CN109688339A - 一种可编程led光源频闪控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可编程LED光源频闪控制器，包括MCU模块、触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块和光源驱动信号输出模块，所述触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块、光源驱动信号输出模块均与所述MCU模块相连，触发信号分频系数可以在线编程，从而可以适应不同产品的检测速度；信号输入输出均经过高速光耦隔离，大大提高了控制电路的稳定性和抗干扰能力；LED光源驱动信号脉冲宽度可调，以适应不同产品的拍照时间要求；通过在线编程可以控制每行相机拍照行信号LED光源的组合状态，可以实现触发信号周期性单组LED光源频闪工作，也可以实现触发信号LED光源组合周期性频闪工作。

Description

一种可编程LED光源频闪控制器
技术领域
本发明涉及LED光源频闪控制技术领域，尤其涉及一种应用于工业现场机器视觉检测系统上的可编程LED光源频闪控制器。
背景技术
LED光源频闪控制器是机器视觉检测系统中光源控制方式的关键方式之一，其在很大程度上能够直接影响图像采集方式、机器视觉检测系统结构设计和机器视觉检测算法设计，也最终会影响产品的检测效果。目前市场上的LED光源控制器也具有频闪工作模式，但局限于被动的接收外部触发信号来控制LED光源进行频闪点亮，这样的方式不能满足机器视觉检测系统需要多种LED光源组合联动工作的模式，导致检测工位数量增加，相应的相机数量也需增加，不仅增加了系统成本，还增加了产品检测时间，降低检测效率。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种可编程LED光源频闪控制器，可以根据检测不同产品的速度来对触发信号分频系数进行编程，调整LED光源驱动信号脉冲宽度适应不同产品拍照所需时间，最重要的是可以在线编程控制每行相机拍照行信号LED光源的组合状态，实现触发信号周期性单组LED光源频闪工作，也可以实现触发信号LED光源组合周期性频闪工作。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，包括MCU模块、触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块和光源驱动信号输出模块，所述触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块、光源驱动信号输出模块均与所述MCU模块相连。
优选的，本发明中所述MCU模块通过定时器的捕获输入功能检测外部信号并控制脉冲宽度可调的单脉冲产生，通过通用IO口控制逻辑IC的使能端来控制信号的分频或组合。
优选的，本发明中所述触发信号分频输入模块通过所述MCU模块的通用IO口控制8选1复用器、2路单刀双掷模拟开关和4路双刀双掷模拟开关的组合状态来控制1路异或门和8路D触发器的连接关系得到设定分频系数的触发信号。
优选的，本发明中所述帧信号输入输出模块通过高速光耦2连接所述MCU模块的定时器14通道1（T14CH1）接收帧信号，所述MCU模块的定时器13通道1（T13CH1）和定时器9通道1（T9CH1）均接收所述的触发信号，所述MCU模块通过高速光耦3输出帧信号。
优选的，本发明中所述相机拍照行信号输出模块通过定时器2通道1（T2CH1）检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器2通道3（T2CH3）输出单脉冲信号PWM1，定时器3通道1（T3CH1）检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器3通道3（T3CH3）输出单脉冲信号PWM2，定时器4通道1（T4CH1）检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器4通道3（T4CH3）输出单脉冲信号PWM3，定时器5通道1（T5CH1）检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器5通道3（T5CH3）输出单脉冲信号PWM4，所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门5得到1路相机拍照行信号；所述定时器14通道1（T14CH1）检测到设定数量的所述相机拍照行信号的下降沿，失能所述定时器2通道3（T2CH3）、定时器3通道3（T3CH3）、定时器4通道3（T4CH3）和定时器5通道3（T5CH3）输出单脉冲信号，实现所述相机拍照行信号设定行数输出。
优选的，本发明中所述光源驱动信号输出模块通过所述MCU模块控制4路单刀单掷模拟开关来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门分别输出对应4路光源的驱动信号，实现一行相机拍照行信号有多种光源组合频闪工作。
本发明的有益效果是，由于本发明可编程LED频闪光源控制器包括MCU模块、触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块和光源驱动信号输出模块，所述触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块、光源驱动信号输出模块均与所述MCU模块相连，触发信号分频系数可以在线编程，从而可以适应不同产品的检测速度；信号输入输出均经过高速光耦隔离，大大提高了控制电路的稳定性和抗干扰能力；LED光源驱动信号脉冲宽度可调，以适应不同产品的拍照时间要求；通过在线编程可以控制每行相机拍照行信号LED光源的组合状态，可以实现触发信号周期性单组LED光源频闪工作，也可以实现触发信号LED光源组合周期性频闪工作。
附图说明
图1为本发明可编程LED频闪光源控制器的一种实施例结构框图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
图1示出了本发明可编程LED频闪光源控制器的一种实施例结构框图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示的一种可编程LED频闪光源控制器，包括MCU模块10、触发信号分频输入模块20、帧信号输入输出模块30、相机拍照行信号输出模块40和光源驱动信号输出模块50，所述触发信号分频输入模块20、帧信号输入输出模块30、相机拍照行信号输出模块40、光源驱动信号输出模块50均与所述MCU模块10相连。
作为优选实施方式，本实施例中所述MCU模块10主要使用了其强大丰富的定时器和通用IO口资源，使用所述定时器的捕获输入功能检测外部信号并控制脉冲宽度可调的单脉冲产生，通过所述通用IO口控制逻辑IC的使能端来控制信号的分频或组合。MCU采用意法半导体ST公司的32位微控制器，其资源集成 FPU 和 DSP 指令，并具有 192KBSRAM、1024KBFLASH、12个16 位定时器、2个32 位定时器、2 个DMA 控制器（共 16个通道）、3个 SPI、2个全双工 I2S、3 个 IIC、6 个串口、2个USB（支持 HOST /SLAVE）、2个CAN、3个12位 ADC、2个12位DAC、1个RTC（带日历功能）、1个SDIO 接口、1个FSMC接口、1个10/100M以太网MAC控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及 112个通用 IO 口等。
作为优选实施方式，本实施例中所述触发信号分频输入模块20通过差动线路接收器将编码器的A相信号转化为单端信号，所述单端信号通过所述MCU模块的通用IO口控制8选1复用器、2路单刀双掷模拟开关和4路双刀双掷模拟开关的组合状态来控制1路异或门和8路D触发器的连接关系得到所述单端信号的分频系数，所述单端信号分频后输出的信号即为触发信号，所述触发信号通过高速光耦1隔离输入所述MCU模块10。
作为优选实施方式，本实施例中所述帧信号输入输出模块30通过高速光耦2将光电传感器产生的12V信号转化为隔离后的3.3V帧信号输入所述MCU模块，所述MCU模块的定时器14通道1（T14CH1）、定时器13通道1（T13CH1）和定时器9通道1（T9CH1）设置为输入捕获模式，定时器9通道1（T9CH2）设置为单脉冲输出模式，所述定时器14通道1（T14CH1）检测到所述帧信号的上升沿，马上使能所述定时器9开始计时，所述定时器9通道1（T9CH1）检测到所述触发信号的上升沿，马上使能所述定时器9通道2（T9CH2）输出帧信号，所述帧信号通过高速光耦3隔离输出，同时，定时器13通道1（T13CH1）检测到所述触发信号的下降沿，马上使能所述定时器9通道2（T9CH2）输出帧信号。
作为优选实施方式，本实施例中所述相机拍照行信号输出模块40首先将所述MCU模块的定时器2通道1（T2CH1）、定时器3通道1（T3CH1）、定时器4通道1（T4CH1）、定时器5通道1（T5CH1）和定时器14通道1（T14CH1）设置为输入捕获模式，定时器2通道3（T2CH3）、定时器3通道3（T3CH3）、定时器4通道3（T4CH3）和定时器5通道3（T5CH3）设置为单脉冲输出模式，所述定时器2通道1（T2CH1）检测到所述触发信号的上升沿，马上使能所述定时器2通道3（T2CH3）输出单脉冲信号PWM1，同理，所述定时器3通道1（T3CH1）检测到所述触发信号的上升沿，马上使能所述定时器3通道3（T3CH3）输出单脉冲信号PWM2，所述定时器4通道1（T4CH1）检测到所述触发信号的上升沿，马上使能所述定时器4通道3（T4CH3）输出单脉冲信号PWM3，所述定时器5通道1（T5CH1）检测到所述触发信号的上升沿，马上使能所述定时器5通道3（T5CH3）输出单脉冲信号PWM4，所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门5得到1路相机拍照行信号；所述定时器14通道1（T14CH1）检测到设定数量的所述相机拍照行信号的下降沿，马上使能所述定时器2通道3（T2CH3）、定时器3通道3（T3CH3）、定时器4通道3（T4CH3）和定时器5通道3（T5CH3）输出单脉冲信号，这样可以实现所述相机拍照行信号设定行数输出；所述相机拍照行信号通过高速光耦4隔离输出至差动线路驱动器再进行输出。
作为优选实施方式，本实施例中所述光源驱动信号输出模块50将所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路单刀单掷模拟开关1，所述MCU模块10控制所述4路单刀单掷模拟开关1来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门1输出光源1驱动信号；同理，所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路单刀单掷模拟开关2，所述MCU模块控制所述4路单刀单掷模拟开关2来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门2输出光源2驱动信号；所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路单刀单掷模拟开关3，所述MCU模块控制所述4路单刀单掷模拟开关3来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门3输出光源3驱动信号；所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路单刀单掷模拟开关4，所述MCU模块控制所述4路单刀单掷模拟开关4来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门4输出光源4驱动信号；这样可以实现一行相机拍照行信号有多种光源组合频闪工作。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (6)

1.一种可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，包括MCU模块、触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块和光源驱动信号输出模块，所述触发信号分频输入模块、帧信号输入输出模块、相机拍照行信号输出模块、光源驱动信号输出模块均与所述MCU模块相连。
2.根据权利要求1所述的可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，所述MCU模块通过定时器的捕获输入功能检测外部信号并控制脉冲宽度可调的单脉冲产生，通过通用IO口控制逻辑IC的使能端来控制信号的分频或组合。
3.根据权利要求1所述的可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，所述触发信号分频输入模块通过所述MCU模块的通用IO口控制8选1复用器、2路单刀双掷模拟开关和4路双刀双掷模拟开关的组合状态来控制1路异或门和8路D触发器的连接关系得到设定分频系数的触发信号。
4.根据权利要求1所述的可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，所述帧信号输入输出模块通过高速光耦2连接所述MCU模块的定时器14通道1接收帧信号，所述MCU模块的定时器13通道1和定时器9通道1均接收所述的触发信号，所述MCU模块通过高速光耦3输出帧信号。
5.根据权利要求1所述的可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，所述相机拍照行信号输出模块通过定时器2通道1检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器2通道3输出单脉冲信号PWM1，定时器3通道1检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器3通道3输出单脉冲信号PWM2，定时器4通道1检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器4通道3输出单脉冲信号PWM3，定时器5通道1检测到所述触发信号的上升沿，使能定时器5通道3输出单脉冲信号PWM4，所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门5得到1路相机拍照行信号；所述定时器14通道1检测到设定数量的所述相机拍照行信号的下降沿，使能所述定时器2通道3、定时器3通道3、定时器4通道3和定时器5通道3输出单脉冲信号，实现所述相机拍照行信号设定行数输出。
6.根据权利要求1所述的可编程LED频闪光源控制器，其特征在于，所述光源驱动信号输出模块通过所述MCU模块控制4路单刀单掷模拟开关来控制所述单脉冲信号PWM1、PWM2、PWM3和PWM4通过4路或门分别输出对应4路光源的驱动信号，实现一行相机拍照行信号有多种光源组合频闪工作。
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