基于单片机的高速贴片机控制系统改造设计与实现

引言

随着表面贴装技术（Surface Mounted Technology，SMT）的不断优化及贴片元器件制作工艺的迅速发展，贴片机在电子制造业中的应用日益突出。CM402型高速贴片机是由日本松下公司研发和生产，针对某些特定工件、按特定工序进行批量加工的专用设备。根据笔者为期两周的现场调查和论证，传统CM402型高速贴片机在拼接料生产过程中，若出现拼接料检知停止时，停机扫料的时间将影响到生产效率。通过认真分析该设备的工序流程及阅读其用户手册，可将此拼接料检知、停机扫料程序进行技术改造，并在原有电控系统上利用PVS控制系统替代Timer（计时器），可实现接料不停机控制功能，从而可提升其生产效率。

本文以利用PIC16F628单片机构成PVS控制系统为例，从硬件系统设计和软件系统设计入手，给出了印制电路板图、电路原理图及源代码。

硬件系统设计

该PVS控制系统以PIC16F628单片机为核心，由PIC16F628单片机及其外围元器件、电源模块、继电器模块组成，印制电路板和电路原理图如图1、图2所示。

图1 印制电路板

图2 原理图

PIC16F628单片机及其外围元器件

PIC16F628单片机是由Microchip公司生产的PIC系列8位CMOS闪存单片机之一，该系列单片机采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式结构，具有执行速度高、功耗低、体积小巧、工作电压低、驱动能力强、品种丰富等优越性能。其总线结构采取数据总线和指令线分离独立的哈佛（Harvord）结构，具有很高的流水处理速度。与同类8位单片机相比，程序存储器可节省一半，指令运行速度可以提高4倍左右。PIC16F628单片机封装形式为DIP-18，配合相应程序，该芯片可实现继电器智能控制功能，即配合其他配套电路可构成PVS控制系统，实现CM402型贴片机接料不停机控制功能。JP2为报警信号输入端、JP5为PC机并口解锁信号输入端、SB1、SB2为定时时间调节按钮，LED1～LED6构成定时时间显示电路，单只LED亮表示10s，全部亮表示60s。

电源模块

电源模块设计的质量直接关系到PVS控制系统的稳定性。该控制系统直接利用CM402型贴片机的+24V稳压电源，故采用稳压性能较好的三端稳压集成电路LM7812、LM7805实现两级稳压，为单片机、光电耦合器等元器件提供+5V直流稳压电源。JP1为24V电源输入端，与CM402贴片机相应插座直接连接。

继电器模块

继电器模块由晶体管驱动电路和固态继电器构成。其中VT1、VT2选用C9014型晶体管；欧姆龙TQ2-24V型24V继电器。该模块工作状态由单片机RA4（第3脚）控制，并通过JP3、JP4与CM402型贴片机相应端口相连。

软件系统设计

软件环镜基于MPLAB IDE V8.33，编译器HI-TECH C,仿真器ICD2.0烧写PIC16F628芯片实现CM402型贴片机控制系统改造设计功能。

实现程序如下：

#include

__CONFIG（0X1F3C）；

#define ulong unsigned long

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define RD （1）

#define WR （1《1）

#define WREN （1《2）

#define WRERR （1《3）

#define FREE （1《4）

#define CFGS （1《6）

#define EEPGD （1《7）

#define START_READ_EEPROM（） EECON1=EECON1|RD

#define START_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1|WR

#define ENABLE_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1|WREN

#define DISABLE_WRITE_EEPROM（） EECON1=EECON1（~WREN）

#define SELECT_EEPROM（） EECON1=EECON1（~（EEPGD|CFGS））

#define out RA3

uint js=1;

uchar Key_Num = 0x00,Key_Num1 = 0x00; //本次键码

uchar Key_Backup = 0x00,Key_Backup1 = 0x00; //备份键码

uchar key,temp,key1,temp1;

bit Key_Dis_F = 0,Key_Dis_F1 = 0,OFF_ON=0;

uchar ES=1,ES_DATA=1;

bit a;

ulong z=1;

uchar ES_BC_DATA;

void ms（uint b）；

void keyscan（void）；

char readByte（char addr）；

void writeByte（char addr, char data）；

void X_Y_IN（void）；

void main（）

{ TRISB2=0;

TRISB3=0;

TRISB4=0;

TRISB5=0;

TRISA6=0;

TRISA7=0;

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=1;

RA7=1;

TRISB0=1;

TRISB1=1;

RB0=1;

RB1=1;

TRISB6=1;

TRISB7=1;

RB7=1;

RB6=1;

GIE=1;

PEIE=1;

T1CON=0X01;

TMR1IE=1;

TMR1IF=0;

TMR1L=0XEF;

TMR1H=0XD8;

CM0=1;

CM1=0;

CM2=1;

C2OUT=0;

C2INV=1;

TRISA4=0;

RA4=1;

TRISA3=0;

RA3=1;

a=out=1;

ES_BC_DATA=readByte（0x00）；

ES_DATA=ES=ES_BC_DATA;

while（1）

{ asm（“clrwdt”）；//清看门狗

keyscan（）；

X_Y_IN（）；

if（（C2OUT==1）（OFF_ON==1）（a==0））

{ ms（4）；

if（（C2OUT==1）（OFF_ON==1）（a==0））

{ C2OUT=0;

ES_DATA=ES_BC_DATA;

OFF_ON=0;

a=out=1;

z=1;

}

}

switch（ES）

{ case 1:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=1;

RA7=0;

break;

case 2:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=1;

RA6=0;

RA7=0;

break;

case 3:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=1;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;

case 4:

RB2=1;

RB3=1;

RB4=0;

RB5=0;

RA6=0;

RA7=0;

break;