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2·2　控制方法

伺服驅動器提供位置、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 式來進行控制。在該設計里選擇速度模式,在最先考慮時,選 擇了位置控制模式,即MCU采用發脈沖的方式來控制執行電 機以及減速裝置來調整布邊的偏移,當布邊偏移距離較大時, 則發射更多的脈沖來控制裝置調整偏移,反之則發射少量脈沖 來調整布邊偏移。采用速度模式時,即為模擬控制模式,把從 接收管接收到的信號經過處理后經過D /A轉換輸出到驅動機 構,當布邊偏移距離比較大的時候,則執行電機以較大的速度 來調整布邊,反之以較小的速度來調整布邊偏移,而且執行電 機的轉速能通過串口通信來設置,這樣速度操作模式比位置操 作模式更加靈活且調整偏移時更具有連續性,伺服電機不需要 頻繁停止轉動,不易產生振蕩,使整機性能得到提高。

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動模式,由MCU輸出電壓來操縱 馬達的轉速,根據設計需要,在預設DI/DO信號線選擇了 SRDY、SON、ALARM、ARST、CWL、CCWL跟MCU進行連接,如 圖2所示,即P20~P26為伺服電機與MCU之間的握手信號, 能滿足設計要求。

2·3　硬件電路設計原理

該電路中設置內部T0定時器工作在方式2,TL0、TH0寄存 器的初值設置為0x48,同時可設置P34引腳輸出5KB的方波作 為M1-M4所發射紅外光的調制信號。L1-L10檢測到有效信號時,經過信號處理電路傳輸給單片機P1、P36、P37引腳。如 果布在傳輸的過程中發生了偏移, P2、P32、P33引腳指示燈顯示 接收管狀態來判斷偏移程度,而主程序根據接收管狀態控制P7口引腳發出對應的信號,經過D /A轉換為±10 V之間的電壓 控制電機轉速和方向。當布的偏移程度較小時,則輸給電機的電壓最小,控制電機轉速最低。布的偏移較大時,則單片機控 制輸給電機的電壓最高,控制電機轉速最高。

在手動模式下,根據外部指示燈的狀態來判斷布的偏移方向以及布的偏移程度,把手動調節按鈕設為3檔,即把電機分為左右轉動以及停止狀態,由操縱人員來調整布的偏移。圖中的P10、P11引腳為串行口預留接口,單片機和伺服電機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品升級 等。

3　軟件設計

該程序主要功能是:MCU根據采集到的紅外接收管信號進 行判別布在被傳送的過程中是否發生了偏移,再根據相應的狀 態發送模擬電壓給伺服電機來調整布的偏移,在數據采集過程 中,由于布的表面并非純平面,會引起對接收信號的干擾,主程 序中設計了軟件抗干擾,并在出現干擾時做出標記,供主程序 分析時采用。

主程序中還可以進行手動/自動調節選擇,當布偏移距離較大時,操縱人員根據接收狀態燈的顯示可以選擇手動調整偏移的布。在程序運行時, P06引腳為低電平,進行手動調節。當P04引腳低電平時,則單片機控制電機以中等速度正轉;當P05為低電平時,即控制伺服電機以中等速度反轉,使操縱更加簡單、方便。

系統軟件用C語言編寫,開發工具使用KEIL。系統軟件主要完成紅外二極管的發射與接收、手動與自動調節選擇、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。