CN101354580B - 自动机床单片机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动机床单片机控制器，属自动控制技术领域，它特别适用于实现对小型自动机床的自动控制，其主要技术特征是它包括主控电路板、人机界面板、CAN总线，主控电路板与人机界面板之间通过CAN总线进行双向信号传输，外部控制信号以及键盘输入信号输入主控电路板，经过主控电路板上单片机处理，产生相应的输出信号和文本信号。输出信号通过主控电路板上的输出电路输出，文本信号通过人机界面板上的液晶显示屏输出。它能有效地简化机床控制线路、提高可靠性、降低成本、增加控制功能，具有结构简单、价格低、使用方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动机床单片机控制器，属自动控制技术领域，它特别适用于实现对小型自动机床的自动控制。
背景技术
现场总线是当今自动化控制领域技术发展的热点之一，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始。CAN(Controller Area Network)控制器局域网总线，在众多类型的工业现场总线中，CAN因其高性能、高可靠性及独特的设计，越来越受到人们的重视，许多单片机生产厂家如美国微芯公司(MicrochipTechnology Inc.)将PIC18F**8系列带CAN总线模块的单片机嵌入到他们的产品中，这就为用户提供了性价比非常高的应用方案。背景技术中，国内传统机床的控制电路大量使用控制电缆，其接线复杂、可靠性较低，故障率高。而采用CAN总线传输控制信号只需2根信号线，线路简单，故障率低。为克服传统机床控制电路的诸多缺陷，我们对基于CAN总线的自动机床单片机控制器进行了研制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动机床单片机控制器，它采用具有CAN总线接口的单片微型计算机做控制核心，采用标准CAN总线进行信号传输，能有效地简化机床控制线路、提高可靠性、降低成本、增加控制功能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种自动机床单片机控制器，它包括主控电路板、人机界面板、CAN总线，所述的主控电路板包括24路光电隔离输入模块、并入串出芯片组、主控板单片机、串入并出芯片组、24路光电隔离输出模块、主控板CAN总线光电隔离模块、主控板CAN总线接口、主控板系统电源模块；所述的人机界面板包括液晶显示模块、人机界面板单片机、矩阵键盘接口电路、人机界面板CAN总线光电隔离模块、人机界面板CAN总线接口、人机界面板系统电源模块；所述的CAN总线进行主控电路板和人机界面板之间的双向信号传输。
在主控电路板上，输入信号通过24路光电隔离输入模块到达并入串出芯片组，然后由主控板单片机的SPI串行接口将输入信号读入主控板单片机，主控板单片机同时通过主控板CAN总线光电隔离模块读入人机界面板上传过来的键盘输入信号。主控板单片机经过程序处理产生输出信号和文本信号，输出信号通过主控板单片机的SPI串行接口输出到串入并出芯片组，再经过24路光电隔离输出模块输出。文本信号则通过主控板CAN总线光电隔离模块和主控板CAN总线接口传输到人机界面板，通过液晶显示器显示文本信号。
人机界面板可接受64个按键开关输入信号，按键输入信号由人机界面板上的人机界面板单片机通过其SPI接口以及辅助芯片输出的列扫描信号通过矩阵扫描的方式采集得到。按键动作产生的输入信号又通过人机界面板单片机的输入引脚输入人机界面板单片机。按键输入信号经过人机界面板单片机程序处理后，通过人机界面板CAN总线光电隔离模块，经人机界面板CAN总线接口传输到主控电路板上的主控板单片机。经主控板单片机程序处理后产生的文本信号通过主控板CAN总线光电隔离模块和主控板CAN总线接口反馈传输到人机界面板单片机，经过人机界面板单片机处理后，通过其并行输出接口传输到液晶显示模块，文本信息最终在液晶屏上显示。
本发明同背景技术相比所产生的有益效果：
1、采用带CAN总线接口的单片微型计算机做控制核心，具有可靠性高、价格低、功能多的优点。
2、采用标准CAN总线进行双向信号传输，使控制线路简单、故障率低、使用方便。
附图说明
图1为本发明的总体方框图；
图2为图1中主控电路板的方框图；
图3为图1中人机界面板的方框图；
图4为主控电路板的原理图；
图5为人机界面板的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述：
如图1所示，一种自动机床单片机控制器，其特征在于它包括主控电路板、人机界面板、CAN总线，主控电路板和人机界面板之间通过CAN总线进行信号的双向传输。
如图2所示，主控电路板包括24路光电隔离输入模块M2、并入串出芯片组U5、U6、U7、主控板单片机U8、串入并出芯片组U1、U2、U3、24路光电隔离输出模块M1、主控板CAN总线光电隔离模块U4、主控板CAN总线接口P1、主控板系统电源模块POW1。
如图3所示，人机界面板包括液晶显示模块YJ1、人机界面板单片机U11、包含键盘接口P2、P3和辅助芯片U9、U10的矩阵键盘接口电路、人机界面板CAN总线光电隔离模块U12、人机界面板CAN总线接口P4、人机界面板系统电源模块POW2。
参看图4，外部输入信号通过24路光电隔离输入模块M2到达并入串出芯片组U5、U6、U7，由主控板单片机U8的SPI串行接口将输入信号读入主控板单片机U8。与此同时，主控板单片机U8通过主控板CAN总线接口P1以及主控板CAN总线光电隔离模块U4读入人机界面板上传输过来的键盘输入信号。主控板单片机U8经过程序处理产生输出信号和文本信号，输出信号通过主控板单片机U8的SPI串行接口输出到串入并出芯片组U1、U2、U3，再经过24路光电隔离输出模块M1输出。文本信号则通过主控板CAN总线光电隔离模块U4和主控板CAN总线接口P1传输到人机界面板，通过液晶显示模块YJ1的液晶显示器显示。
参看图5，在人机界面板上可接受64个按键开关输入信号，按键输入信号由人机界面板上的人机界面板单片机U11通过其SPI接口以及辅助芯片U9、U10输出的列扫描信号采用矩阵扫描的方式采集得到。按键动作产生的输入信号通过人机界面板单片机U11的输入引脚输入人机界面板单片机U11。按键输入信号经过人机界面板单片机U11程序处理后，通过人机界面板CAN总线光电隔离模块U12和人机界面板CAN总线接口P4传输到主控电路板上的主控板单片机U8。经主控板单片机U8程序处理后产生的文本信号通过主控板CAN总线光电隔离模块U4和主控板CAN总线接口P1反馈传输到人机界面板单片机U11，经过人机界面板单片机U11处理后，通过其并行输出接口传输到液晶显示模块YJ1，文本信息最终在液晶屏上显示。
Claims (6)
1.一种自动机床单片机控制器，其特征在于：它包括主控电路板、人机界面板、CAN总线，主控电路板与人机界面板之间通过CAN总线进行双向信号传输；所述的主控电路板包括24路光电隔离输入模块(M2)、并入串出芯片组(U5、U6、U7)、主控板单片机(U8)、串入并出芯片组(U1、U2、U3)、24路光电隔离输出模块(M1)、主控板CAN总线光电隔离模块(U4)、主控板CAN总线接口(P1)、主控板系统电源模块(POW1)；所述的人机界面板包括液晶显示模块(YJ1)、人机界面板单片机(U11)、包含键盘接口(P2、P3)和辅助芯片(U9、U10)的矩阵键盘接口电路、人机界面板CAN总线光电隔离模块(U12)、人机界面板CAN总线接口(P4)、人机界面板系统电源模块(POW2)。
2.根据权利要求1所述的自动机床单片机控制器，其特征在于所述的主控电路板上主控板单片机(U8)的型号是PIC18F458-E/F或PIC18F458-I/P。
3.根据权利要求1所述的自动机床单片机控制器，其特征在于所述的主控电路板上并入串出芯片组(U5、U6、U7)的型号是74HC165或74LS165。
4.根据权利要求1所述的自动机床单片机控制器，其特征在于所述的主控电路板上串入并出芯片组(U1、U2、U3)的型号是74HC595。
5.根据权利要求1所述的自动机床单片机控制器，其特征在于所述的人机界面板上辅助芯片(U9)的型号是ULN2803A。
6.根据权利要求1所述的自动机床单片机控制器，其特征在于所述的液晶显示模块(YJ1)的型号是OCMJ4X12B。
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