CN107484311B - 一种机器视觉光源多功能控制方法及控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器视觉光源多功能控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：当选择触发控制模式时，其具有高电平触发和低电平触发两种触发方式，通过I/O模块连接的输入端，对多个输出通道的输出参数逐个进行手动设置，该输出参数包括输出电平持续时间和输出电流大小，设置完毕后，进行触发操作，从而实现触发控制；当选择程控模式时，中央控制单元向输出端口输出38KHz的方波周期脉冲，并通过预先输入高电平占空比的值，控制各I/O模块输出通道的脉冲宽度，从而实现程控。本发明还公开了实施该方法的机器视觉光源多功能控制器。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉检测领域，具体涉及一种机器视觉光源多功能控制方法，及实施该方法的机器视觉光源多功能控制器。
背景技术
现有的机器视觉光源控制器，包括模拟控制器、数字控制器、频闪控制器等，但是这些控制器均只能完成一项控制，无法实现多种控制信号同时控制，功能单一，且体积较大，而需要进行输入输出时，需要另外在连接一个I/O连接装置，才能实施外部的输入输出，使用极为不便。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种机器视觉光源多功能控制方法，及实施该方法的机器视觉光源多功能控制器，解决现有机器视觉光源控制器功能单一，体积大，使用不便的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种机器视觉光源多功能控制方法，其包括以下步骤：
(1)设置中央控制单元，以及与中央控制单元电连接的电源模块、显示触发模块、I/O模块、模数转换模块和USB通信模块；
(2)于中央控制单元内设有控制芯片，于该控制芯片内嵌入有电流输出控制模块和数字I/O控制模块；
(3)所述电流输出控制模块包括触发控制模式和程控模式；
(4)当选择触发控制模式时，其具有高电平触发和低电平触发两种触发方式，通过I/O模块连接的输入端，对多个输出通道的输出参数逐个进行手动设置，该输出参数包括输出电平持续时间和输出电流大小，设置完毕后，进行触发操作，从而实现触发控制；
(5)当选择程控模式时，中央控制单元向输出端口输出38KHz的方波周期脉冲，并通过预先输入高电平占空比的值，控制各I/O模块输出通道的脉冲宽度，从而实现程控。
所述I/O模块包括多路输入端口和输出端口，输入端口通过单独配置为触发响应或中央控制单元读取I/O状态，或通过bit位输入，实现输入读取；输出端口通过中央控制单元控制输出或通过bit位输出，并通过中央控制单元读取输出端口当前状态。
所述bit位输入包括当输入端口为低电平时，bitN(N为0和正整数)位为0，输入端口为高电平时，bitN位为1。
所述bit位输出包括更改输出端口状态和读取输出端口状态，所述更改输出端口状态包括：当bitN位为0时，打开N+I输出端口，当bitN位为1时，关闭N+I输出端口；所述读取输出端口状态包括：N+1输出端口为低电平时bitN位为0，N+1输出端口为高电平时bitN位为1。
所述中央控制单元包括控制芯片及芯片外围电路；所述显示触发模块包括数码管或液晶屏及多个控制按键；所述I/O模块包括I/O控制电路及多路输入/输出插件；所述模数转换模块包括多个由模数转换芯片组成的脉冲模数转换电路；所述USB通信模块包括USB通信控制电路。
一种实施所述控制方法的机器视觉光源多功能控制器，其包括外壳及设于外壳内部的控制电路板，其中，所述控制电路板包括中央控制电路，以及与中央控制电路电连接的电源电路、显示触发装置、I/O控制电路、脉冲模数转换电路和USB通信电路。
所述中央控制电路包括控制芯片U1，电阻R1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C6，电容C7，电容C8，电容C17，电容C18和晶振器Y1，其中，所述晶振器Y1一端与电容C1一端及控制芯片U1的第6脚相连接，晶振器Y1另一端与电容C17一端及控制芯片U1的第7脚相连接，电容C6一端与电容C18一端及控制芯片U1的第12脚相连接，并接地，电容C6另一端与电容C18另一端及控制芯片U1的第13脚相连接，并连接3.3V电源，电容C7一端连接控制芯片U1的第18脚，并接地，电容C7另一端连接控制芯片U1的第19脚，并连接3.3V电源，电容C8一端连接控制芯片U1的第28脚和第31脚，并接地，电容C8另一端连接控制芯片U1的第32脚，并连接3.3V电源，电容C3一端连接控制芯片U1的第47脚，并接地，电容C3另一端连接控制芯片U1的第48脚，并连接3.3V电源，电容C2一端连接控制芯片U1的第63脚，并接地，电容C2另一端连接控制芯片U1的第64脚，并连接电源3.3V，电阻R1一端连接控制芯片U1的第60脚，电阻R1另一端、电容C1另一端及电容C17另一端均接地。
所述I/O控制电路包括插件J2，电容C4，电阻R4，电阻R5，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R29，电阻R30和三极管Q1，其中，所述插件J2的第1脚与电阻R4一端和电容C4一端相连接，并接地，插件J2的第2脚及电容C4另一端连接3.3V电源，电阻R4另一端连接插件J2的第3脚，插件J2的第15脚连接电阻R5一端，电阻R5另一端连接电阻R17一端，并连接12V电源，插件J2的第16脚与插件J2的第23脚、第24脚以及三极管Q1的C极相连接，三极管Q1的B极连接电阻R17另一端，三极管Q1的E极接地，插件J2的第17脚连接电阻R29一端，插件J2的第18脚连接电阻R30一端，插件J2的第19脚与电阻R18一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第20脚与电阻R19一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第21脚与电阻R20一端相连接，并连接中央控制电路，电阻R18另一端、电阻R19另一端和电阻R20另一端连接3.3V电源；插件J2的第4脚～第14脚、以及电阻R29另一端、电阻R30另一端均连接中央控制电路。
所述脉冲模数转换电路包括模数转换芯片U3，模数转换芯片U4，电阻R9，电阻R10，电阻R13，电阻R14，电容C5，电容C9，其中，所述模数转换芯片U3的第2脚连接电阻R10一端，模数转换芯片U4的第2脚连接电阻R9一端，模数转换芯片U3的第5脚连接电容C5一端，并接地，电容C5另一端连接模数转换芯片U3的第8脚及电阻R13一端，并连接12V电源，模数转换芯片U3的第6脚连接电阻R13另一端，模数转换芯片U4的第5脚连接电容C9一端，并接地，电容C9另一端连接模数转换芯片U4的第8脚及电阻R14一端，并连接12V电源，模数转换芯片U4的第6脚连接电阻R14另一端，电阻R9另一端和电阻R10另一端均连接3.3V电源。
所述显示触发装置包括数码管或液晶屏，以及多个控制按键。
本发明的有益效果是：集频闪控制和模拟控制及I/O模块于一体，输出可配置为触发模式：四路触发输出，输入口高低电平触发面板上可选择，可实时单路触发，输出口响应时间5uS以内。各路触发后输出时间可在面板上输出调整范围：1US-999US；输出也可配置为程控模式：由中央控制单元控制输出，响应时间1MS内。此模式下输出可调高电平时间的固定38KHZ的方波周期脉冲。输入端子可单独配置为触发响应，响应时间1MS内，光电隔离全部IO口。输入端子可由中央控制单元读取I/O状态，响应时间1mS内。输出口可由中央控制单元端口控制输出或BIT位输出，响应时间1MS内，可中央控制单元读取输出口当时状态。且本发明的控制器体积小，适用范围广。
附图说明
图1为本发明整体结构模块图；
图2为中央控制电路电路图；
图3为I/O控制电路电路图；
图4为脉冲模数转换电路电路图；
图5为USB通信电路电路图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图5，本实施例提供一种机器视觉光源多功能控制方法，其包括以下步骤：
(1)设置中央控制单元，以及与中央控制单元电连接的电源模块、显示触发模块、I/O模块、模数转换模块和USB通信模块；
(2)于中央控制单元内设有控制芯片，于该控制芯片内嵌入有电流输出控制模块和数字I/O控制模块；
(3)所述电流输出控制模块包括触发控制模式和程控模式；
(4)当选择触发控制模式时，其具有高电平触发和低电平触发两种触发方式，通过I/O模块连接的输入端，对多个输出通道的输出参数逐个进行手动设置，该输出参数包括输出电平持续时间和输出电流大小，设置完毕后，进行触发操作，从而实现触发控制；
(5)当选择程控模式时，中央控制单元向输出端口输出38KHz的方波周期脉冲，并通过预先输入高电平占空比的值，控制各I/O模块输出通道的脉冲宽度，从而实现程控。
所述I/O模块包括多路输入端口和输出端口，输入端口通过单独配置为触发响应或中央控制单元读取I/O状态，或通过bit位输入，实现输入读取；输出端口通过中央控制单元控制输出或通过bit位输出，并通过中央控制单元读取输出端口当前状态。
所述bit位输入包括当输入端口为低电平时，bitN(N为0和正整数)位为0，输入端口为高电平时，bitN位为1。
所述bit位输出包括更改输出端口状态和读取输出端口状态，所述更改输出端口状态包括：当bitN位为0时，打开N+1输出端口，当bitN位为1时，关闭N+1输出端口；所述读取输出端口状态包括：N+1输出端口为低电平时bitN位为0，N+1输出端口为高电平时bitN位为1。
所述中央控制单元包括控制芯片及芯片外围电路；所述显示触发模块包括数码管或液晶屏及多个控制按键；所述I/O模块包括I/O控制电路及多路输入/输出插件；所述模数转换模块包括多个由模数转换芯片组成的脉冲模数转换电路；所述USB通信模块包括USB通信控制电路。
一种实施所述控制方法的机器视觉光源多功能控制器，其包括外壳及设于外壳内部的控制电路板，其中，所述控制电路板包括中央控制电路，以及与中央控制电路电连接的电源电路、显示触发装置、I/O控制电路、脉冲模数转换电路和USB通信电路。
所述中央控制电路包括控制芯片U1，电阻R1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C6，电容C7，电容C8，电容C17，电容C18和晶振器Y1，其中，所述晶振器Y1一端与电容C1一端及控制芯片U1的第6脚相连接，晶振器Y1另一端与电容C17一端及控制芯片U1的第7脚相连接，电容C6一端与电容C18一端及控制芯片U1的第12脚相连接，并接地，电容C6另一端与电容C18另一端及控制芯片U1的第13脚相连接，并连接3.3V电源，电容C7一端连接控制芯片U1的第18脚，并接地，电容C7另一端连接控制芯片U1的第19脚，并连接3.3V电源，电容C8一端连接控制芯片U1的第28脚和第31脚，并接地，电容C8另一端连接控制芯片U1的第32脚，并连接3.3V电源，电容C3一端连接控制芯片U1的第47脚，并接地，电容C3另一端连接控制芯片U1的第48脚，并连接3.3V电源，电容C2一端连接控制芯片U1的第63脚，并接地，电容C2另一端连接控制芯片U1的第64脚，并连接电源3.3V，电阻R1一端连接控制芯片U1的第60脚，电阻R1另一端、电容C1另一端及电容C17另一端均接地。
所述I/O控制电路包括插件J2，电容C4，电阻R4，电阻R5，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R29，电阻R30和三极管Q1，其中，所述插件J2的第1脚与电阻R4一端和电容C4一端相连接，并接地，插件J2的第2脚及电容C4另一端连接3.3V电源，电阻R4另一端连接插件J2的第3脚，插件J2的第15脚连接电阻R5一端，电阻R5另一端连接电阻R17一端，并连接12V电源，插件J2的第16脚与插件J2的第23脚、第24脚以及三极管Q1的C极相连接，三极管Q1的B极连接电阻R17另一端，三极管Q1的E极接地，插件J2的第17脚连接电阻R29一端，插件J2的第18脚连接电阻R30一端，插件J2的第19脚与电阻R18一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第20脚与电阻R19一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第21脚与电阻R20一端相连接，并连接中央控制电路，电阻R18另一端、电阻R19另一端和电阻R20另一端连接3.3V电源；插件J2的第4脚～第14脚、以及电阻R29另一端、电阻R30另一端均连接中央控制电路。
所述脉冲模数转换电路包括模数转换芯片U3，模数转换芯片U4，电阻R9，电阻R10，电阻R13，电阻R14，电容C5，电容C9，其中，所述模数转换芯片U3的第2脚连接电阻R10一端，模数转换芯片U4的第2脚连接电阻R9一端，模数转换芯片U3的第5脚连接电容C5一端，并接地，电容C5另一端连接模数转换芯片U3的第8脚及电阻R13一端，并连接12V电源，模数转换芯片U3的第6脚连接电阻R13另一端，模数转换芯片U4的第5脚连接电容C9一端，并接地，电容C9另一端连接模数转换芯片U4的第8脚及电阻R14一端，并连接12V电源，模数转换芯片U4的第6脚连接电阻R14另一端，电阻R9另一端和电阻R10另一端均连接3.3V电源。
所述显示触发装置包括数码管或液晶屏，以及多个控制按键。
以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书内容所作的等效方法步骤及结构变化，均包含在本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种机器视觉光源多功能控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)设置中央控制单元，以及与中央控制单元电连接的电源模块、显示触发模块、I/O模块、模数转换模块和USB通信模块；
所述I/O模块包括多路输入端口和输出端口，输入端口通过单独配置为触发响应或中央控制单元读取I/O状态，或通过bit位输入，实现输入读取；输出端口通过中央控制单元控制输出或通过bit位输出，并通过中央控制单元读取输出端口当前状态；
(2)于中央控制单元内设有控制芯片，于该控制芯片内嵌入有电流输出控制模块和I/O控制模块；
(3)所述电流输出控制模块包括触发控制模式和程控模式；
(4)当选择触发控制模式时，其具有高电平触发和低电平触发两种触发方式，通过I/O模块连接的输入端，对多个输出通道的输出参数逐个进行手动设置，该输出参数包括输出电平持续时间和输出电流大小，设置完毕后，进行触发操作，从而实现触发控制；
(5)当选择程控模式时，中央控制单元向输出端口输出38KHz的方波周期脉冲，并通过预先输入高电平占空比的值，控制各I/O模块输出通道的脉冲宽度，从而实现程控。
2.根据权利要求1所述的机器视觉光源多功能控制方法，其特征在于，所述bit位输入包括当输入端口为低电平时，bitN位为0，N为0和正整数，输入端口为高电平时，bitN位为1。
3.根据权利要求1所述的机器视觉光源多功能控制方法，其特征在于，所述bit位输出包括更改输出端口状态和读取输出端口状态，所述更改输出端口状态包括：当bitN位为0时，打开N+1输出端口，当bitN位为1时，关闭N+1输出端口；所述读取输出端口状态包括：N+1输出端口为低电平时bitN位为0，N+1输出端口为高电平时bitN位为1。
4.根据权利要求1所述的机器视觉光源多功能控制方法，其特征在于，所述中央控制单元包括控制芯片及芯片外围电路；所述显示触发模块包括数码管或液晶屏及多个控制按键；所述I/O模块包括I/O控制电路及多路输入/输出插件；所述模数转换模块包括多个由模数转换芯片组成的脉冲模数转换电路；所述USB通信模块包括USB通信控制电路。
5.一种实施权利要求1～4之一所述控制方法的机器视觉光源多功能控制器，其特征在于，其包括外壳及设于外壳内部的控制电路板，其中，所述控制电路板包括中央控制单元以及与中央控制单元电连接的电源模块、显示触发模块、I/O模块、模数转换模块和USB通信模块，其中，所述中央控制单元为中央控制电路，电源模块为电源电路，显示触发模块为显示触发装置，I/O模块为I/O控制电路，模数转换模块为脉冲模数转换电路，USB通信模块为USB通信电路。
6.根据权利要求5所述的机器视觉光源多功能控制器，其特征在于，所述中央控制电路包括控制芯片U1，电阻R1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C6，电容C7，电容C8，电容C17，电容C18和晶振器Y1，其中，所述晶振器Y1一端与电容C1一端及控制芯片U1的PD0/OSC IN信号端相连接，晶振器Y1另一端与电容C17一端及控制芯片U1的PD1/OSC OU信号端相连接，电容C6一端与电容C18一端及控制芯片U1的VSSA信号端相连接，并接地，电容C6另一端与电容C18另一端及控制芯片U1的VDDA信号端相连接，并连接3.3V电源，电容C7一端连接控制芯片U1的VSS_4信号端，并接地，电容C7另一端连接控制芯片U1的VDD_4信号端，并连接3.3V电源，电容C8一端连接控制芯片U1的PB2/BOOT1信号端和VSS_1信号端，并接地，电容C8另一端连接控制芯片U1的VDD_1信号端，并连接3.3V电源，电容C3一端连接控制芯片U1的VSS_2信号端，并接地，电容C3另一端连接控制芯片U1的VDD_2信号端，并连接3.3V电源，电容C2一端连接控制芯片U1的VSS_3信号端，并接地，电容C2另一端连接控制芯片U1的VDD_3信号端，并连接电源3.3V，电阻R1一端连接控制芯片U1的BOOT0信号端，电阻R1另一端、电容C1另一端及电容C17另一端均接地。
7.根据权利要求5所述的机器视觉光源多功能控制器，其特征在于，所述I/O控制电路包括插件J2，电容C4，电阻R4，电阻R5，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R29，电阻R30和三极管Q1，其中，所述插件J2的第1脚与电阻R4一端和电容C4一端相连接，并接地，插件J2的第2脚及电容C4另一端连接3.3V电源，电阻R4另一端连接插件J2的第3脚，插件J2的第15脚连接电阻R5一端，电阻R5另一端连接电阻R17一端，并连接12V电源，插件J2的第16脚与插件J2的第23脚、第24脚以及三极管Q1的C极相连接，三极管Q1的B极连接电阻R17另一端，三极管Q1的E极接地，插件J2的第17脚连接电阻R29一端，插件J2的第18脚连接电阻R30一端，插件J2的第19脚与电阻R18一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第20脚与电阻R19一端相连接，并连接中央控制电路，插件J2的第21脚与电阻R20一端相连接，并连接中央控制电路，电阻R18另一端、电阻R19另一端和电阻R20另一端连接3.3V电源；插件J2的第4脚～第14脚、以及电阻R29另一端、电阻R30另一端均连接中央控制电路。
8.根据权利要求5所述的机器视觉光源多功能控制器，其特征在于，所述脉冲模数转换电路包括模数转换芯片U3，模数转换芯片U4，电阻R9，电阻R10，电阻R13，电阻R14，电容C5，电容C9，其中，所述模数转换芯片U3的第2脚连接电阻R10一端，模数转换芯片U4的第2脚连接电阻R9一端，模数转换芯片U3的第5脚连接电容C5一端，并接地，电容C5另一端连接模数转换芯片U3的第8脚及电阻R13一端，并连接12V电源，模数转换芯片U3的第6脚连接电阻R13另一端，模数转换芯片U4的第5脚连接电容C9一端，并接地，电容C9另一端连接模数转换芯片U4的第8脚及电阻R14一端，并连接12V电源，模数转换芯片U4的第6脚连接电阻R14另一端，电阻R9另一端和电阻R10另一端均连接3.3V电源。
9.根据权利要求5所述的机器视觉光源多功能控制器，其特征在于，所述显示触发装置包括数码管或液晶屏，以及多个控制按键。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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