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2·2　控制方法

伺服驅(qū)動(dòng)器提供位置、速度、扭矩3種基本操作模式,可使 用單一控制模式,即固定在一種模式控制,也可選擇用混合模 式來進(jìn)行控制。在該設(shè)計(jì)里選擇速度模式,在最先考慮時(shí),選 擇了位置控制模式,即MCU采用發(fā)脈沖的方式來控制執(zhí)行電 機(jī)以及減速裝置來調(diào)整布邊的偏移,當(dāng)布邊偏移距離較大時(shí), 則發(fā)射更多的脈沖來控制裝置調(diào)整偏移,反之則發(fā)射少量脈沖 來調(diào)整布邊偏移。采用速度模式時(shí),即為模擬控制模式,把從 接收管接收到的信號(hào)經(jīng)過處理后經(jīng)過D /A轉(zhuǎn)換輸出到驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu),當(dāng)布邊偏移距離比較大的時(shí)候,則執(zhí)行電機(jī)以較大的速度 來調(diào)整布邊,反之以較小的速度來調(diào)整布邊偏移,而且執(zhí)行電 機(jī)的轉(zhuǎn)速能通過串口通信來設(shè)置,這樣速度操作模式比位置操 作模式更加靈活且調(diào)整偏移時(shí)更具有連續(xù)性,伺服電機(jī)不需要 頻繁停止轉(zhuǎn)動(dòng),不易產(chǎn)生振蕩,使整機(jī)性能得到提高。

速度操作模式里有2種命令輸入模式:模擬輸入與寄存器 輸入,該裝置采用模擬輸入驅(qū)動(dòng)模式,由MCU輸出電壓來操縱 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,根據(jù)設(shè)計(jì)需要,在預(yù)設(shè)DI/DO信號(hào)線選擇了 SRDY、SON、ALARM、ARST、CWL、CCWL跟MCU進(jìn)行連接,如 圖2所示,即P20~P26為伺服電機(jī)與MCU之間的握手信號(hào), 能滿足設(shè)計(jì)要求。

2·3　硬件電路設(shè)計(jì)原理

該電路中設(shè)置內(nèi)部T0定時(shí)器工作在方式2,TL0、TH0寄存 器的初值設(shè)置為0x48,同時(shí)可設(shè)置P34引腳輸出5KB的方波作 為M1-M4所發(fā)射紅外光的調(diào)制信號(hào)。L1-L10檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí),經(jīng)過信號(hào)處理電路傳輸給單片機(jī)P1、P36、P37引腳。如 果布在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生了偏移, P2、P32、P33引腳指示燈顯示 接收管狀態(tài)來判斷偏移程度,而主程序根據(jù)接收管狀態(tài)控制P7口引腳發(fā)出對(duì)應(yīng)的信號(hào),經(jīng)過D /A轉(zhuǎn)換為±10 V之間的電壓 控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向。當(dāng)布的偏移程度較小時(shí),則輸給電機(jī)的電壓最小,控制電機(jī)轉(zhuǎn)速最低。布的偏移較大時(shí),則單片機(jī)控 制輸給電機(jī)的電壓最高,控制電機(jī)轉(zhuǎn)速最高。

在手動(dòng)模式下,根據(jù)外部指示燈的狀態(tài)來判斷布的偏移方向以及布的偏移程度,把手動(dòng)調(diào)節(jié)按鈕設(shè)為3檔,即把電機(jī)分為左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及停止?fàn)顟B(tài),由操縱人員來調(diào)整布的偏移。圖中的P10、P11引腳為串行口預(yù)留接口,單片機(jī)和伺服電機(jī)可以采用串行口通信模式;也可以用于在線程序更新以及產(chǎn)品升級(jí) 等。

3　軟件設(shè)計(jì)

該程序主要功能是:MCU根據(jù)采集到的紅外接收管信號(hào)進(jìn) 行判別布在被傳送的過程中是否發(fā)生了偏移,再根據(jù)相應(yīng)的狀 態(tài)發(fā)送模擬電壓給伺服電機(jī)來調(diào)整布的偏移,在數(shù)據(jù)采集過程 中,由于布的表面并非純平面,會(huì)引起對(duì)接收信號(hào)的干擾,主程 序中設(shè)計(jì)了軟件抗干擾,并在出現(xiàn)干擾時(shí)做出標(biāo)記,供主程序 分析時(shí)采用。

主程序中還可以進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)節(jié)選擇,當(dāng)布偏移距離較大時(shí),操縱人員根據(jù)接收狀態(tài)燈的顯示可以選擇手動(dòng)調(diào)整偏移的布。在程序運(yùn)行時(shí), P06引腳為低電平,進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)P04引腳低電平時(shí),則單片機(jī)控制電機(jī)以中等速度正轉(zhuǎn);當(dāng)P05為低電平時(shí),即控制伺服電機(jī)以中等速度反轉(zhuǎn),使操縱更加簡單、方便。

系統(tǒng)軟件用C語言編寫,開發(fā)工具使用KEIL。系統(tǒng)軟件主要完成紅外二極管的發(fā)射與接收、手動(dòng)與自動(dòng)調(diào)節(jié)選擇、外部事件中斷控制、抗干擾算法等功能。軟件總體框圖如圖3所示。