基于ATmega128單片機(jī)的壓電式賈卡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在脈沖開關(guān)電路中，為了盡量接近理想開關(guān)，晶體管則一定要工作于飽和或截止?fàn)顟B(tài)，而放大狀態(tài)則只是在飽和、截止兩個(gè)狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的瞬間經(jīng)過一下。根據(jù)壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)電壓60 V及驅(qū)動(dòng)電流(幾十毫安左右)，本驅(qū)動(dòng)電路選擇2N5551和2N5401型三極管(Icm=600 mA，Bvceo>160 V)，經(jīng)驗(yàn)算，各三極管在此電路中能飽和。該驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)合理實(shí)用。

2 軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求并結(jié)合上述硬件設(shè)計(jì)，再結(jié)合系統(tǒng)選取針花型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、花型驅(qū)動(dòng)信號(hào)、主從機(jī)的數(shù)據(jù)通訊及控制等功能。然后由RS 485半雙工總線的特性設(shè)計(jì)出命令表及協(xié)議。MCU在編程狀態(tài)下，通過RS 485總線接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并按順序存儲(chǔ)在掉電存儲(chǔ)器中；在運(yùn)行狀態(tài)下，從機(jī)在同步及歸零信號(hào)控制下，按順序?qū)?shù)據(jù)從掉電存儲(chǔ)器中讀出，并將其解壓后轉(zhuǎn)換成一組賈卡導(dǎo)紗針。軟件程序采用模塊化的編程思想，采用匯編和C語言混合編寫的方法。
2．1 RS 485通信程序
RS 485通信任務(wù)是從上位機(jī)把花型數(shù)據(jù)或者發(fā)過來的控制命令傳送到外部擴(kuò)展的FM24C512存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)采用半雙工工作方式，接收上位機(jī)的花型數(shù)據(jù)，則單片機(jī)利用USART串口采用應(yīng)答式實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，程序流程如圖5所示。

2．2 花型控制程序
本控制系統(tǒng)的控制信號(hào)傳輸采用串行轉(zhuǎn)并行傳輸技術(shù)。其串行傳輸采用的是軟件模擬串行同步傳輸。CPU從片外FM24C512讀取花型控制信息，經(jīng)單片機(jī)端口在時(shí)序(SHCP)配合下串行傳送給74HC595進(jìn)行移位緩存，數(shù)據(jù)依次由高位到低位傳輸。傳送完花型控制信號(hào)后，單片機(jī)CPU處于等待狀態(tài)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)向單片機(jī)發(fā)送使能信號(hào)時(shí)，則單片機(jī)對(duì)74HC595的STCP發(fā)送一個(gè)上升沿脈沖信號(hào)，從而緩沖的所有數(shù)據(jù)并行輸出，從而賈卡導(dǎo)紗針實(shí)現(xiàn)一次動(dòng)作。其程序框圖如圖6所示。

3 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)
賈卡經(jīng)編機(jī)對(duì)系統(tǒng)可靠性要求很高，在系統(tǒng)工作時(shí)，不能出現(xiàn)死機(jī)及其他異?，F(xiàn)象。因此系統(tǒng)在軟硬件設(shè)計(jì)過程中對(duì)可靠性加以特殊的重視。下面介紹幾種提高系統(tǒng)可靠性的主要措施。
(1)ATmega128自身具有看門狗功能，可在系統(tǒng)異常發(fā)生時(shí)自行重啟。
(2)信號(hào)光電隔離，分組供電。采用穩(wěn)定可靠的DC-DC模塊24S05由24 V直流電源得到單片機(jī)需要的5 V電源，光耦及MC3486或3487需要的5 V電源另外供應(yīng)，同時(shí)24 V電源為393提供電源。
(3)提高元器件及其印刷電路板的可靠性。關(guān)鍵元器件要嚴(yán)格篩選，電路板布線要嚴(yán)格按照PCB布線規(guī)則，充分考慮電磁兼容、抗干擾等要求。
(4)良好的接地系統(tǒng)，提高安全性，抑制干擾。
(5)程序采用匯編語言和C語言混合編寫，以適應(yīng)要求較嚴(yán)格的時(shí)序問題。
(6)采取充分的軟件可靠性措施，例如采用串行數(shù)據(jù)的出錯(cuò)重傳和延時(shí)調(diào)整、嚴(yán)格各端口的控制字、超時(shí)判斷等。

4 結(jié) 語
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成了花型數(shù)據(jù)的提取、存儲(chǔ)、傳輸、校驗(yàn)及控制等一系列功能，實(shí)現(xiàn)了花型數(shù)據(jù)的數(shù)字化傳輸功能，提高了賈卡經(jīng)編機(jī)提花控制系統(tǒng)的數(shù)字化水平，大大節(jié)約了花型控制的成本。此賈卡控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)輔助花型設(shè)計(jì)系統(tǒng)配合可以加快賈卡經(jīng)編織物的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化上機(jī)工藝，縮短產(chǎn)品更新周期，可以很好地改進(jìn)賈卡經(jīng)編機(jī)設(shè)備的控制技術(shù)，系統(tǒng)的可靠性與實(shí)用性在樣機(jī)試運(yùn)行中已經(jīng)得到證實(shí)。