基于MC9S12DG128的伺服控制系统在CTP控制中的应用(2)

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基于MC9S12DG128的伺服控制系统在CTP控制中的应用(2)

1.位置控制模式。在位置控制模式下,鼓慢速转动,实现鼓定位。通过对伺服控制器第7、8引脚(PULS和PULS)输入脉冲来实现位置控制。系统将第7脚PULS引脚通过上拉180欧姆左右电阻接 5V电源来控制,而PULS引脚采用的是脉冲输入。图5为伺服控制器脉冲输入连接示意图。图中Vcc接 5V电源,R1电阻大小为180欧姆,连接到PULS引脚上。R1取180欧姆电阻,是为了确保VF保持在1.5～1.8V之间,让发光二极管D1’点亮。三极管Tr1的控制引脚pulse 接DG128的脉冲输出引脚,对三极管Tr1的控制引脚打入脉冲pulse,发光二极管D1’会以pulse的频率点亮,同时光耦L1’也以该频率导通,实现了对伺服电机的脉冲输入。

由于本系统对鼓定位的准确性要求比较高,通常要求误差不能超过1毫米。所以设计过程中使用了DG128芯片的脉冲累加器功能,当驱动脉冲数目达到预定的数目则停止脉冲发送,然后等待伺服电机的定位完成COIN 信号,这样可以使鼓基本定位在预计的位置。此外,还得考虑在鼓正转和反转过程中,电机皮带所引起的定位误差。实际实现过程中,经过多次测试,对系统鼓定位采取了补偿误差的方法,基本实现了鼓的精确定位。

2.速度控制模式。鼓的速度控制用于鼓的高速转动,主要是通过对第5、6引脚的控制来实现鼓的转动。实现方式是将第6脚接地。然后通过D/A芯片TLC7225和放大器LM324来给第5引脚输入模拟电压,模拟电压应控制在12V以内。TLC7225的数据口直接接DG128的8个I/O即可。通过输入的模拟电压的改变就可以改变鼓的转速,电压越高,鼓转动的就越快。

三、软件设计

由于CTP系统是由PC机控制印版的,因此在CTP控制系统的实现过程中,由PC方发送相关控制命令,PC与DG128通过串口进行通信,当DG128接收到PC方命令时,驱动伺服系统执行相应动作。DG128内部主程序是一个循环结构,在中断服务程序中对PC方命令进行响应。其流程可简述如下:

1.等待PC方制版命令。

2.发生串口中断,接到PC方制版命令,伺服电机开始运动,并带动鼓开始运动。等待光栅编码器输出脉冲累加到某一特定值而触发中断,找到鼓转动参考点,相对参考点继续转动某一特定脉冲值,到达上版位置,停止鼓转动。等待用户放入版材并上版,直到上版完毕。

3.等待PC方印版命令。

4.发生串口中断,接到PC方制版命令,伺服开始运动,并带动鼓开始运动,同时光栅编码器输出脉冲驱动横移电机带动激光器在印版上打点,完成图像扫描,直到扫描完成。

5.扫描完成,收到PC方下版命令下版。

6.重复步骤1～5重复印版或退出系统。

四、结语

采用单片机嵌入式控制不仅能够完成高精度的控制任务,而且只要采用合理的控制策略,就能使系统平稳运行。由于控制程序采用模块化结构,所以系统可以适应各种复杂情况,对不同型号的伺服电机只需要改动算法程序或控制参数即可得到理想的控制效果。本文所描述的基于MC9S12DG128的伺服驱动控制系统在CTP控制中发挥了很好的作用,且只要稍作修改即可应用在其他类似的控制系统中,可移植性较强。

参考文献

[1]张逸新,刘春林.CTP技术与应用[M].印刷工业出版社,2007.

[2]王宜怀.嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用[M].北京航空航天大学出版社,2008.

[3]Freescale MC9S12DG128 DataSheet[DB/OL].http://www.freescale.com,2004

作者简介:费莉(1981-),女,江苏人,苏州托普信息职业技术学院工程师,硕士,研究方向:嵌入式应用技术。