omron编码器E6B2-CWZ6C(基于OMRON——E6B2编码器的玻管切割控制器设计)-同心智造网

摘要：介绍一种基于OMRON-E6B2编码器的石英玻璃管切割控制器的设计方法，利用ATmega16单片机作为控制中枢，从硬件和软件两方面阐述了控制器的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。本设计为石英玻璃管的切割控制提供了一种有效的方法，实践证明,设计的控制器具有较高的实用价值，能够完成对石英玻璃管切割过程的准确控制，从而提高产品的质量,产生可观的经济效益。
关键词：OMRON- E6B2编码器;石英玻璃管;切割控制;ATmega16单片机
Abstract: Introduce a method about the design of controller for incising quartz glass tube which is based on the OMRON-E6B2 coders, and utilize a single-clip ATmega16 machine as central controller, expound the design way of the controller from the hardware and software sides, make brief description in hardware principle and program frame. This design provides a valid controlling method for incising quartz glass tube, and the practice proves that the controller has high practical value which can accomplish the accurate control to the process of incising quartz glass tube, and then it improves quality of the product and gives rise to considerable economic performance.
Keyword: OMRON-E6B2 coder; the quartz glass tube; incising control; ATmega16 single-chip machine.
0 前言 　　石英玻璃管是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，是一种非常优良的基础材料。石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能。其显著的特点是：耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、透光性能好。正是由于石英玻璃具有上述优良的理化性能，因此被广泛地应用于电光源、半导体、光通信、军工、冶金、建材、化学、机械、电力、环保等各个领域。与此同时，对石英制品的切割控制就显得尤为重要。　　基于OMRON-E6B2的石英玻璃管切割控制器设计，就是针对石英玻璃管的切割过程实现自动化控制提出的。
1 硬件设计 　　1.1编码器　　使用进口编码器进行准确定位（利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现玻璃管的精确位移控制）。本设计采用OMRON-E6B2-CWZ6C 2000PPR，其输出电路如图1所示： [align=center]
图1 OMRON E6B2-CWZ6C 2000PPR输出电路[/align] 　　1.2槽型光电开关　　使用槽型光电开关输入到位信号至ATmega16单片机，槽型光电开关的型号为BANNER SL30VB6VY，其输出电路如图2所示。 [align=center]
图2 BANNER SL30VB6VY输出电路[/align] 　　1.3 ATmega16单片控制电路　　ATmega16单片机是一种高性能、低功耗的 8位 AVR®微处理器，它具有先进的 RISC结构，其特点为:16K字节的系统内可编程Flash（具有同时读写的能力，即RWW），512字节 EEPROM，1K字节 SRAM，32 个通用 I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的 JTAG接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器（T/C）,片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的 ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个 SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。常见封装为PDIP40，其引脚分配如图3所示。 [align=center]
图3 ATmega16单片机引脚图[/align] 　　1.3.1输入电路部分　　石英玻璃管切割控制器输入电路部分如下：　　l OMRON E6B2-CWZ6C 2000PPR进口编码器输入电路　　采用光电隔离电路TLP521-1将编码器的脉冲隔离后输入至单片机ATMEGA16的T0端，对编码器的输出脉冲进行计数，以便确定玻璃管的准确位置。　　l BANNER SL30VB6VY槽型光电开关输入电路　　采用光电隔离电路TLP521-1将槽型光电开关的电平信号隔离后输入至单片机ATMEGA16的PB1端，可对槽型光电开关的开关状态进行判断，依此确定到位信号的有无。红外线键盘接收电路　　红外线接收电路采用红外线接收头SM0038，输出端接入74LS14整形电路，最后接入单片机ATmega16的外部中断0（INT0）。SM0038负责接收红外线、解调红外线信号，74LS14对信号进行整形。通过红外线键盘接收电路，单片机ATmega16对来自红外键盘的数字键、功能键进行处理。　　1.3.2输出电路部分　　石英玻璃管切割控制器输出电路部分如下：　　l LED数码显示电路　　数码显示电路采用常见的动态扫描电路，由PA口输出段码（显示的数据），由PC口输出位码（显示数码管的某一位）。采用此动态扫描电路，大大节省了硬件资源。　　l 控制输出电路、　　控制输出电路由4个相同的电路组成，对应的控制环节分别为：启动、刹车、切管、打管，依此控制石英玻璃管的切割过程。该输出电路由光电隔离电路TLP521-1隔离单片机ATmega16的输出信号，单片机的输出信号经7406驱动并经光电隔离后使得继电器动作。 [align=center]
图4 硬件设计总图[/align]
2 软件设计 　　软件设计部分主要分为如下几个模块：　　1）外部中断0的服务子程序模块。该模块主要负责红外线的接收、识别和按键的编码等。　　采用与接收模块SM00383相对应的红外发射电路 SAA3010T，其编码规律为：　　a）起始码部分—2 位（两个逻辑“1”）; 　　b）控制码部分—1 位（在前后两次按键中交替改变）; 　　c）系统码部分—5 位：00000; 　　d）指令码部分—6 位。 [align=center]
图5 SAA3010T数据格式[/align] [align=center]
图6 红外键盘信号处理程序框图[/align] 　　2） LED显示驱动模块。该模块的功能是将显示缓冲区中的内容显示到相应的LED上。利用ATmega16的两个并行口PA、PC口分别作为LED的段控与位控，PA口作为显示器的数据口（段控），用来输出数据;PC口作为位控，输出位置信号，以便决定哪位数码显示器显示数据。　　3）计数模块。对编码器的输出脉冲进行计数。　　计数部分的程序设计，可将单片机ATmega16的定时/计数器T0设置为方式2，从外部进行计数，设置计数初值，判断TF0是否溢出用以确定是否有脉冲信号输入，典型程序如下：　　START： MOV TMOD，#06H ;T0为方式2外部计数　　MOV TH0，#0FFH ;计数初值　　MOV TL0，#0FFH 　　SETB TR0 ;允许计数　　LOOP1： JBC TF0，LOOP2 　　AJMP LOOP1 　　LOOP2：　　;计数处理　　AJMP LOOP1 [align=center]
图7 动态扫描显示程序框图[/align] 　　4、主程序。控制石英玻璃管的割管过程。　　主程序比较简单，限于篇幅，本文不在赘述。
3 结论 　　本文的创新之处，在于使用OMRON——E6B2编码器做定位装置，比较简捷地解决了石英玻璃管的切割问题，为石英玻璃管切割控制提供了一种有效方法，通过红外遥控键盘（或机带键盘）可以方便地输入各种参数，完成对石英玻璃管切割的有效控制。本设计曾在江苏某石英玻璃管厂投入使用并取得显著效果，使OMRON——E6B2编码器在石英玻璃管制品的切割控制上得到了较好的应用。
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