专利名称：一种步进电机控制卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制卡，尤其涉及一种应用于印刷电路板上钻定位 孔机器的步进电机控制卡。
背景技术：
印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB )是以绝缘材料辅以导体配 线所形成的结构性元件。在制成最终产品时，其上会安装集成电路、电晶 体、二极管、被动元件(如电阻、电容、连接器等)及其他各种各样的电 子零件。换句话说，印制电路板是一种提供元件连结的平台，用以承接联系 零件的基础，其主要功能是提供上述零件的相互电连接，以发挥各项电子零 组件的功能，而实现信号处理的目的。然而，随着电子设备愈越来越复杂， 需要的零件越来越多，PCB上的线路与零件也越来越密集。因此，PCB设计 品质的高低，不但直接影响电子产品的可靠度，也可以左右系统产品整体的 性能及竞争力。
而钻定位孔是PCB制程工艺的一个重要环节，为PCB的成型以及冲孔提 供定位基准，其通常运行过程为操作者手动将要钻孔的带孔状图形的印刷 电路板放置在机器摄相机正下方，供摄相机取景；上位的计算机通过对摄相 机拍到的图片进行孔中心计算，得到该孔相对原点位置的位置偏移XY座标， 从而得到步进电机需移动的距离，而上位计算机通常通过控制卡控制两个
(XY轴)步进电机驱动两条丝杆将钻头移动到计算得到的该孔相对位置处进 行自动钻孔。
中国实用新型专利公开说明书中公开号"CN2215160 "名称为"步进电 机的高速运行控制卡"的专利公开了一种步进电机的高速运行控制卡，是由 计算机插接卡及卡板上的计算机接口、输出接口和控制电路组成的。其中， 计算机接口是由适应计算机总线插槽要求的数据总线、地址总线和控制总线 三部分构成，输出接口则是与被控步进电机驱动器相连接的电缆插座，其中 控制电路是由运行距离预设电路、运行频率预设电路、距离频率控制电路， 将电机升降频率曲线按时间间隔顺序分离为频率节点序列，并将该节点序列以二进制数据形式储存其中的非易失性数据存储器、可对非易失性数据存储
器的地址实现跳变寻址的可逆计数器、D/A转换器、V/F转换器和功能控制 电路构成。然而，这种步进电机控制卡，无法同步控制两个步进电机的同时 转动，钻孔效率较低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效率的步进电机控制卡。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案来实现的
一种步进电机控制卡，主要包括计算机接口，与所述计算机接口连接 的译码电路，与所述计算机接口和译码电路连接的控制电路，与所述译码电 路连接、用于驱动步进电机沿X轴方向移动的第一单片机，以及与所述译码 电路连接、用于驱动另一步进电机沿Y轴方向移动的第二单片机，其中，X 轴与Y轴彼此互相垂直。
上述的步进电机控制卡，其中所述计算机接口为通用的ISA总线接□。
上述的步进电机控制卡，其中所述控制电路包括用于接收外界信号的 输入电路以及用于输出控制信号的输出电路。
上述的步进电机控制卡，其中所述输入电路以及输出电路为通用信号 输入输出接口扩展芯片。
上述的步进电机控制卡，其中所述外界信号为钻孔上停位信号、钻孔 下停位信号、变频器过载信号、X轴停位信号、X轴限位信号、Y轴停位信 号、Y轴限位信号或者电源开启检测信号。
上述的步进电机控制卡，其中所述控制信号为电源开启信号、待取景 摄像机用的上光源开关信号、下光源开关信号或者钻孔信号。
上述的步进电机控制卡，其中所述第一单片机以及第二单片机内还用 于接收相应驱动轴的停位信号、限位信号以及紧急停止信号。
上述的步进电机控制卡，其中所述第一单片机输出控制步进电机驱动 器的第一脉冲信号及第一方向信号；所述第二单片机输出控制另一步进电机 驱动器的第二脉冲信号及第二方向信号。
本实用新型的步进电机控制卡，通过对两个独立的单片机的操作，能同 时控制两个步进电机的同时运转，提高了步进电机的运行速度及平稳性，进
4而增加了钻孔效率；此外，计算机只需向单片机输出控制指令就能使步进电 机移动到预设的位置，从而使计算机能及时处理视频作业，观察钻孔效果， 有效提高机器的工作效率。
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。 图1为本实用新型步进电机控制卡的模块图。
具体实施方式
图l所示为本实用新型步进电机控制卡的模块图，步进电机控制卡包括
计算机接口IO，与计算机接口10连接的译码电路20，与计算机接口10和译码 电路20连接的控制电路30，与译码电路20连接、用于驱动步进电机(图中未 示出)沿X轴方向移动的第一单片机40，以及与译码电路20连接、用于驱动 另一步进电机(图中未示出)沿Y轴方向移动的第二单片机50。其中，X轴 与Y轴彼此互相垂直。
计算机接口10为计算机通用的ISA总线接口，其包括数据总线与地址总 线。其中，计算机(图中未示出)通过地址总线与译码电路20连接，同时， 通过数据总线与控制电路、第一单片机40以及第二单片机50连接。
译码电路20是对控制电路30、第一单片机40、第二单片机50进行片选控 制，而控制电路30、第一单片机40以及第二单片机50接收译码电路输出的控 制信号是并行的。
控制电路30包括用于接收外界信号的输入电路301以及用于输出控制信 号的输出电路302 。本实施方式中，输入电路301以及输出电路302为通用 信号输入输出接口扩展芯片。该外界信号为钻孔上停位信号、钻孔下停位信 号、变频器过载信号、X轴停位信号、X轴限位信号、Y轴停位信号、Y轴 限位信号或者电源开启检测信号。该控制信号为电源开启信号、待取景摄像 机(图中未示出)用的上光源开关信号、下光源开关信号或者钻孔信号。其 中，钻孔上停位信号、钻孔下停位信号是指钻孔装置(图中未示出)上还有 一个Z轴是由气动控制其上下来实现钻孔的器件，该器件的上、下表面均设 置有一个停止位，用于使计算机获知其当前所处的位置状态。上光源开关信号以及下光源开关信号的设置，是由于钻孔装置实现自动钻孔的前提是需要
设置一个与XY轴移动平台垂直的摄相机用来取景，因此，在它的上下方分别
设置一个光源，根据对要摄相的物体的不同材料开启不同位置的光源照射物 体，用于使摄相机摄取的图像更清楚。
第一单片机40输出控制步进电机驱动器的第一脉冲信号及第一方向信 号。第二单片机50输出控制另一步进电机驱动器的第二脉冲信号及第二方向 信号。第一单片机40以及第二单片机50内还用于接收相应驱动轴的停位信 号、限位信号以及紧急停止信号。本实施方式中，停位信号指停止移动信 号。紧急停止信号是指当步进电机控制出错后，移动到某一方向的行程极限 时，所发出的反馈信号，该信号使单片机控制步进电机停止向该方向的移 动，用于保护步进电机。
本实施方式中，计算机通过步进电机控制卡，将脉冲及方向控制信号传 给步迸电机驱动器，再由驱动器控制步进电机的转动，进而实现自动钻定位 孔。详细说，即计算机通过计算机接口10以及译码电路20向两个独立的单片 机，即第一单片机40、第二单片机50写入位置值，第一单片机40根据写入的 位置值控制步进电机沿X轴方向移动，同时，第二单片机50根据写入的位置 值控制另一步进电机沿Y轴方向移动。
举例说，由定位孔相对于原始位置的偏移量而得出沿X轴方向移动的步 进电机需移动1000步，沿Y轴方向移动的另一步进电机需移动800步，其中 l步为l个脉冲。因此，微控制器通过计算机接口10以及译码电路20分别向 第一单片机40写入1000步的位移值，向第二单片机50写入800步的位移值， 本实用新型中，第一单片机40以及第二单片机50的控制步进电机的过程是相 同的，区别在于设置的行程以及时间间隔。又，第一单片机40以及第二单片 机50还能控制步进电机的加减速，如X轴的总行程为1000步，则第一单片机 40可以控制步进电机在前IOO步不断减少时间间隔，使脉冲频率升高，从而 使得该步进电机速度越来越快，而在后IOO步不断的增加时间间隔，使得脉 冲频率减少，从而使得步进电机速度越来越慢，最后可以很稳定停下来。
因此，本实用新型的步进电机控制卡，通过对两个独立的单片机的操 作，能同时控制两个步进电机的同时运转，提高了步进电机的运行速度及平 稳性，进而增加了钻孔效率；此外，计算机只需向单片机输出控制指令就能 使步进电机移动到预设的位置，从而使计算机能及时处理视频作业，观察钻孔效果，有效提高机器的工作效率。
以上所述之具体实施方式
为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定 本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方 式；凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均包含本实用新型的保
护范围内。
权利要求1. 一种步进电机控制卡，主要包括计算机接口，与所述计算机接口连接的译码电路，与所述计算机接口和译码电路连接的控制电路，其特征在于所述步进电机控制卡还包括与所述译码电路连接、用于驱动步进电机沿X轴方向移动的第一单片机，以及与所述译码电路连接、用于驱动另一步进电机沿Y轴方向移动的第二单片机，其中，X轴与Y轴彼此互相垂直。
2. 根据权利要求1所述的步进电机控制卡，其特征在于所述计算机接 口为通用的ISA总线接口。
3. 根据权利要求1所述的步进电机控制卡，其特征在于所述控制电路 包括用于接收外界信号的输入电路以及用于输出控制信号的输出电路。
4. 根据权利要求3所述的步进电机控制卡，其特征在于所述输入电路以及输出电路为通用信号输入输出接口扩展芯片。
5. 根据权利要求3所述的步进电机控制卡，其特征在于所述外界信号为钻孔上停位信号、钻孔下停位信号、变频器过载信号、x轴停位信号、X轴限位信号、Y轴停位信号、Y轴限位信号或者电源开启检测信号。
6. 根据权利要求3所述的步进电机控制卡，其特征在于所述控制信号为电源开启信号、待取景摄像机用的上光源开关信号、下光源开关信号或者 钻孔信号。
7. 根据权利要求1所述的步进电机控制卡，其特征在于所述第一单片机以及第二单片机内还用于接收相应驱动轴的停位信号、限位信号以及紧急 停止信号。
8. 根据权利要求1所述的步进电机控制卡，其特征在于所述第一单片 机输出控制步进电机驱动器的第一脉冲信号及第一方向信号；所述第二单片机输出控制另一步进电机驱动器的的第二脉冲信号及第二方向信号。
专利摘要一种步进电机控制卡，主要包括计算机接口，与所述计算机接口连接的译码电路，与所述计算机接口和译码电路连接的控制电路，与所述译码电路连接、用于驱动步进电机沿X轴方向移动的第一单片机，以及与所述译码电路连接、用于驱动另一步进电机沿Y轴方向移动的第二单片机，其中，X轴与Y轴彼此互相垂直。本实用新型的步进电机控制卡，通过对两个独立的单片机的操作，能同时控制两个步进电机的同时运转，提高了步进电机的运行速度及平稳性，进而增加了钻孔效率。
文档编号G05B19/18GK201248025SQ20082009509
公开日2009年5月27日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者黄任龙 申请人:黄任龙