基于ARM7的气动标记机控制系统研究
时间：2021-04-06 07:51:58 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：工业自动化生产中便携式气动标记机一般采用笔记本为控制核心，由于笔记本存在价格高、系统难于维护等缺点而无法适应竞争日益激烈的便携气动标记机市场。本文介绍一种以ARM7单片机为控制核心的便携式控制系统，并详细介绍了其软硬件的开发过程及矢量图像、字符的实现。实验证明，该系统运行稳定，打字效果清晰、圆滑，一定程度上可以弥补以笔记本电脑为控制核心的标记系统所带来的不足。
关键词：便携式；标记机；ARM7；控制系统
中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 16-0003-02
一、引言
气动标记机广泛应用于铭牌、各种零部件及汽车行业中，随着市场需求的变化，对标记机的稳定性、便携性提出了更高要求[1]。当前工业自动化生产中，便携气动标记机常采用以笔记本电脑和单片机为控制核心两种控制方式。对于以笔记本电脑为控制核心的标记机来说，其资源丰富、编辑功能强，但存在其源资利用率不高，体积大、成本高、难于维护等缺点；而基于单片机的控制系统其结构简单、成本低，但其控制精度低，资源有限，编辑功能差难以达到用户标记要求[2]。随着ARM和DSP等各种16位嵌入式处理芯片的快速发展，为开放式的嵌入式系统的发展提供了新的解决途径[3]。本文结合ARM高数据处理能力以及丰富的存储资源，采用飞利浦公司生产的LPC2148芯片为控制核心，一定程度上弥补了以PC机及单片机为控制核心的控制系统所带来的不足。
二、系统硬件构架
（一）芯片选型
（二）电磁阀驱动
三、软件系统
软件是系统是否能正常工作的关键，为便于系统维护以及软件的二次开发，采用模块化 编程，系统软件架构如图5所示。整个系统软件由管理软件、控制软件两部分组成：管理软件的作用是提供基本操作管理，主要包括系统的初始化、键盘分析、文件保存、文件删除、文件打开、编辑输入、参数设置、参数修改、液晶显示以及开停机等功能操作；控制软件的主要作用是根据程序控制打标机运行，主要包括打印速度控制程序、字符轨迹程序和直线插补程序。
（一）管理程序
管理软件主要负责管理系统文件、参数以及LCD操作界面。管理程序首先进入LCD初始化界面即菜单界面，所有功能键都是采用中断方式触发，由于部分按键所实现得功能不是单一的，如Enter键，它不仅是实现开始打印功能，而且进入编辑界面、参数设置界面以及由设置界面返回菜单界面都是由Enter键来完成，为避免在功能识别过程中发生混淆，在实现每一功能时候都分别用死循环的方式实现，这样可以区分由相同的键值实现不同的功能。
（二）控制程序
系统控制程序负责整个打标过程的控制。进入打标控制程序后首先控制两坐标电机复位到打标原点；然后等待打印头到位，检测到气动头到位信号后，采用查询方式找到第一个要打印的字符；然后通过插补算法计算出X、Y轴上的增量，每打印完一个字符，都要判断所打印的字符串是否打完；如果没有打完字符串，则继续查询下一个字符，如此循环，直到全部打完；然后等待脚踏信号，若检测到脚踏信号，则两坐标电机重复复位到打标起始位置进行下轮的打印，这样的循环直到按下停止键退出打印程序。
四、矢量文字图形的实现
（一）矢量线段的分解
3.细分的方法可以是，从X、Y两个分量中小的一个当中取出单位长度的线段，然后另一个分量取A倍的单位长度，再从分量小的方向取单位长度的线段，然后另一个分量方向取A倍单位长度的线段。如此反复取值，直到把分量小的方向上的值取完为止，同时把余数均匀的分布到分量大的方向上去。
4.第三步的细分方法可以得到最接近原始线段的运动轨迹，但在实际运用中完全不需要把线段画得如此细腻，而且如此画出细腻的线段是以牺牲运动速度作为代价的。因此在实际应用中根据需要第三步可以更改为：从X、Y两个分量中小的一个当中取出Z倍的单位长度（Z的大小和打印的精度有关，Z值越大精度越高，反之越小），另一个分量方向取值变为Z×A，再按步骤三的方法完成取值。
5.均匀分布余数的方法：首先定义N为X（Y）方向的细分（分步）数。
（二）矢量图形、矢量文字的标记
参考文献：
[1]崔霋阳.打标、识读技术在汽车制造业中的应用[J].汽车与配件,2002,(19):32233.
[2]胡蔷.M16C62 单片机在激光打标控制器系统中的应用[J].电气技术与自动化,2006,35(14):1472148.
[3]王孙安,张进华,吴明军.基于ARM的开放式数控系统的研究[J].现代制造工程,2007(9):54–57.
