CN216748481U - 一种多轴伺服的单面板显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多轴伺服的单面板显示系统，包括IIC总线、IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管；IIC总线将多个主控芯片与数码管级联，不同的主控芯片用于控制不同的伺服轴；IO扩展芯片用于连接IIC总线和数码管，数码管的位数选择及段位显示由IO扩展芯片直接驱动；旋转拨码开关用于选择通道，确定主控芯片对IIC总线的控制权；按键与IO扩展芯片连接，用于设置伺服轴的伺服参数，所述IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管集成在一个显示板上。本实用新型通过单面板显示多轴伺服中多个伺服轴的信息，并可以实现对不同伺服轴参数的设置，结构简单，资源占用小。

Description

一种多轴伺服的单面板显示系统

技术领域

本实用新型涉及多轴伺服系统显示方案技术领域，特别涉及一种多轴伺服的单面板显示系统。

背景技术

在多轴（四轴/六轴/八轴）伺服（或工业机器人）中，为了方便设置各个伺服轴参数并查看其状态信息，多见以下方式实现：

1、通过调试接口连接PC，缺点是必须携带PC并安装相应的调试软件，不够便捷；

2、分别连接不同的主控芯片来设置不同轴伺服参数，缺点是需要多次插拔显示板连接不同的主控芯片才能完成所有轴状态的确认，对于轴数越多的伺服的操作越麻烦。

对于控制单元结构更加紧凑，体积更加小巧，使用更方便的要求，现有技术中提出以下方案：

公告号为CN206400298U的专利《一拖三伺服驱动各轴显示切换芯片电路》，其技术方案为三块DSP芯片向可编程器件芯片CPLD发出信号，经过可编程器件芯片CPLD处理，判断DSP芯片工作状态，将三块DSP芯片发出的数据切换输出，且在一块显示面板上切换显示。缺点是须可编程器件中转，耗费资源，另外只支持状态显示，无法设定参数。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多轴伺服的单面板显示系统，其优点是通过单面板显示多轴伺服中多个伺服轴的信息，并可以实现对不同伺服轴参数的设置，结构简单，资源占用小。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种多轴伺服的单面板显示系统，包括IIC总线、IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管；

IIC总线将多个主控芯片与数码管级联，不同的主控芯片用于控制不同的伺服轴；

IO扩展芯片用于连接IIC总线和数码管，数码管的位数选择及段位显示由IO扩展芯片直接驱动；

旋转拨码开关用于选择通道，确定主控芯片对IIC总线的控制权：旋转拨码开关将选择的通道编码为四位二进制的高低电平状态，并通过四根线与主控芯片连接，主控芯片通过采集上述四根线的电平状态，与主控芯片自己的ID进行比对，相同ID号的主控芯片被选中，获得IIC总线的控制权；

按键与IO扩展芯片连接，用于设置伺服轴的伺服参数；

所述IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管集成在一个显示板上。

本实用新型进一步设置为，所述IIC总线包括SCL、SDA、RST三个信号，三个信号均通过电阻上拉至系统供电电源VCC；IO扩展芯片是针对两线制双向IIC总线的多位IO扩展芯片，其SCL、SDA、RST管脚与各个主控芯片通过IIC总线级联在一起；主控芯片通过IIC总线对IO扩展芯片的寄存器读写，可将IO扩展芯片配置为输入或输出并控制其极性，进而控制数码管的显示和按键状态的读取。

本实用新型进一步设置为，所述数码管为五位一体八段式数码管。

本实用新型进一步设置为，按键设有四个，并分别标识为“MODE”、“+”、“-”和“Enter”。

本实用新型进一步设置为，主控芯片获得IIC总线的控制权时，先对IO扩展芯片进行复位再进行读写。

本实用新型进一步设置为，显示板上设有接口，IO扩展芯片通过接口与IIC总线连接，旋转拨码开关的四根线通过接口与主控芯片连接。

综上所述，本实用新型的有益效果是，仅设置一个显示面板，通过IIC总线通信将多个主控芯片与显示面板连接在一起，通过旋转拨码开关选择需要状态监控及参数设置的伺服轴主控芯片，然后通过IO扩展芯片采集按键输入、驱动数码管显示；一个显示板接入一次即可获得所有伺服轴的状态，并设置所有轴的参数，结构简单，资源占用小。

附图说明

图1是本实用新型中IIC总线级联及通道选择原理示意图；

图2是本实用新型中显示板的组成结构示意图；

图3是本实用新型中显示板的表面结构示意图；

图4是本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例：参考图1-3，一种多轴伺服的单面板显示系统，包括IIC总线、IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管。

IIC总线将多个主控芯片与数码管级联，不同的主控芯片用于控制不同的伺服轴；对于多轴伺服来说，其伺服轴的主控芯片一般为DSP或MCU主控芯片。所述IIC总线包括SCL、SDA、RST三个信号，三个信号均通过电阻上拉至系统供电电源VCC。

IO扩展芯片用于连接IIC总线和数码管，IO扩展芯片是针对两线制双向IIC总线的多位IO扩展芯片，其SCL、SDA、RST管脚与各个主控芯片通过IIC总线级联在一起；主控芯片通过IIC总线对IO扩展芯片的寄存器读写，可将IO扩展芯片配置为输入或输出并控制其极性，进而控制数码管的显示和按键状态的读取

所述数码管为五位一体八段式数码管，数码管的位数选择及段位显示由IO扩展芯片直接驱动。

旋转拨码开关用于选择通道，确定主控芯片对IIC总线的控制权：旋转拨码开关将选择的通道编码为四位二进制的高低电平状态，并通过四根线与主控芯片连接，主控芯片通过采集上述四根线的电平状态，与主控芯片自己的ID进行比对，相同ID号的主控芯片被选中，获得IIC总线的控制权，进而对IO扩展芯片进行读写，其他未被选中的主控芯片保持静默状态。主控芯片获得IIC总线的控制权时，先对IO扩展芯片进行复位再进行读写。

按键与IO扩展芯片连接，用于设置伺服轴的伺服参数；按键设有四个，并分别标识为“MODE”、“+”、“-”和“Enter”，即图3中所示的按键1、按键2、按键3和按键4。

所述IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管集成在一个显示板上，显示板上设有接口，IO扩展芯片通过接口与IIC总线连接，旋转拨码开关的四根线通过接口与主控芯片连接。显示板可作为一个单独模块进行设计和生产，然后应用至不同的多种伺服系统中，无需对多种伺服进行改动，适应性好。

工作流程：参考图4，多个主控芯片和显示板IO扩展芯片通过IIC总线级联，系统上电后，主控芯片会时时读取显示板中旋转拨码开关选择的ID编码，与之相同的主控芯片被选中，获得对显示板中的IO扩展芯片的读写权限，其它未被选中的主控芯片处于静默状态，将SCL、SDA保持高阻状态。被选中的主控芯片会先对IO扩展芯片进行复位操作，然后再进行读写，在随后的过程可通过按键设置该轴的伺服参数，显示面板显示的也是该轴的状态信息。更多的，在系统运行过程中，如果要查看其它伺服轴状态或者设置其伺服参数，可以旋转拨码开关至对应的ID，此时被新选中的主控芯片获得总线操作权，原主控芯片变为静默状态，与上述操作步骤相同，新主控芯片先对IO扩展芯片进行复位，随后进行读写。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种多轴伺服的单面板显示系统，其特征在于，包括IIC总线、IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管；

IIC总线将多个主控芯片与数码管级联，不同的主控芯片用于控制不同的伺服轴；

IO扩展芯片用于连接IIC总线和数码管，数码管的位数选择及段位显示由IO扩展芯片直接驱动；

旋转拨码开关用于选择通道，确定主控芯片对IIC总线的控制权：旋转拨码开关将选择的通道编码为四位二进制的高低电平状态，并通过四根线与主控芯片连接，主控芯片通过采集上述四根线的电平状态，与主控芯片自己的ID进行比对，相同ID号的主控芯片被选中，获得IIC总线的控制权；

按键与IO扩展芯片连接，用于设置伺服轴的伺服参数；

所述IO扩展芯片、旋转拨码开关、按键以及数码管集成在一个显示板上。

2.根据权利要求1所述的多轴伺服的单面板显示系统，其特征在于，所述IIC总线包括SCL、SDA、RST三个信号，三个信号均通过电阻上拉至系统供电电源VCC；IO扩展芯片是针对两线制双向IIC总线的多位IO扩展芯片，其SCL、SDA、RST管脚与各个主控芯片通过IIC总线级联在一起；主控芯片通过IIC总线对IO扩展芯片的寄存器读写，可将IO扩展芯片配置为输入或输出并控制其极性，进而控制数码管的显示和按键状态的读取。

3.根据权利要求2所述的多轴伺服的单面板显示系统，其特征在于，所述数码管为五位一体八段式数码管。

4.根据权利要求3所述的多轴伺服的单面板显示系统，其特征在于，按键设有四个，并分别标识为“MODE”、“+”、“-”和“Enter”。

5.根据权利要求4所述的多轴伺服的单面板显示系统，其特征在于，显示板上设有接口，IO扩展芯片通过接口与IIC总线连接，旋转拨码开关的四根线通过接口与主控芯片连接。

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