CN201281815Y - 多头电脑绣花机机头板地址的设置装置 - Google Patents

Abstract

多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，设有系统逻辑控制上位机以及多个分别设有CPU控制器的机头板，上位机通过串行总线分别与多个机头板的CPU控制器连接，进行数据传输，每个机头板上设有与该板CPU控制器连接的电平转换电路；多个机头板顺序排列，每个机头板电平转换电路输出端分别与下一级机头板电平转换电路的输入端连接，第一级机头板电平转换电路输入端为初始启动电平端，最后一级机头板电平转换电路输出端与上位机连接。加电复位时，本实用新型能够自动完成对各机头板地址的设置，无需人工手动操作。

Description

多头电脑绣花机机头板地址的设置装置

技术领域

本实用新型涉及电脑锈花技术领域，具体涉及一种多头电绣花机机头控制板地址的设置装置。

背景技术

一台多头电脑绣花机具有多个机头，每个机头由一块机头控制电路板控制，实现该机头在刺绣作业过程中的各种操作(诸如使能/关闭机头、断线检测报警及反馈给上位机、针对各个机头的参数设置等等)。一套完整的绣机花机电控包括①液晶屏显示及键盘输入人机交互界面，②系统逻辑控制模块，③各执行机构的驱动模块/电路板以及传感器和信号检测处理模块/电路板，④电机、电磁铁、电磁阀等动作执行机构。一台多头绣花机有多个机头，所有机头都需机头板控制，某些型号的电控是一个机头板控制两个机头或多个机头，一般情况下是一个机头板控制一个机头。，也就是说通常一套绣花机电控有一个系统逻辑控制模块和多个与其连接的机头控制板(以下简称机头板)，每个机头板都需有一个板地址来标识，板地址具有唯一性。这样的话，机头板向其上位机系统逻辑控制模块反馈的数据就包含了板地址信息，上位机也就能够区分是哪块机头板反馈了数据。另外在每个机头板均具有合法板地址的情况下，可以根据每个机头的特点来设置适合该机头的最佳参数，以及对某指定机头做特定的操作。

现有技术设置板地址的方法都是手动实现的，主要分成以下三种：

1、通过DIP开关。DIP开关是把若干个开关集成到一起，用特定材料封装起来，每位开关具有两个引脚，手动拨开关可实现该位开关的闭合或断开。应用在实际电路中时通常把各位开关的其中一个引脚接地，另一个引脚连接至单片机的输入口、同时通过上拉电阻连接到VCC。这样当开关闭合时，单片机输入口呈低电平(逻辑0)；当开关断开时，单片机输入口呈高电平(逻辑1)，如此，通过多位开关的组合就可以设置板地址。

这种方法的缺点是：因单片机的一个IO口通常情况下只连接DIP开关的其中一位，所以单片机读到的数据是二进制数，故占用单片机IO口较多。例如某台绣花机如果有16个机头那么需用到4个IO口；如果机头数在17到32之间则需使用5个IO口，如果机头数在33到64之间则需使用6个IO口。另外由于绣花机行业本身特点，多数绣花机用户并不熟悉二进制数据，所以该方法并不受用户欢迎；还有一点，由于DIP开关是机械触点，所以故障率偏高；

2、通过旋转开关设置板地址。其实旋转开关是DIP开关的升级变异，可以方便用户设置。但是因其制作工艺严格，故成本较高。另外旋转开关和DIP开关体积较大，所以占用PCB上的空间也较大。

3、利用某些品牌的控制芯片可在线擦写ROM的功能，通过绣花机电控的人机交互界面把板地址写到ROM里。该方法操作繁琐，同时需加外围电路才能显示板地址、否则不易查看板地址，同时机头板故障率偏高，维修更换时需要重新设置。另外该方法只能在某些单片机上实现，不具备通用性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无需人工手动操用、可在开通电源时自动完成对多头机头板进行地址设置的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置。

解决上述问题的技术方案是：本实用新型设有系统逻辑控制上位机以及多个分别设有CPU控制器的机头板，其特征在于：上位机通过串行总线分别与多个机头板的CPU控制器连接，进行数据传输，每个机头板上设有与该板CPU控制器连接的电平转换电路；多个机头板顺序排列，每个机头板电平转换电路输出端分别与下一级机头板电平转换电路的输入端连接，第一级机头板电平转换电路输入端为初始启动电平端，最后一级机头板电平转换电路输出端与上位机连接。

本实用新型装置配合软件的工作原理是：加电复位时，使所有机头板CPU控制器清零，地址均为零，并使距上位机最远的第一级机头板电平转换电路输入端为初始启动电平，加有启动电平的第一级机头板首先进行初始化，初始化完毕令该板地址为1，再令该级电平转换电路向第二级机头板电平转换电路输入一启动电平；加有启动电平的第二级机头板进行初始化，初始化完毕令该板地址为1，同时使先前已初始化完毕的机头板地址加1，并向下一级机头板发出启动电平信号；如此循环，直至使最后一级与上位机连接的机头板地址为1，从而自动完成使N个机头板的地址从第一级到最后一级分别为N、N-1、…1。

4、加电复位时，先使所有机头板地址为零，然后从远离上位机的首端第一级机头板开始，按顺序对机头板逐级进行初始化，每初始化完一级，即令该级机头板地址为1，同时使先前已初始化完毕的机头板地址加1，并启动下一级机头板的初始化，直至使最后一级与上位机连接的机头板地址为1，从而达到使N个机头板的地址从第一级到最后一级分别为N、N-1、…1。

本实用新型能够使多头电脑绣花机机头板地址的设置实现智能化，在系统开通电源启动时，自动完成对各机头板板地址的设置，无需人工手动操作。

附图说明

图1、本实用新型装置方框结构示意图

图2、本实用新型装置实施例结构示意图

图3、本实用新型装置实施例机头板电平转换电路结构示意图

图4、本实用新型实施例软件流程图

具体实施方式

参见图2，本例设有上位机-系统逻辑控制器，以及多个(设为N个，N>1)设有CPU控制器的机头板，上位机设有串口通讯电路，通过串行总线与各机头板的串口通讯电路连接，进行数据传输。所述的串行总线可以是485总线或CAN总线等。

采用单片机作机头板上的CPU控制器。

每级机头板设有与该级电平转换电路输入端连接的输入连接器CZ1和与电平转换电路输出端连接的输出连接器CZ2，电平转换电路与该级单片机连接。

参见图3机头板上的电平转换电路，输入连接器CZ1与电平转换电路的输入端连接，电平转换电路的输入电路是U1A、U1B组成的信号滤波整形电路，滤波整形电路输出端一路同与门电路U3A第二输入端连接，另一路通过单片机U25与与门电路第一输入端连接，与门输出端一路与输出连接器CZ2第1脚连接，作为该机头板第一输出端，另一路通过反相驱动器U2A与输出连接器CZ2第3脚连接，作为该机头板第二输出端。这样当U3A与门输出高电平(逻辑1)时，机头板输出端1、3脚分别输出逻辑1、0电平，当U3A与门输出低电平时，机头板输出端第1、3脚分别输出逻辑0、1电平。

单片机U25采用8051，通过输入端2脚读取滤波整形电路输出端逻辑状态，并根据其它的引脚状态进行相应的程序处理，再通过输出端1脚输出电平至与门U3A第一输入端。

本例滤波整形电路输出与输入同相，即当CZ1的第1脚为低电平时，则U1B的第4脚输出也为低电平；当CZ1的第1脚为高电平时，则U1B的第4脚输出也为高电平。

如果U1B的第4脚输出高电平，同时单片机U25输出也为高电平，则U3A第3脚输出高电平，那么CZ2的第1脚输出高电平，第3脚输出低电平。

反之，如果U1B的第4脚输出低电平，同时单片机输出也为低电平，则U3A第3脚输出低电平，那么CZ2的第1脚输出低电平，第3脚输出高电平。

上述滤波整形电路U1A、U1B由两级施密特反相器74HC14组成，与门U3A采用74ACT08集成电路，反相驱动器采用74LS06集成电路。

输出连接器CZ2的1脚和3脚分别与下一级输入连接器的第1脚和第3脚连接，输入连接器CZ1的第1脚与该级滤波整形电路输入端连接，第3脚经上拉电阻R1连接至VCC，输入连接器CZ1和输出连接器CZ2第2脚均接地。

参见图2，N块机头板依次顺序排列，设位于首端的为第N号机头板，位于末端的为第1号机头板，每级机头板电平转换电路输出端通过输出连接器CZ2与相邻的下一级机头板的输入连接器CZ1连接，位于末端的第1号机头板的输出连接器CZ2第3脚通过光耦器H11A817C与上位机输入端连接，位于首端的第N号机头板输入连接器1脚悬空，未与其它机头板连接，为初始启动电平端。

在地址设置程序中，各级机头板只有在接到启动电平信号时才进行初始化，加电复位后，先使各机头板均向下一级机头板输出一箝制初始化电平信号使其不能进行初即化，只给位于首端的第一级机头板一启动电平信号，使其进行初始化，初始化完毕令该机头板地址为1，并启动第二级机头板进行初始化，第二级机头板完成初始化后令该级地址为1，同时令先前已初始化完毕的第一级机头板地址加1，并启动下一级机头板的初始化，如此类推，逐级完成从第一级至最后一级机头板的初始化过程。

本例各级机头板上电复位后，分别通过本级CPU控制器向下一级机头板输出一箝制初始化的低电平信号，延时一段时间后再读入本级的输入电平信号，当输入变为高电平启动信号时，激活本级CPU控制器进行初始化，初始化完毕，令本级板地址等于1，并通过总线向上位机发送初始化完毕信号，此后如果该机头板收到总线上其他机头板发送的初始化完毕信号，则该机头板的板地址加1，直到所有机头板均初始化完毕。

图4是本例机头板单片机的工作流程图，工作过程如下：

机头板上电复位后，即令单片机输出脚输出低电平，延时一段时间后开始读单片机输入引脚，当输入变为高电平时，激活单片机继续运行程序，随后进行初始化、令板地址等于1，然后通过串口向总线以光播方式发送一桢数据，声明该机头板已初始化完毕，此后如果该板收到串口总线上其他机头板发送的初始化完毕声明，则该机头板的板地址加1，直到所有机头板均初始化完毕。

系统工作过程是：

系统加电复位后，所有机头板的单片机输出引脚均输出低电平，其输出端CZ2的1脚输出为低电平，从而箝制下一级机头板输入端1脚为低电平，此时，除位于首端的第N号机头板单片机外，其他机头板单片机输入引脚均为低电平，单片机读到输入为低电平时即不会进行初始化，而位于首端的第N号机头板的输入端CZ1的1脚是悬空的，未受到其它机头板输出信号的箝制，所以该板的输入引脚为高电平，故只有该机头板进行初始化，初始化完毕后令板地址等于1，且向串口总线发送初始化完毕声明，然后令单片机输出引脚输出高电平，通过输出连接器CZ2的1脚向下一级第(N-1)号机头板传递一高电平启动信号。

第(N-1)号机头板的单片机检测到输入引脚变成高电平时，该机头板进行初始化，初始化完毕后令板地址等于1，且向串口总线发送初始化完毕声明，然后令单片机输出引脚输出高电平；向第(N-2)号机头板传递一高电平启动信号。同时第N号机头板在收到第(N-1)号机头板的初始化完毕声明后，令板地址加1，即此时第N号机头板的板地址等于2；第(N-1)号板地址等于1。

当第(N-2)号机头板的单片机检测到输入引脚变成高电平时，该机头板进行初始化，初始化完毕后令板地址等于1，且向串口总线发送初始化完毕声明，然后令单片机输出引脚输出高电平；以启动第(N-3)号机头板进行初始化，此时第N号机头板在收到第(N-2)号机头板的初始化完毕声明后，令板地址加1，其板地址变成3；同样第(N-1)号板地址在收到第(N-2)号机头板的初始化完毕声明后，令板地址加1，板地址变成了2，此时第(N-3)#板地址为1。

如此这样的信号传递，使机头板顺序进行初始化，当位于末端的第1号机头板初始完毕后(此时第1号机头板地址等于1、第2号机头板板地址等于2、第3号机头板板地址等于3……，第N号机头板地址等于N)，该板CZ2的第3脚变成低电平，上位机系统逻辑模块检测到该引脚变为低电平以后，即判断所有机头板均已初始化完毕，然后向串口总线发送命令，使所有机头板退出设置板地址程序。至此，整套系统完成自动设置板地址的工作。

Claims (6)

1、多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，设有系统逻辑控制上位机以及多个分别设有CPU控制器的机头板，其特征在于：上位机通过串行总线分别与多个机头板的CPU控制器连接，进行数据传输，每个机头板上设有与该板CPU控制器连接的电平转换电路；多个机头板顺序排列，每个机头板电平转换电路输出端分别与下一级机头板电平转换电路的输入端连接，第一级机头板电平转换电路输入端为初始启动电平端，最后一级机头板电平转换电路输出端与上位机连接。

2、根据权利要求1所述的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，其特征在于：每个机头板设有与该级电平转换电路输入端连接的输入连接器(CZ1)和与电平转换电路输出端连接的输出连接器(CZ2)，电平转换电路与该级的CPU控制器单片机连接。

3、根据权利要求2所述的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，其特征在于：多块机头板依次顺序排列，设位于首端的为第N号机头板，位于末端的为第1号机头板，每级机头板电平转换电路输出端通过输出连接器(CZ2)与相邻的下一级机头板的输入连接器(CZ1)连接，位于末端的第1号机头板的输出连接器(CZ2)通过光耦器与上位机输入端连接，位于首端的第N号机头板输入连接器为未与其它机头板连接的初始启动电平端。

4、根据权利要求2所述的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，其特征在于：所述机头板电平转换电路的输入电路是信号滤波整形电路，滤波整形电路输出端一路同与门电路第二输入端连接，另一路通过单片机与与门电路第一输入端连接，与门输出端一路与输出连接器(CZ2)第1脚连接，作为该机头板第一输出端，另一路通过反相驱动器与输出连接器第3脚连接，作为该机头板第二输出端。

5、根据权利要求4所述的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，其特征在于：所述电平转换电路输出连接器(CZ2)的第1脚和第3脚分别与下一级输入连接器(CZ1)的第1脚和第3脚连接，输入连接器(CZ1)的第1脚与该级滤波整形电路输入端连接，第3脚经上拉电阻(R1)连接至VCC，输入连接器(CZ1)和输出连接器(CZ2)第2脚均接地。

6、根据权利要求5所述的多头电脑绣花机机头板地址的设置装置，其特征在于：所述的滤波整形电路由施密特电路构成。

Images