CN106603905A - 一种工业相机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业相机的控制装置，通过单片机集成单元接收上位机发送的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，通过脉冲触发信号中的第一电平触发采集卡控制工业相机进行拍照和曝光，从而使工业相机实现按照上位机输出的拍照指令信号拍摄物体的功能，通过脉冲触发信号中的第二电平触发采集卡控制工业相机停止拍照和曝光。与现有技术中的PLC相比，单片机集成单元设计简单且价格较低，从而可以降低成本，并且还有利于批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种工业相机的控制装置。
背景技术
随着科技的迅速发展，机器视觉领域很快走进了人们的生活、工作和学习中。工业相机是机器视觉系统的一个最关键的组件，一般工业相机是在采集卡的控制下实现工作的，在采集卡控制工业相机时，一般需要外部触发信号触发并控制其拍照及曝光时间，以将物体拍摄下来。
现有的机器视觉系统一般包括：上位机、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)、采集卡以及工业相机。其中，上位机向PLC发送指令信号，PLC根据指令信号向采集卡发送触发信号，以触发采集卡控制工业相机进行拍照。虽然PLC的稳定性比较强，但由于其价格相对较高，导致生产成本增加，不利于大批量的生产使用。
因此，如何降低生产成本是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种工业相机的控制装置，用以解决现有技术中由于PLC价格较高，导致生产成本增加的问题。
因此，本发明实施例提供了一种工业相机的控制装置，包括：至少用于输出拍照指令信号的上位机，至少用于控制所述工业相机进行拍照和曝光的采集卡；还包括：连接于所述上位机与所述采集卡之间的单片机集成单元；其中，
所述单片机集成单元用于在当前预设拍照周期内接收所述上位机输出的所述拍照指令信号，并将所述拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，并将所述脉冲触发信号发送给所述采集卡；
所述采集卡用于接收所述脉冲触发信号；若接收到的所述脉冲触发信号的电平为第一电平，则在所述第一电平的控制下将相机启动控制信号发送给所述工业相机，控制所述工业相机进行拍照和曝光；若接收到的所述脉冲触发信号的电平为第二电平，则在所述第二电平的控制下将相机停止控制信号发送给所述工业相机，控制所述工业相机停止拍照和曝光。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述单片机集成单元包括：指令接收模块、单片机模块以及信号输出模块；其中，
所述指令接收模块用于在所述当前预设拍照周期内接收所述拍照指令信号，并将接收到的所述拍照指令信号发送给所述单片机模块；
所述单片机模块用于对所述拍照指令信号进行数据处理和信号转换，生成具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号；
所述信号输出模块用于将生成的所述脉冲触发信号发送给所述采集卡。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述单片机模块具体用于根据接收到的所述拍照指令信号确定拍照曝光时长；
生成维持时长为所述拍照曝光时长的具有第一电平的触发信号；
在具有所述第一电平的触发信号的维持时长达到所述拍照曝光时长后，生成具有第二电平的触发信号，并进入下一个预设拍照周期。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述单片机模块包括：STC12C5A60AS2处理器芯片、晶体谐振器、第一电容、第二电容、第三电容、开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一发光二极管、第二发光二极管；其中，
所述STC12C5A60AS2处理器芯片的第三引脚与第一通信接口相连，第四引脚与第二通信接口相连，第十引脚与所述第一发光二极管的阴极相连，第十一引脚与所述第二发光二极管的阴极相连，第十八引脚与所述晶体谐振器的第一端相连，第十九引脚与晶体谐振器的第二端相连，第二十引脚与接地端相连，第三十一引脚分别与所述开关的第一端、所述第三电阻的第一端以及所述第三电容的负极相连，第三十九引脚与电平信号生成端相连，第四十引脚与直流电源端相连；其中，所述第二通信接口用于接收所述指令接收模块发送的所述拍照指令信号，所述第一通信接口用于发送所述STC12C5A60AS2处理器芯片接收到的所述拍照指令信号；
所述第一发光二极管的阳极与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述直流电源端相连；
所述第二发光二极管的阳极与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述直流电源端相连；
所述第一电容的第一端与所述晶体谐振器的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述接地端相连；
所述第二电容的第一端与所述晶体谐振器的第二端相连，所述第二电容的第二端与所述接地端相连；
所述第三电容的正极与所述直流电源端相连；
所述开关的第二端与所述直流电源端相连；
所述第三电阻的第二端与所述接地端相连。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述指令接收模块包括：RS232串口转换芯片、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、RS232接口；其中，
所述第四电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第一引脚相连，第二端与所述RS232串口转换芯片的第三引脚相连；
所述第五电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第二引脚相连，第二端与所述直流电源端相连；
所述第六电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第四引脚相连，第二端与所述RS232串口转换芯片的第五引脚之间；
所述第七电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第六引脚相连，第二端与所述接地端相连；
所述RS232串口转换芯片的第十一引脚与所述第一通信接口相连，第十二引脚与所述第二通信接口相连，第十三引脚与所述RS232接口的第三针相连，第十四引脚与所述RS232接口的第二针相连，第十五引脚与所述接地端相连，第十六引脚与所述直流电源端相连；
所述RS232接口的第五针与所述接地端相连。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述信号输出模块包括：光耦隔离电路、放大用三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三发光二极管、二极管、第一电感以及第二电感；其中，
所述第四电阻的第一端与所述电平信号生成端相连，第二端与所述放大用三极管的第一极相连；
所述第五电阻的第一端与所述直流电源端相连，第二端与所述放大用三极管的第二极相连；
所述放大用三极管的第三极分别与所述第六电阻的第一端以及第一触发信号输出端相连；
所述第六电阻的第二端与所述第三发光二极管的阳极相连；
所述第三发光二极管的阴极与所述第一电感的第一端相连；
所述第七电阻的第一端与所述第一电感的第二端相连，所述第七电阻的第二端分别与所述光耦隔离电路中的发光二极管的阳极以及所述第八电阻的第一端相连；
所述第八电阻的第二端分别与所述光耦隔离电路中的光电二极管的阴极以及所述第二电感的第一端相连；
所述第二电感的第二端分别与所述接地端以及第二触发信号输出端相连；
所述二极管的阳极与所述光耦隔离电路中的三极管的基极相连，阴极与所述直流电源端相连；
所述第九电阻的第一端与所述直流电源端相连，第二端与所述光耦隔离电路中的三极管的集电极相连；
所述光耦隔离电路中的三极管的发射极与所述接地端相连。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述采集卡还用于实时采集和存储所述工业相机拍照和曝光后得到的图像，并将所述工业相机拍照和曝光后得到的图像发送给所述上位机；
所述上位机还用于接收并存储所述采集卡发送的所述工业相机拍照和曝光后得到的图像。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述采集卡至少包括：
PCIeX4模块，用于将所述工业相机拍照和曝光后得到的图像发送给所述上位机；
相机连接模块，用于将所述相机启动控制信号与所述相机停止控制信号发送给所述工业相机，以及接收所述工业相机拍照和曝光后得到的图像。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述PCIeX4模块包括：新型串行PCIExpress总线数据传输接口。
较佳地，在本发明实施例提供的控制装置中，所述相机连接模块包括：具有CameraLink标准的串行通信接口。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的工业相机的控制装置，通过单片机集成单元接收上位机发送的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，通过脉冲触发信号中的第一电平触发采集卡控制工业相机进行拍照和曝光，从而使工业相机实现按照上位机输出的拍照指令信号拍摄物体的功能，通过脉冲触发信号中的第二电平触发采集卡控制工业相机停止拍照和曝光。与现有技术中的PLC相比，单片机集成单元设计简单且价格较低，从而可以降低成本，并且还有利于批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例提供的工业相机的控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的控制装置的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的单片机集成单元中单片机模块的具体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的单片机集成单元中指令接收模块的具体结构示意图；
图5a为本发明实施例提供的单片机集成单元中信号输出模块的具体结构示意图之一；
图5b为本发明实施例提供的单片机集成单元中信号输出模块的具体结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的控制装置中单片机集成单元的工作流程图；
图7为本发明实施例提供的控制装置的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的工业相机的控制装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供了一种工业相机的控制装置，如图1所示，包括：至少用于输出拍照指令信号的上位机10，至少用于控制工业相机20进行拍照和曝光的采集卡30；还包括：连接于上位机10与采集卡30之间的单片机集成单元40；其中，
单片机集成单元40用于在当前预设拍照周期内接收上位机10输出的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，并将脉冲触发信号发送给采集卡30；
采集卡30用于接收脉冲触发信号；若接收到的脉冲触发信号的电平为第一电平，则在第一电平的控制下将相机启动控制信号发送给工业相机20，控制工业相机20进行拍照和曝光；若接收到的脉冲触发信号的电平为第二电平，则在第二电平的控制下将相机停止控制信号发送给工业相机20，控制工业相机20停止拍照和曝光。
本发明实施例提供的上述工业相机的控制装置，通过单片机集成单元接收上位机发送的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，通过脉冲触发信号中的第一电平触发采集卡控制工业相机进行拍照和曝光，从而使工业相机实现按照上位机输出的拍照指令信号拍摄物体的功能，通过脉冲触发信号中的第二电平触发采集卡控制工业相机停止拍照和曝光。与现有技术中的PLC相比，单片机集成单元设计简单且价格较低，从而可以降低成本，并且还有利于批量生产。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述控制装置中，当采集卡在高电平的触发下控制工业相机进行拍照和曝光时，脉冲触发信号的第一电平为高电平，第二电平为低电平；当采集卡在低电平的触发下控制工业相机进行拍照和曝光时，脉冲触发信号的第一电平为低电平，第二电平为高电平。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图2所示，单片机集成单元40包括：指令接收模块41、单片机模块42以及信号输出模块43；其中，
指令接收模块41用于在当前预设拍照周期内接收拍照指令信号，并将接收到的拍照指令信号发送给单片机模块；
单片机模块42用于对拍照指令信号进行数据处理和信号转换，生成具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号；
信号输出模块43用于将生成的脉冲触发信号发送给采集卡30。
本发明实施例提供的上述控制装置中，由于单片机集成单元包括：指令接收模块、单片机模块以及信号输出模块；其中，通过这三个模块的相互配合，可以通过简单的结构实现具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号的输出，从而可以简化结构设计，降低生产成本。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，单片机模块具体用于根据接收到的拍照指令信号确定拍照曝光时长；
生成维持时长为拍照曝光时长的具有第一电平的触发信号；
在具有第一电平的触发信号的维持时长达到拍照曝光时长后，生成具有第二电平的触发信号，并进入下一个预设拍照周期。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，生成维持时长为拍照曝光时长的具有第一电平的触发信号，具体包括：根据拍照曝光时长确定T0型定时器计时器的计时时长；
输出维持时长为T0型定时器计时器的计时时长的具有第一电平的触发信号。这样可以使得到的具有第一电平的触发信号的连续时间精确到毫秒级甚至微秒级，从而可以实现对工业相机进行毫秒级甚至微秒级的控制。
为了校验单片机集成单元是否接收到了指令控制信号，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，单片机集成单元还用于将接收到的拍照指令信号发送给上位机；
上位机还用于接收单片机发送的拍照指令信号。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，单片机模块用于对拍照指令信号进行数据处理和信号转换的同时，控制指令接收模块将单片机模块接收到的拍照指令信号发送给上位机。
一般地，上位机还可以通过实时改变参数设置来控制拍照指令信号，当单片机集成单元接收到改变后的拍照指令信号后，通过其中的单片机模块确定出不同的拍照曝光时长，从而可以使具有第一电平的触发信号的连续时间改变，进而使工业相机的拍照曝光时长改变，因此可以获得不同的成图像信息。例如，当拍照曝光时长较短时，工业相机在1s时间内可以拍摄10次，即获得10幅图像；当拍照曝光时长较长时，工业相机在1s时间内可以拍摄5次，即获得5幅图像。
一般工业相机拍照得到图像是为了检测被拍照物体的结构和质量等性能，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，采集卡还用于实时采集工业相机拍照和曝光后得到的图像，并将工业相机拍照和曝光后得到的图像发送给上位机；
上位机还用于接收并存储采集卡发送的工业相机拍照和曝光后得到的图像。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图2所示，采集卡30至少可以包括：
PCIeX4模块31，用于将工业相机20拍照和曝光后得到的图像发送给上位机10；
相机连接模块32，用于将相机启动控制信号和相机停止控制信号发送给工业相机20，以及接收工业相机20拍照和曝光后得到的图像。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，还包括：电源模块，用于向直流电源端输入直流电压。
下面结合具体实施例，对本发明提供的控制装置中的单片机集成单元进行详细说明。需要说明的是，本实施例是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图3所示，单片机模块具体可以包括：STC12C5A60AS2处理器芯片U1、晶体谐振器Y、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、开关K、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2；其中，
STC12C5A60AS2处理器芯片U1的第三引脚u1_3与第一通信接口RXD2相连，第四引脚u1_4与第二通信接口TXD2相连，第十引脚u1_10与第一发光二极管D1的阴极相连，第十一引脚u1_11与第二发光二极管D2的阴极相连，第十八引脚u1_18与晶体谐振器Y的第一端相连，第十九引脚u1_19与晶体谐振器Y的第二端相连，第二十引脚u1_20与接地端GND相连，第三十一引脚u1_30分别与开关K的第一端、第三电阻R3的第一端以及第三电容的负极相连，第三十九引脚u1_39与电平信号生成端P0_0相连，第四十引脚u1_40与直流电源端VCC相连；其中，第二通信接口TXD2用于接收指令接收模块发送的拍照指令信号，第一通信接口RXD2用于发送STC12C5A60AS2处理器芯片U1接收到的拍照指令信号；
第一发光二极管D1的阳极与第一电阻R1的第一端相连，第一电阻R1的第二端与直流电源端VCC相连；
第二发光二极管D2的阳极与第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第二端与直流电源端VCC相连；
第一电容C1的第一端与晶体谐振器Y的第一端相连，第一电容C1的第二端与接地端GND相连；
第二电容C2的第一端与晶体谐振器Y的第二端相连，第二电容C2的第二端与接地端GND相连；
第三电容C3的正极与直流电源端VCC相连；
开关K的第二端与直流电源端VCC相连；
第三电阻R3的第二端与接地端GND相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图3所示，STC12C5A60AS2处理器芯片U1一共具有40个引脚，即第一至第四十引脚u1_1～u1_40，除第三引脚u1_3、第四引脚u1_4、第十引脚u1_10、第十一引脚u1_11、第十八引脚u1_18、第十九引脚u1_19、第二十引脚u1_20、第三十一引脚u1_31、第三十九引脚u1_39、第四十引脚u1_40之外，其余各引脚可以处于浮接状态；当然，其余各引脚也可以与预留连接端口相连，用于与外部电路进行信号传输。由于这些设置均与现有技术相同，为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，晶体谐振器为具有11.0592MHz的频率的石英晶体振荡器。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第一电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第一电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第二电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第二电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第一电容和第二电容的电容量均为33pF。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第三电容的电容量为10uF。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第三电容的正极与直流电源端相连，第三电容的负极与STC12C5A60AS2处理器芯片的第三十一引脚相连，这样可以保证直流电源端与第三十一引脚之间的电流的稳定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第一电阻的电阻值和第二电阻的电阻值均为1KΩ。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第三电阻的电阻值为10KΩ。
以上仅是举例说明本发明实施例提供的上述控制装置中单片机集成单元的单片机模块的具体结构，在具体实施时，信号转换模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图4所示，指令接收模块具体可以包括：RS232串口转换芯片U2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、RS232接口COM；其中，
第四电容C4的第一端与RS232串口转换芯片U2的第一引脚u2_1相连，第二端与RS232串口转换芯片U2的第三引脚u2_3相连；
第五电容C5的第一端与RS232串口转换芯片U2的第二引脚u2_2相连，第二端与直流电源端VCC相连；
第六电容C6的第一端与RS232串口转换芯片U2的第四引脚u2_4相连，第二端与RS232串口转换芯片U2的第五引脚u2_5相连；
第七电容C7的第一端与RS232串口转换芯片U2的第六引脚u2_6相连，第二端与接地端GND相连；
RS232串口转换芯片U2的第十一引脚u2_11与第一通信接口RXD2相连，第十二引脚u2_12与第二通信接口TXD2相连，第十三引脚u2_13与RS232接口COM的第三针com_3相连，第十四引脚u2_14与RS232接口COM的第二针com_2相连，第十五引脚u2_15与接地端GND相连，第十六引脚u2_16与直流电源端VCC相连；
RS232接口COM的第五针com_5与接地端GND相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图4所示。RS232串口转换芯片U2一共具有16个引脚，即第一至第十六引脚u2_1～u2_16，除第一至第六引脚u2_1～u2_6，第十一至第十六引脚u2_11～u2_16之外，其余各引脚可以处于浮接状态；当然，其余各引脚也可以与预留连接端口相连，用于与外部电路进行信号传输。由于这些设置均与现有技术相同，为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图4所示。RS232接口COM一共具有9个针，除第二针com_2、第三针com_3、第五针com_5之外，其余各针可以处于浮接状态。由于这些设置均与现有技术相同，为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，一般RS232接口以及RS232串口转换芯片需要通过与T1型定时器相互配合以实现信号传输功能，其中T1型定时器为8位工作模式。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第四电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第四电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第五电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第五电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第六电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第六电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第七电容的第一端可以为正极，第二端可以为负极；或者，第七电容的第一端可以为负极，第二端可以为正极，在此不作限定。
以上仅是举例说明本发明实施例提供的上述控制装置中单片机集成单元的指令接收模块的具体结构，在具体实施时，指令接收模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图5a和图5b所示，信号输出模块具体可以包括：光耦隔离电路OC、放大用三极管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三发光二极管D3、二极管D4、第一电感L1以及第二电感L2；其中，
第四电阻R4的第一端与电平信号生成端P0_0相连，第二端与放大用三极管Q1的第一极相连；
第五电阻R5的第一端与直流电源端VCC相连，第二端与放大用三极管Q2的第二极相连；
放大用三极管Q2的第三极分别与第六电阻R6的第一端以及第一触发信号输出端Output_1+相连；
第六电阻R6的第二端与第三发光二极管D3的阳极相连；
第三发光二极管D3的阴极与第一电感L1的第一端相连；
第七电阻R7的第一端与第一电感L1的第二端相连，第七电阻R7的第二端分别与光耦隔离电路OC中的发光二极管D_OC的阳极以及第八电阻R8的第一端相连；
第八电阻R8的第二端分别与光耦隔离电路OC中的光电二极管D_OC的阴极以及第二电感L2的第一端相连；
第二电感L2的第二端分别与接地端GND以及第二触发信号输出端Output_1-相连；
二极管D4的阳极与光耦隔离电路OC中的三极管D_OC的基极相连，阴极与直流电源端VCC相连；
第九电阻R9的第一端与直流电源端VCC相连，第二端与光耦隔离电路OC中的三极管D_OC的集电极相连；
光耦隔离电路OC中的三极管D_OC的发射极与接地端GND相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第一触发信号输出端与第二触发信号输出端分别与采集卡上对应的信号端相连，以向采集卡发送具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第四电阻的电阻值为50Ω。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第五电阻的电阻值为10KΩ。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第六电阻的电阻值为10KΩ。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第七电阻的电阻值为650Ω。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第八电阻的电阻值为110Ω。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，第九电阻的电阻值为13.3KΩ。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，如图5a所示，放大用三极管Q1可以为NPN型晶体管，并且第一极为基极、第二级为集电极、第三极为发射极。或者，如图5b所示，放大用三极管Q1也可以是PNP型晶体管，并且第一极为基极、第二极为发射极、第三极为集电极。该放大用三极管Q1可以为薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，或者也可以为金属氧化物半导体场效应管(MOS，Metal Oxide Scmiconductor)，在此不作限定。
需要说明的是，如图5a和图5b所示，光耦隔离电路OC还具有预留输出端Out；其中，预留输出端Out分别与第八电阻R8的第二端以及光耦隔离电路OC中的三极管D_OC的集电极相连。
需要说明的是，光耦隔离电路的具体结构与现有技术相同，为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
以上仅是举例说明本发明实施例提供的上述控制装置中单片机集成单元的信号输出模块的具体结构，在具体实施时，信号输出模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，在单片机集成单元中，通过指令接收模块中的RS232接口与上位机连接，以通过RS232接口的第三针接收拍照指令信号，并通过RS232串口转换芯片以及与RS232串口转换芯片的引脚相连的各元件的相互配合将拍照指令信号发送给第二通信接口。单片机模块通过第二通信接口接收拍照指令信号，再通过STC12C5A60AS2处理器芯片、与STC12C5A60AS2处理器芯片的引脚连接的各元件以及STC12C5A60AS2处理器芯片内部预存的逻辑程序的相互配合，通过电平信号生成端P0_0输出具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号。信号输出模块通过电平信号生成端P0_0接收具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，并通过信号输出模块中各元件的相互配合，向第一触发信号输出端发送具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号。采集卡通过与第一触发信号输出端对应的信号端接收具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号。因此，由于STC12C5A60AS2处理器芯片内部具有预存的逻辑程序，使得单片机集成单元与现有的PLC相比，结构简单，成本较低。
为了校验单片机集成单元是否接收到了指令控制信号，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，在单片机集成单元中，单片机模块通过STC12C5A60AS2处理器芯片、与STC12C5A60AS2处理器芯片的引脚连接的各元件以及STC12C5A60AS2处理器芯片内部预存的逻辑程序的相互配合，将接收到的拍照指令信号通过第一通信接口发送给指令接收模块。指令接收模块通过第一通信接口接收单片机模块发送的拍照指令信号，并通过RS232串口转换芯片以及与RS232串口转换芯片的引脚相连的各元件的相互配合，将接收到的单片机模块发送的拍照指令信号通过RS232接口的第二针发送给上位机。
一般STC12C5A60AS2处理器芯片与RS232串口转换芯片是在5V的直流电压下实现工作的，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，电源模块向直流电源端输入的电压为5V。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，还包括：初始化模块，用于将晶体谐振器初始化为初始频率，以及将T1型定时器的工作模式初始化为1T，8位；其中，初始频率为晶体谐振器的固有频率；1T为T1型定时器的时钟周期。
下面以脉冲触发信号的第一电平为高电平为例，对本发明实施例提供的单片机集成单元的具体工作流程进行说明，如图6所示，单片机集成单元的工作具体包括：
S601、指令接收模块在当前预设拍照周期内接收拍照指令信号，并将接收到的拍照指令信号发送给单片机模块。
S602、单片机模块根据接收到的拍照指令信号确定拍照曝光时长。
S603、单片机模块根据拍照曝光时长确定T0型定时器计时器的计时时长。
S604、单片机模块输出维持时长为T0型定时器计时器的计时时长的具有高电平的触发信号；其中，信号输出模块将生成的具有高电平的触发信号发送给采集卡。
一般常用1代表高电平，0代表低电平，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，控制单片机模块的电平信号生成端置1。
S605、在具有第一电平的触发信号的维持时长达到拍照曝光时长后，生成具有第二电平的触发信号，并进入下一个预设拍照周期；其中，信号输出模块将生成的具有低电平的触发信号发送给采集卡。
一般常用1代表高电平，0代表低电平，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，控制单片机模块的电平信号生成端置0。
本发明实施例提供的上述工业相机的控制装置中的单片机集成单元可以通过简单的设计，实现接收上位机发送的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为脉冲触发信号，以触发采集卡控制工业相机进行拍照和曝光，从而使工业相机实现拍摄物体的功能，从而可以降低生产成本。并且由于单片机集成单元与PLC相比，功耗较低，可以进一步节省能耗。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，PCIeX4模块具体可以包括：新型串行PCI Express总线数据传输接口。当然，PCIeX4模块也可以包括可以实现本发明功能的其它类型的数据传输接口，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述控制装置中，相机连接模块具体可以包括：具有CameraLink标准的串行通信接口。当然，相机连接模块也可以包括可以实现本发明功能的其它标准类型的串行通信接口，在此不作限定。
下面以脉冲触发信号的第一电平为高电平为例，说明本发明实施例提供的上述控制装置的工作流程。如图7所示，控制装置的工作具体包括：
S701、上位机输出拍照指令信号；
S702、单片机集成单元在当前预设拍照周期内接收上位机输出的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有高电平和低电平的脉冲触发信号，并将脉冲触发信号发送给采集卡；
S703、采集卡接收脉冲触发信号；若采集卡接收到的脉冲触发信号的电平为高电平，则执行步骤S704；若采集卡接收到的脉冲触发信号的电平为低电平，则执行步骤S705；
S704、采集卡在高电平的控制下将相机启动控制信号发送给工业相机，控制工业相机进行拍照和曝光；
S705、采集卡在低电平的控制下将相机停止控制信号发送给工业相机，控制工业相机停止拍照和曝光。
本发明实施例提供的工业相机的控制装置，通过单片机集成单元接收上位机发送的拍照指令信号，并将拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，通过脉冲触发信号中的第一电平触发采集卡控制工业相机进行拍照和曝光，从而使工业相机实现按照上位机输出的拍照指令信号拍摄物体的功能，通过脉冲触发信号中的第二电平触发采集卡控制工业相机停止拍照和曝光。与现有技术中的PLC相比，单片机集成单元设计简单且价格较低，从而可以降低成本，并且还有利于批量生产。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种工业相机的控制装置，包括：至少用于输出拍照指令信号的上位机，至少用于控制所述工业相机进行拍照和曝光的采集卡；其特征在于，还包括：连接于所述上位机与所述采集卡之间的单片机集成单元；其中，
所述单片机集成单元用于在当前预设拍照周期内接收所述上位机输出的所述拍照指令信号，并将所述拍照指令信号转换为具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号，并将所述脉冲触发信号发送给所述采集卡；
所述采集卡用于接收所述脉冲触发信号；若接收到的所述脉冲触发信号的电平为第一电平，则在所述第一电平的控制下将相机启动控制信号发送给所述工业相机，控制所述工业相机进行拍照和曝光；若接收到的所述脉冲触发信号的电平为第二电平，则在所述第二电平的控制下将相机停止控制信号发送给所述工业相机，控制所述工业相机停止拍照和曝光。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述单片机集成单元包括：指令接收模块、单片机模块以及信号输出模块；其中，
所述指令接收模块用于在所述当前预设拍照周期内接收所述拍照指令信号，并将接收到的所述拍照指令信号发送给所述单片机模块；
所述单片机模块用于对所述拍照指令信号进行数据处理和信号转换，生成具有第一电平和第二电平的脉冲触发信号；
所述信号输出模块用于将生成的所述脉冲触发信号发送给所述采集卡。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述单片机模块具体用于根据接收到的所述拍照指令信号确定拍照曝光时长；
生成维持时长为所述拍照曝光时长的具有第一电平的触发信号；
在具有所述第一电平的触发信号的维持时长达到所述拍照曝光时长后，生成具有第二电平的触发信号，并进入下一个预设拍照周期。
4.如权利要求2或3所述的控制装置，其特征在于，所述单片机模块包括：STC12C5A60AS2处理器芯片、晶体谐振器、第一电容、第二电容、第三电容、开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一发光二极管、第二发光二极管；其中，
所述STC12C5A60AS2处理器芯片的第三引脚与第一通信接口相连，第四引脚与第二通信接口相连，第十引脚与所述第一发光二极管的阴极相连，第十一引脚与所述第二发光二极管的阴极相连，第十八引脚与所述晶体谐振器的第一端相连，第十九引脚与晶体谐振器的第二端相连，第二十引脚与接地端相连，第三十一引脚分别与所述开关的第一端、所述第三电阻的第一端以及所述第三电容的负极相连，第三十九引脚与电平信号生成端相连，第四十引脚与直流电源端相连；其中，所述第二通信接口用于接收所述指令接收模块发送的所述拍照指令信号，所述第一通信接口用于发送所述STC12C5A60AS2处理器芯片接收到的所述拍照指令信号；
所述第一发光二极管的阳极与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述直流电源端相连；
所述第二发光二极管的阳极与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述直流电源端相连；
所述第一电容的第一端与所述晶体谐振器的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述接地端相连；
所述第二电容的第一端与所述晶体谐振器的第二端相连，所述第二电容的第二端与所述接地端相连；
所述第三电容的正极与所述直流电源端相连；
所述开关的第二端与所述直流电源端相连；
所述第三电阻的第二端与所述接地端相连。
5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述指令接收模块包括：RS232串口转换芯片、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、RS232接口；其中，
所述第四电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第一引脚相连，第二端与所述RS232串口转换芯片的第三引脚相连；
所述第五电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第二引脚相连，第二端与所述直流电源端相连；
所述第六电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第四引脚相连，第二端与所述RS232串口转换芯片的第五引脚之间；
所述第七电容的第一端与所述RS232串口转换芯片的第六引脚相连，第二端与所述接地端相连；
所述RS232串口转换芯片的第十一引脚与所述第一通信接口相连，第十二引脚与所述第二通信接口相连，第十三引脚与所述RS232接口的第三针相连，第十四引脚与所述RS232接口的第二针相连，第十五引脚与所述接地端相连，第十六引脚与所述直流电源端相连；
所述RS232接口的第五针与所述接地端相连。
6.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述信号输出模块包括：光耦隔离电路、放大用三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三发光二极管、二极管、第一电感以及第二电感；其中，
所述第四电阻的第一端与所述电平信号生成端相连，第二端与所述放大用三极管的第一极相连；
所述第五电阻的第一端与所述直流电源端相连，第二端与所述放大用三极管的第二极相连；
所述放大用三极管的第三极分别与所述第六电阻的第一端以及第一触发信号输出端相连；
所述第六电阻的第二端与所述第三发光二极管的阳极相连；
所述第三发光二极管的阴极与所述第一电感的第一端相连；
所述第七电阻的第一端与所述第一电感的第二端相连，所述第七电阻的第二端分别与所述光耦隔离电路中的发光二极管的阳极以及所述第八电阻的第一端相连；
所述第八电阻的第二端分别与所述光耦隔离电路中的光电二极管的阴极以及所述第二电感的第一端相连；
所述第二电感的第二端分别与所述接地端以及第二触发信号输出端相连；
所述二极管的阳极与所述光耦隔离电路中的三极管的基极相连，阴极与所述直流电源端相连；
所述第九电阻的第一端与所述直流电源端相连，第二端与所述光耦隔离电路中的三极管的集电极相连；
所述光耦隔离电路中的三极管的发射极与所述接地端相连。
7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述采集卡还用于实时采集和存储所述工业相机拍照和曝光后得到的图像，并将所述工业相机拍照和曝光后得到的图像发送给所述上位机；
所述上位机还用于接收并存储所述采集卡发送的所述工业相机拍照和曝光后得到的图像。
8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述采集卡至少包括：
PCIeX4模块，用于将所述工业相机拍照和曝光后得到的图像发送给所述上位机；
相机连接模块，用于将所述相机启动控制信号与所述相机停止控制信号发送给所述工业相机，以及接收所述工业相机拍照和曝光后得到的图像。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述PCIeX4模块包括：新型串行PCIExpress总线数据传输接口。
10.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述相机连接模块包括：具有CameraLink标准的串行通信接口。
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