一种基于lpc1764单片机的气缸控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气缸运动及触摸IXD屏控制的自动测试系统，具体地说是一种基于LPC1764单片机的气缸控制系统。
【背景技术】
[0002]在一些测试项目中，会有很多测试项目危险度极高。如高电压、高电流等相关的测试项目。此时，在测试这些项目时，必须考虑操作人员的安全问题。因此，在测试时要尽量减少人员的参与，多使用自动化的测试来提高安全性性能，减少不必要的事故发生。同时采用自动化的方式也会加快测试速度，提高生产效率。
[0003]在测试RTU (远动终端单元)模块功能指标时，其中一项测试指标:电参数性能涉及到了 380V/5A的交流电压检测。由于其属于高电压、高电流检测，在测试过程中如果测试人员操作不当，极易发生危险事故。因此，本次的实用新型气缸控制板便是对RTU模块进行自动化测试的测试系统中的一个重要组成部分，主要负责控制测试模块及测试针板运动到指定位置，并通过触摸LCD屏显示当前系统的工装状态。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于控制RTU自动测试系统中气缸运动及LCD屏显示的装置。以便降低操作危险，提供测试效率，便于对远动终端单元功能进行检测。
[0005]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种基于LPC1764单片机的气缸控制系统，数据存储模块连接单片机，与单片机双向通信，用于存储气缸控制板的配置数据；
[0006]告警模块连接单片机，实时接收单片机的信号，用于在需要警示的情况下发出告警信号；
[0007]第一 RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过RTU测试板通信接口连接RTU测试板，实现RTU测试板与单片机之间的双向通信；
[0008]第二 RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过IXD通信接口连接IXD屏，实现LCD屏与单片机之间的双向通信；
[0009]电磁阀控制电路一端连接单片机，接收单片机的控制命令，另一端通过电磁阀接口连接到电磁阀，控制气缸运动；
[0010]传感器电路一端连接单片机，另一端通过传感器接口连接到传感器，接收到传感器发送的信号后发送给单片机。
[0011]RS485串口通信模块一端连接单片机，另一端设置RS485串口通信接口作为预留接口。
[0012]供电模块连接整个控制装置，为控制装置以及传感器供电。
[0013]所述单片机还设有I/O扩展接口。
[0014]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0015]1、本实用新型可控制气缸进行伸缩运动。
[0016]2、本实用新型可通过触摸IXD屏显示设备状态。
[0017]3、本实用新型可通过触摸IXD屏控制设备运行及停止。
[0018]4、本实用新型可检测设备运行状态，并产生异常告警。
【附图说明】
[0019]图1为气缸控制板结构图；
[0020]图2为告警模块电路图；
[0021]图3为电磁阀控制电路图；
[0022]图4为传感器接口电路图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0024]本实用新型使用在气缸驱动的自动测试设备当中，起到对设备中气缸的控制，并通过触摸LCD屏显示设备当前工作状态，同时也可通过触摸LCD屏输入指令，控制设备运行状态。
[0025]如图1所示，本实用新型所提供的气缸控制板，用于气缸驱动的自动测试设备。其电路包括单片机最小系统、数据存储模块、告警模块、485通信模块、LCD通信接口、RTU测试板通信接口、供电模块、电磁阀接口模块、传感器接口、I/O扩展接口。
[0026]单片机最小系统是整个电路板的控制核心，用以运行本实用新型的测试程序，控制整个电路板的通信、数据存储、接口控制等功能；数据存储模块主要用以存储气缸控制板当前的配置数据；告警模块使用了一个+3.3V的蜂鸣器，当设备工作异常是，会产生蜂鸣；通信模块主要有RS232通信与RS485通信2种类型，共3个通信接口。第一个通信接口采用RS232协议通信，用于气缸控制板的单片机最小系统与RTU测试板通信，气缸控制板根据RTU测试板的指令进行配置，并返回相应的信息。第二个通信接口同样采用RS232协议通信，用于气缸控制板与触摸LCD屏间的通信链路的建立，主要实现气缸控制板对触摸LCD屏显示内容的控制，并能接收到触摸屏传送的数据信息。第三个通信接口采用RS485通信，此为预留的扩展接口，可根据需要使用，如可对气缸控制板进行地址分配，采用RS485总线形式找到相应地址的气缸控制板，并对其加以控制；供电模块主要为整个气缸控制板及外接的传感器供电；电磁阀接口模块用以连接气缸的电池阀，从而控制气缸运动；传感器接口用以连接光电传感器，测量气缸是否已经到达指定位置；I/O扩展接口为LPC1764单片机的I/O引脚外引的扩展接口，如需外接其他信号，直接引用即可。
[0027]单片机最小系统使用了 NXP公司的LPC1764单片机进行设计。使用12M的晶振，匹配电容为18p。仿真接口采用2*10的20pin接口的JTGA方式。由于担心本工装程序自动重启而影响自动测试系统，因此本次工装的设计未加入看门狗复位电路，对复位引脚只做了上拉设计。
[0028]数据存储模块的设计使用的是ATMEL公司的存储芯片AT24C254芯片，其256K的存储空间足够用了存放RTU测试板的配置数据。
[0029]告警模块的设计如图2，此图中，三极管(9013) VlI的基极端Pl.31接在单片机的I/o引脚上，Jl为DC/+3.3V的蜂鸣器。当Pl.31输出低电平时，三极管(9013) VlI的集电极端为高电平，蜂鸣器不响；当Pl.31输出高电平时，三极管(9013)Vll的集电极端为低电平，蜂鸣器响。通过以上控制单片机Pl.31引脚输出高低电平的方式来控制蜂鸣器的响与不响，来实现告警机制。目前的告警主要有两种情况:(I)当气缸处在运动中时，产生告警，提醒操作人员注意安全；(2)当气缸未运行到指定位置时，蜂鸣器响起，提示气缸故障。
[0030]串口通信模块分为以下三个部分:
[0031](I)气缸控制板的单片机最小系统与RTU测试板通信:本部分电路使用LPC1764单片机的串口 I。采用SP3232芯片的典型电路设计，用于串口通信的RS232电平与TTL电平的转换。实现单片机与RTU测试板的通信。使气缸控制板可以接收到来自计算机的控制指令，并对其进行回复。本部分的对外接口采用2.54mm间距的3pin白色插座，接口定义为:I脚为地、2脚接收、3脚发送。
[0032](2)气缸控制板与触摸IXD屏通信接口:本部分电路使用LPC1764单片机的串口Oo同样采用SP3232芯片的典型电路设计，用于串口通信的RS232电平与TTL电平的转换。对外接口采用2.54mm间距的8pin白色插座。接口定义为:1脚、2脚为+5.0V ；3脚、8脚为GND ；4脚为LCD复位引脚；5脚为LCD繁忙反馈引脚；6脚为接收；7脚为发送。
[0033](3)扩展的RS485通信接口，此部分电路基于MAX3485芯片进行设计，使用单片机的串口 3。并且有单片机的Pl.17作为485芯片的收发使能控制引脚。
[0034]供电模块:本部分电路使用LM2576S-5V芯片及LDO芯片LM1117，将DC/+12V的输入电压转为DC/+5V以及DC/+3.3V。电源输入接口使用5.08间距2Pin的绿色接线座。
[0035]电池阀接口模块部分设计如图3，此电路板对应的可控制的电池阀为DC/+12V，如图中所示，使用开关芯片IRF7416控制DC/+12V的通断。图中P2与单片机I/O引脚相连，当其为低电平时，三极管(9013) V6的基极为低电平，集电极为高电平，此时芯片IRF7416断开。输出端CG1-2没有电压；当P2为高电平时，三极管(9013) V6的基极为高电平，集电极为低电平，此时芯片IRF7416导通。输出端CG1-2有DC/+12V的电压。图中F4为自恢复过流保护片，用以保护整个电路板。此芯片的电阻值会随着电流的增大而增大，当其超过一定数值时，此芯片会断开本电路。当电路的电流回复后，芯片的电阻值回复正常，此通路再次导通。如图3的电路在本实用新型中共有4路，分别控制I号气缸与2号气缸的伸长与缩短状态。
[0036]传感器接口如图4，图中CG2_R与CG2_S分别接在单片机的两个I/O接口上，分别代表2号气缸的缩短与伸长状态。J8的4个引脚中，1、2引脚接有I个光电传感器，此传感器放在气缸的缩短位置，用来检测气缸是否到达缩短位置。3、4引脚同样接有I个光电传感器，此传感器放在气缸的伸长位置，用来检测气缸是否到达伸长位置。整套设备中共有4个传感器，分别检测2个气缸的伸长、缩短4个位置。由于本实用新型使用的是LPC1764单片机作为处理芯片，其工作电压为+3.3V。因此，电路中的电阻，在应用中起到分压的作用，保证传感器输出的电压为单片机可接受的范围。
[0037]I/O扩展接口使用的是2.54mm间距的单排插针作为对外接口。主要将单片机尚未是使用的I/O等引脚引出，以便以后设备增加功能使用。
【主权项】
1.一种基于LPC1764单片机的气缸控制系统，其特征在于:数据存储模块连接单片机，与单片机双向通信，用于存储气缸控制板的配置数据； 告警模块连接单片机，实时接收单片机的信号，用于在需要警示的情况下发出告警信号; 第一 RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过RTU测试板通信接口连接RTU测试板，实现RTU测试板与单片机之间的双向通信； 第二 RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过IXD通信接口连接IXD屏，实现LCD屏与单片机之间的双向通信； 电磁阀控制电路一端连接单片机，接收单片机的控制命令，另一端通过电磁阀接口连接到电磁阀，控制气缸运动； 传感器电路一端连接单片机，另一端通过传感器接口连接到传感器，接收到传感器发送的信号后发送给单片机。
2.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的气缸控制系统，其特征在于:RS485串口通信模块一端连接单片机，另一端设置RS485串口通信接口作为预留接口。
3.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的气缸控制系统，其特征在于:供电模块连接整个控制装置，为控制装置以及传感器供电。
4.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的气缸控制系统，其特征在于:所述单片机还设有I/O扩展接口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于LPC1764单片机的气缸控制系统，数据存储模块连接单片机，与单片机双向通信，告警模块连接单片机，实时接收单片机的信号，用于在需要警示的情况下发出告警信号；第一RS232通信模块一端连接单片机，另一端通过RTU测试板通信接口连接RTU测试板，第二RS232通信模块一端连接单片机，另一端通过LCD通信接口连接LCD屏；电磁阀控制电路一端连接单片机，接收单片机的控制命令，另一端通过电磁阀接口连接到电磁阀；传感器电路一端连接单片机，另一端通过传感器接口连接到传感器，接收到传感器发送的信号后发送给单片机。本实用新型可降低操作危险，提供测试效率，便于对远动终端单元功能进行检测。
【IPC分类】F15B21-02, F15B20-00
【公开号】CN204327656
【申请号】CN201420761823
【发明人】周李满, 张锋, 张二鹏, 杜方, 孙金
【申请人】沈阳中科奥维科技股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月4日