基于ATmega128单片机的压电式贾卡控制系统设计

在脉冲开关电路中，为了尽量接近理想开关，晶体管则一定要工作于饱和或截止状态，而放大状态则只是在饱和、截止两个状态相互转换的瞬间经过一下。根据压电陶瓷片驱动电压60 V及驱动电流(几十毫安左右)，本驱动电路选择2N5551和2N5401型三极管(Icm=600 mA，Bvceo>160 V)，经验算，各三极管在此电路中能饱和。该驱动电路设计合理实用。

2 软件设计
根据控制系统的功能要求并结合上述硬件设计，再结合系统选取针花型数据的存储、花型驱动信号、主从机的数据通讯及控制等功能。然后由RS 485半双工总线的特性设计出命令表及协议。MCU在编程状态下，通过RS 485总线接收上位机发送的数据，并按顺序存储在掉电存储器中；在运行状态下，从机在同步及归零信号控制下，按顺序将数据从掉电存储器中读出，并将其解压后转换成一组贾卡导纱针。软件程序采用模块化的编程思想，采用汇编和C语言混合编写的方法。
2．1 RS 485通信程序
RS 485通信任务是从上位机把花型数据或者发过来的控制命令传送到外部扩展的FM24C512存储器中。系统采用半双工工作方式，接收上位机的花型数据，则单片机利用USART串口采用应答式实现与上位机的通信，程序流程如图5所示。

2．2 花型控制程序
本控制系统的控制信号传输采用串行转并行传输技术。其串行传输采用的是软件模拟串行同步传输。CPU从片外FM24C512读取花型控制信息，经单片机端口在时序(SHCP)配合下串行传送给74HC595进行移位缓存，数据依次由高位到低位传输。传送完花型控制信号后，单片机CPU处于等待状态。当现场向单片机发送使能信号时，则单片机对74HC595的STCP发送一个上升沿脉冲信号，从而缓冲的所有数据并行输出，从而贾卡导纱针实现一次动作。其程序框图如图6所示。

3 系统可靠性设计
贾卡经编机对系统可靠性要求很高，在系统工作时，不能出现死机及其他异常现象。因此系统在软硬件设计过程中对可靠性加以特殊的重视。下面介绍几种提高系统可靠性的主要措施。
(1)ATmega128自身具有看门狗功能，可在系统异常发生时自行重启。
(2)信号光电隔离，分组供电。采用稳定可靠的DC-DC模块24S05由24 V直流电源得到单片机需要的5 V电源，光耦及MC3486或3487需要的5 V电源另外供应，同时24 V电源为393提供电源。
(3)提高元器件及其印刷电路板的可靠性。关键元器件要严格筛选，电路板布线要严格按照PCB布线规则，充分考虑电磁兼容、抗干扰等要求。
(4)良好的接地系统，提高安全性，抑制干扰。
(5)程序采用汇编语言和C语言混合编写，以适应要求较严格的时序问题。
(6)采取充分的软件可靠性措施，例如采用串行数据的出错重传和延时调整、严格各端口的控制字、超时判断等。

4 结 语
本系统设计集成了花型数据的提取、存储、传输、校验及控制等一系列功能，实现了花型数据的数字化传输功能，提高了贾卡经编机提花控制系统的数字化水平，大大节约了花型控制的成本。此贾卡控制系统与计算机辅助花型设计系统配合可以加快贾卡经编织物的设计，简化上机工艺，缩短产品更新周期，可以很好地改进贾卡经编机设备的控制技术，系统的可靠性与实用性在样机试运行中已经得到证实。