基于单片机的凸轮控制器软硬件实现

2012-04-13唐中燕

科技视界 2012年26期

关键词：转轴凸轮中断

唐中燕

TANG Zhong-yan

（华北电力大学河北保定 071003）

（North China Electric Power University,Baoding Hebei,071003）

基于单片机的凸轮控制器软硬件实现

The Realization of the Cam Controller Base on Micro-computer

唐中燕

TANG Zhong-yan

（华北电力大学河北保定 071003）

（North China Electric Power University,Baoding Hebei,071003）

基于单片机的凸轮控制器是通过软硬件结合实现的。根据送入单片机的转轴角位置信号以及事先设置好的凸轮数据参数，控制器即可产生相应凸轮开关状态信号。实现方法方便、灵活。

单片机；凸轮；流程图；汇编语言

0 引言

凸轮主要用于检测机械设备某一个轴的角位置，当到达不同的角位置时发出不同的开关状态信号。例如按照工艺要求，某凸轮的功能为：每周包含 4 个区间（00～600、610～1200、1210～3000、3010～3600），其中 1、3 区间为 ON 状态，2、4 区间为OFF状态。当改变工艺过程时，需重新制作机械凸轮，十分不方便。利用单片机的记忆功能及软硬件可方便的设计一个凸轮控制器，而构成一个或多个“电子凸轮”。“电子凸轮”的工艺改变十分灵活，满足了需经常改变工艺过程的实际需要。

1 参数设置

为了方便灵活的改变凸轮工艺，可利用单片机存储数据的功能，事先按照工艺要求将凸轮数据参数设置在存储器中，通过改变所存储的数据参数就可改变凸轮工艺。本设计可实现最多8个电子凸轮，若每个电子凸轮最多可以有8个区间。则对应数据参数表如表1～表3所示。

①电子凸轮区间数表：共8个数据，每个数据占1字节，对应一个电子凸轮，表示其区间数。只给出了0#凸轮数据；

②电子凸轮区间设置表：共8组数据，每组数据对应一个电子凸轮，每组数据中有8个数据，每个数据2字节，共占16字节，给出了该电子凸轮的各区间角度。只给出了0#凸轮的数据；

③电子凸轮区间状态表：共8组数据，每组数据占1字节，对应一个电子凸轮，给出了该电子凸轮在各区间要输出的开关状态信号。只给出了0#凸轮的数据。

表1 电子凸轮区间数表

表2 电子凸轮区间设置表

表3 电子凸轮区间状态表

图1 硬件电路原理图

以这些表格为基础，配以相应的软硬件就可方便、快捷地实现8个电子凸轮的功能。

2 硬件设计

本设计的硬件电路原理图如图1所示。

利用8个光电编码器可检测8个转轴的角位置。转轴每转1°编码器输出一个脉冲，单片机对该脉冲进行计数即可得到转轴的角度。编码器输出脉冲作为D触发器的控制脉冲，8个D触发器的输出端经OC门线或在一起，接到单片机外部中断0（/INT0）引脚。当8个光电编码器中的任一个输出脉冲信号时，会使相应 D触发器输出为“1”，经反相后为“0”，引起/INT0的中断触发，单片机中断响应后转去执行中断服务程序。在中断服务程序中首先要进行中断源的查询，即通过查询P1口线的状态判断是哪个编码器发出的脉冲，然后进行对应脉冲的计数、计算对应转轴的转动角度。因为中断采用的是电平触发方式，所以还要从P2口相应引脚输出负脉冲，以撤销中断申请。P0口用于输出8个电子凸轮所发出的开关状态信号。