引言
隨著表面貼裝技術（Surface Mounted Technology，SMT）的不斷優化及貼片元器件制作工藝的迅速發展，貼片機在電子制造業中的應用日益突出。CM402型高速貼片機是由日本松下公司研發和生產，針對某些特定工件、按特定工序進行批量加工的專用設備。根據筆者為期兩周的現場調查和論證，傳統CM402型高速貼片機在拼接料生產過程中，若出現拼接料檢知停止時，停機掃料的時間將影響到生產效率。通過認真分析該設備的工序流程及閱讀其用戶手冊，可將此拼接料檢知、停機掃料程序進行技術改造，并在原有電控系統上利用PVS控制系統替代Timer（計時器），可實現接料不停機控制功能，從而可提升其生產效率。
本文以利用PIC16F628單片機構成PVS控制系統為例，從硬件系統設計和軟件系統設計入手，給出了印制電路板圖、電路原理圖及源代碼。
硬件系統設計
該PVS控制系統以PIC16F628單片機為核心，由PIC16F628單片機及其外圍元器件、電源模塊、繼電器模塊組成，印制電路板和電路原理圖如圖1、圖2所示。
圖1 印制電路板
圖2 原理圖
PIC16F628單片機及其外圍元器件
PIC16F628單片機是由Microchip公司生產的PIC系列8位CMOS閃存單片機之一，該系列單片機采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式結構，具有執行速度高、功耗低、體積小巧、工作電壓低、驅動能力強、品種豐富等優越性能。其總線結構采取數據總線和指令線分離獨立的哈佛（Harvord）結構，具有很高的流水處理速度。與同類8位單片機相比，程序存儲器可節省一半，指令運行速度可以提高4倍左右。PIC16F628單片機封裝形式為DIP-18，配合相應程序，該芯片可實現繼電器智能控制功能，即配合其他配套電路可構成PVS控制系統，實現CM402型貼片機接料不停機控制功能。JP2為報警信號輸入端、JP5為PC機并口解鎖信號輸入端、SB1、SB2為定時時間調節按鈕，LED1～LED6構成定時時間顯示電路，單只LED亮表示10s，全部亮表示60s。
電源模塊
電源模塊設計的質量直接關系到PVS控制系統的穩定性。該控制系統直接利用CM402型貼片機的+24V穩壓電源，故采用穩壓性能較好的三端穩壓集成電路LM7812、LM7805實現兩級穩壓，為單片機、光電耦合器等元器件提供+5V直流穩壓電源。JP1為24V電源輸入端，與CM402貼片機相應插座直接連接。
繼電器模塊
繼電器模塊由晶體管驅動電路和固態繼電器構成。其中VT1、VT2選用C9014型晶體管；歐姆龍TQ2-24V型24V繼電器。該模塊工作狀態由單片機RA4（第3腳）控制，并通過JP3、JP4與CM402型貼片機相應端口相連。
軟件系統設計
軟件環鏡基于MPLAB IDE V8.33，編譯器HI-TECH C,仿真器ICD2.0燒寫PIC16F628芯片實現CM402型貼片機控制系統改造設計功能。
實現程序如下：
#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; //本次鍵碼
uchar Key_Backup = 0x00,Key_Backup1 = 0x00; //備份鍵碼
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");//清看門狗
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;
case 5:
RB2=1;
RB3=0;
RB4=0;
RB5=0;
RA6=0;
RA7=0;
break;
case 6:
RB2=0;
RB3=0;
RB4=0;
RB5=0;
RA6=0;
RA7=0;
break;
}
}
}
void ms(uint b)
{ uchar c;
while(b--)
for(c=123;c>0;c--);
}
void interrupt tmr1(void)
{ if(TMR1IF==1)
{ TMR1IF=0;
TMR1L=0XEF;
TMR1H=0XD8;
js++;
if(js==1000)
{ js=1;
if(OFF_ON==1)
{ if(ES_DATA!=0);
{ ES_DATA--;
if(ES_DATA==0)
{ a=out=0;
}
}
}
}
}
}
void X_Y_IN(void)
{ if((RB0==0)&(RB1==0))
{ ms(2);
if((RB0==0)&(RB1==0)&((z++)==500))
{ temp1=1;
}
}
else
{ z=1;
temp1=0;
}
Key_Num1=temp1;
if((Key_Num1!=0x00)&&(Key_Num1 == Key_Backup1 ))
{ if(!Key_Dis_F1)
{ Key_Dis_F1 = 1;
asm("clrwdt");
if((RB0==0)&(RB1==0))
{ OFF_ON=1;
}
}
}
else
{ Key_Backup1 = Key_Num1;
Key_Dis_F1 = 0;
}
}
void keyscan(void)
{ if((RB7==0)|(RB6==0))
{ ms(10);
if((RB7==0)|(RB6==0))
{ temp=1;
}
}
else
{ temp=0;
}
Key_Num=temp;
if((Key_Num!=0x00)&&(Key_Num == Key_Backup ))
{ if(!Key_Dis_F)
{ Key_Dis_F = 1;
asm("clrwdt");
if((RB6==0)&(RB7==1))
{ ES--;
if(ES<=1)
{ ES=1;
}
if(ES!=ES_BC_DATA)
{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;
writeByte(0x00,ES_BC_DATA);
writeByte(0x01,out);
writeByte(0x02,RA4);
writeByte(0x03,RB1);
writeByte(0x04,RB0);
writeByte(0x05,z);
}
}
if((RB6==1)&(RB7==0))
{ ES++;
if(ES>=6)
{ ES=6;
}
if(ES!=ES_BC_DATA)
{ ES_DATA=ES_BC_DATA=ES;
writeByte(0x00,ES_BC_DATA);
}
}
}
}
else
{ Key_Backup = Key_Num;
Key_Dis_F = 0;
}
}
char readByte(char addr)
{ char tmpEEPROM;
EEADR = addr;
SELECT_EEPROM();
START_READ_EEPROM();
tmpEEPROM = EEDATA;
return tmpEEPROM;
}
void writeByte(char addr, char data)
{ EEADR = addr;
EEDATA = data;
SELECT_EEPROM();
ENABLE_WRITE_EEPROM();
EECON2 = 0X55;
EECON2 = 0Xaa;
START_WRITE_EEPROM();
ENABLE_WRITE_EEPROM();
while(1 != EEIF);
EEIF = 0;
}
結束語
該PVS控制系統以PIC16F628單片機為核心，具有集成度高、性能穩定、抗干擾能力強、性價比高等優點。該PVS控制系統已制作成品銷售，由蘇州翔慶精密機械有限公司等單位經過6個月的聯機生產驗證，證明該設計方案可靠、可行。利用該PVS控制系統改造CM402型貼片機，預期可提升生產力約4%，具有良好的實用價值。
作者：湖南有色金屬職業技術學院 李響初 上海振華科技有限公司 蔡振華