个通信系统的从机。

下面将详细介绍本发明电子提花机控制系统的工作原理：

在提花机启动前，主控制器21的嵌入式微处理器211将从无线数据传输模块2121或存储卡2123上接收或读入原始织造花纹数据，对原始织造花纹数据转换，并对数据进行分组，将转换后的格式存储在非易失性存储器2122或存储卡2123上，同时主控制器21的嵌入式微处理器211通过串行通信接口214将每组对应的转换后的花纹数据输入到分控制器22的嵌入式微处理器221中，嵌入式微处理器221片内通常集成有FLASH存储器。所述的各分控制器22将数据输出给相应的电磁选针器组11，电磁选针器组11中的每个电磁选针器1上的单片机通过串行通信接口读取其花纹数据，并将花纹数据存贮在单片机内集成的存储器内，由于存储器为非易失性存储器，故即使断电花纹数据也不会丢失。

提花机启动后，主控制器21根据角度检测器213输出的同步信息进行处理，通过同步信号输出端口215输出同步控制信号，电磁选针器组11中的每个电磁选针器1上的单片机根据同步控制信号，从存储器中读取花纹数据并输出给每个电磁选针器组件对应的三极管，通过三极管驱动电路驱动电磁选针组件动作，因此在电磁选针器之间无数据传输路径问题，也无各电磁选针组件之间的数据关联问题，大大提高了系统的可靠性和抗干扰性。

Claims (9)

1、一种电磁选针器驱动板，包括数据单元(U1)、基极与所述的数据单元(U1)输出端相连接的三极管驱动电路(U2)，其特征在于：所述的数据单元(U1)为单片机，所述的单片机集成有存储单元、串行通信接口、输入信号口、输出信号口，所述的单片机的输出信号口与三极管驱动电路(U2)的基极相电连接，在织造开始前，所述的单片机通过串行通信接口接收织造花纹数据，并将该数据存储在其内的存储单元中，当织造开始时，所述的单片机从输入信号口接收同步控制信号，将存储在其内的数据通过输出信号口输出到所述的三极管驱动电路(U2)从而控制所述的三极管驱动电路(U2)。

2、根据权利要求1所述的电磁选针器驱动板，其特征在于：所述的串行通信接口为I2C、CAN、RS485中的一种。

3、根据权利要求1所述的电磁选针器驱动板，其特征在于：所述的单片机内设置有上电复位电路和内部时钟产生电路。

4、一种电子提花机的控制系统，包括多个电磁选针器(1)、驱动所述的电磁选针器(1)的控制器(2)，所述的每个电磁选针器(1)包括电磁选针组件(13)、电磁选针器驱动板(12)，所述的电磁选针器驱动板(12)包括数据单元(U1)、基极与所述的数据单元(U1)输出端相电连接的三极管驱动电路(U2)，所述的电磁选针组件(13)连接在所述的三极管驱动板(12)的输出端和供电电源之间从而形成开关，其特征在于：所述的数据单元(U1)为单片机，所述的单片机集成有存储单元、串行通信接口、输入信号口、输出信号口，所述的单片机的输出信号口与三极管驱动电路(U2)的基极相电连接，所述的控制器(2)包括串行通信接口、同步信号输出端口，所述的控制器(2)的串行通信接口与所述的单片机的串行通信接口相电连接，所述的控制器(2)的同步信号输出端口与所述的数据单元(U1)的输入信号口相电连接。

5、根据权利要求4所述的电子提花机的控制系统，其特征在于：所述的多个电磁选针器(1)至少分为两个独立的电磁选针器组(11)，每个电磁选针器组(11)内的数据单元(U1)的串行通信接口相电连接，所述的控制器(2)具有与所述的电磁选针器组(11)个数相同的串行通信接口，所述的控制器(2)的串行通信接口与所述的电磁选针器组(11)的串行通信接口相对应连接。

6、根据权利要求5所述的电子提花机的控制系统，其特征在于：所述的控制器(2)与所述的电磁选针器组(11)之间电连接有隔离电路(23)。

7、根据权利要求5所述的电子提花机的控制系统，其特征在于：所述的控制器(2)包括一主控制器(21)、多个分控制器(22)，所述的主控制器(21)通过串行通信接口与各分控制器(22)相电连接，所述的分控制器(22)通过串行通信接口与电磁选针器组(11)中的每个电磁选针器(1)的数据单元(U1)相电连接，主控制器(21)通过分控制器(22)与每个电磁选针器驱动板(12)上的数据单元(U1)进行信息交互。

8、根据权利要求7所述的电子提花机的控制系统，其特征在于：所述的主控制器(21)与所述的各分控制器(22)之间电连接有隔离电路(23)。

9、根据权利要求4或5或7所述的电子提花机的控制系统，其特征在于：所述的串行通信接口为I2C、CAN、RS485中的一种。

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