CN103760813A - 全自动贴片机在dos操作系统下的实时采样控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统及方法，解决了全自动贴片机在DOS操作系统下无法产生精确采样周期，进而导致电机的控制精度低的问题。该系统包括PC104嵌入式系统、CPLD模块和有源时钟，所述有源时钟作为CPLD模块的基准时钟，有源时钟的时钟信号输出端与CPLD模块的时钟信号输入端连接，CPLD模块的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接；所述方法是由嵌入在PC104嵌入式系统的控制模块实现的。本发明适用于对全自动贴片机在DOS操作系统下实时采样控制。

Description

全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统及方法
技术领域
本发明涉及全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制领域。
背景技术
全自动贴片机是整个SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)生产线上的最重要也是最复杂的设备。本发明涉及的贴片机在结构上属于拱架式贴片机，它的运动控制系统从总体上分为X、Y、Z、θ轴四个部分。Z、θ轴位于贴装头上，Z轴负责吸嘴头上下垂直运动吸取元件，θ轴负责吸嘴头旋转运动。由此可见，每个吸嘴头各需要一个Z轴和θ轴电机负责控制。
针对这种多任务的实时控制，我们使用PC104嵌入式系统，PC104上装载DOS操作系统。操作系统的多任务和并发性满足了对8个电机的控制需要。一般贴片机对Z、θ轴电机的控制精度要求都很高，因为它们的控制精度直接影响到芯片的贴装精度。在现代采样控制中，精确控制电机的必备条件是采样周期必须精确。采样周期不精确，就没有办法对被控对象建立基本的数学模型，自然就无法精确控制被控对象。产生采样周期最简单的办法就是利用DOS操作系统下定时器任务，但它产生的采样周期不准确，没法满足控制要求。这是因为操作系统的一个最大特点是基于任务调度式的，每个任务有着自己的优先级，优先级高的先执行，优先级低的后执行，并且高优先级的任务可以打断低优先级任务的执行。然而DOS系统下的定时器任务的优先级较低，容易被别的高优先级任务打断，造成系统定时不准确。
发明内容
本发明为了解决全自动贴片机在DOS操作系统下无法产生精确采样周期，进而导致电机的控制精度低的问题，提出了全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统及方法。
全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统包括PC104嵌入式系统、CPLD模块和有源时钟，所述有源时钟作为CPLD模块的基准时钟，有源时钟的时钟信号输出端与CPLD模块的时钟信号输入端连接，CPLD模块的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接。
PC104嵌入式系统中嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收模块，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统产生中断，启动采集控制流程的采样中断模块，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动模块。
全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法，它是基于下述系统实现的，所述系统包括PC104嵌入式系统、CPLD模块和有源时钟，所述有源时钟作为CPLD模块的基准时钟，有源时钟的时钟信号输出端与CPLD模块的时钟信号输入端连接，CPLD模块的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接，所述方法是由嵌入在PC104嵌入式系统的控制模块实现的，所述方法包括以下步骤：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收步骤，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统产生中断，启动采集控制流程的采样中断步骤，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动步骤。
有益效果：本发明所述系统通过CPLD模块对有源时钟产生的20MHz的时钟信号进行分频，获得5KHz的脉冲信号，将该脉冲信号引入到PC104嵌入式系统的不可屏蔽中断的输入引脚，作为PC104嵌入式系统的采样周期，使优先级较低的DOS操作系统下的定时器任务提升为高优先级任务，即该定时器任务不会被其他任务打断，PC104嵌入式系统每隔200μs就会产生中断，PC104嵌入式系统中的CPU在PC104嵌入式系统产生中断后对电机的反馈信号进行采集，进而使全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统能够产生精确地采样周期，实现DOS操作系统下的实时采样控制，本发明所提出的方法可以使电机运行精度提高10%以上。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统包括PC104嵌入式系统3、CPLD模块2和有源时钟1，所述有源时钟1作为CPLD模块2的基准时钟，有源时钟1的时钟信号输出端与CPLD模块2的时钟信号输入端连接，CPLD模块2的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统3的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统3内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接。
本实施方式中，CPLD模块2通过对有源时钟1产生的时钟信号分频，得到脉冲信号，并将该脉冲信号引入到PC104嵌入式系统3的不可屏蔽中断的输入引脚，使优先级较低的DOS操作系统下的定时器任务提升为高优先级任务，使该定时器任务不会被其他任务打断，进而使全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统能够产生精确地采样周期，实现DOS操作系统下的实时采样控制。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统的区别在于，所述有源时钟1的时钟信号的频率为20MHz。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统的区别在于，所述脉冲信号的频率为5KHz。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统的区别在于，PC104嵌入式系统3中嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收模块，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统3产生中断，启动采集控制流程的采样中断模块，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动模块。
具体实施方式五、本具体实施方式所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法是基于下述系统实现的，所述系统包括PC104嵌入式系统3、CPLD模块2和有源时钟1，所述有源时钟1作为CPLD模块2的基准时钟，有源时钟1的时钟信号输出端与CPLD模块2的时钟信号输入端连接，CPLD模块2的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统3的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统3内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接，所述方法是由嵌入在PC104嵌入式系统3的控制模块实现的，所述方法包括以下步骤：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收步骤，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统3产生中断，启动采集控制流程的采样中断步骤，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动步骤。
具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式五所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法的区别在于，所述有源时钟1的时钟信号的频率为20MHz。
具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式五所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法的区别在于，所述脉冲信号的频率为5KHz。

Claims (7)

1.全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统，它包括PC104嵌入式系统（3），其特征在于，它还包括CPLD模块（2）和有源时钟（1），所述有源时钟（1）作为CPLD模块（2）的基准时钟，有源时钟（1）的时钟信号输出端与CPLD模块（2）的时钟信号输入端连接，CPLD模块（2）的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统（3）的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统（3）内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统，其特征在于，所述有源时钟（1）的时钟信号的频率为20MHz。
3.根据权利要求1所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统，其特征在于，所述脉冲信号的频率为5KHz。
4.根据权利要求1所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制系统，其特征在于，PC104嵌入式系统（3）中嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收模块，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统（3）产生中断，启动采集控制流程的采样中断模块，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动模块。
5.全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法，它是基于下述系统实现的，所述系统包括PC104嵌入式系统（3）、CPLD模块（2）和有源时钟（1），所述有源时钟（1）作为CPLD模块（2）的基准时钟，有源时钟（1）的时钟信号输出端与CPLD模块（2）的时钟信号输入端连接，CPLD模块（2）的脉冲信号输出端与PC104嵌入式系统（3）的不可屏蔽中断的输入引脚连接，该引脚触发PC104嵌入式系统（3）内的采样控制流程启动，采集的电机驱动信号输出端与贴片机的驱动机构的驱动信号输入端连接，其特征在于，所述方法是由嵌入在PC104嵌入式系统（3）的控制模块实现的，所述方法包括以下步骤：
用于接收脉冲信号的脉冲信号接收步骤，
用于根据脉冲信号使PC104嵌入式系统（3）产生中断，启动采集控制流程的采样中断步骤，
用于根据采样中断模块采集的电机反馈信号控制电机工作状态的电机驱动步骤。
6.根据权利要求5所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法，其特征在于，所述有源时钟（1）的时钟信号的频率为20MHz。
7.根据权利要求5所述的全自动贴片机在DOS操作系统下的实时采样控制方法，其特征在于，所述脉冲信号的频率为5KHz。
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