專利名稱：一種數(shù)字紫外線曝光量控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷業(yè)和PCB制造業(yè)的曝光量控制器，特別是涉及一種基于單片機(jī)技術(shù)的數(shù)字紫外線曝光量控制器。
背景技術(shù)：
在印刷業(yè)和PCB制造業(yè)，普遍采用紫外線曝光燈進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)印，一般曝光時(shí)間為 20 120秒，但紫外線燈的啟動(dòng)時(shí)間都大于60秒，且受電源電壓、環(huán)境溫度、燈管的老化等因素的影響。特別是在重復(fù)曝光時(shí)，由于紫外線燈管每次曝光后的余溫都不同，所以同一曝光時(shí)間，其曝光量都不相同，這樣就直接影響到圖形轉(zhuǎn)印的效果，進(jìn)而影響到制板質(zhì)量。目前使用的紫外線曝光裝置都是單一的倒計(jì)時(shí)時(shí)間控制器，使用者經(jīng)常需要根據(jù)外界因素調(diào)整曝光時(shí)間，以達(dá)到正確的曝光量。稍不住意，就會(huì)產(chǎn)生曝光過(guò)度或曝光不足的現(xiàn)象，影響制板效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種用紫外線傳感器和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合的數(shù)字曝光量控制器，實(shí)時(shí)檢測(cè)紫外線的照度，由單片機(jī)計(jì)算出該照度時(shí)的曝光時(shí)間，達(dá)到準(zhǔn)確控制曝光量的目的，實(shí)現(xiàn)了曝光量的數(shù)字化，可使印刷制板的曝光更加準(zhǔn)確。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
一種數(shù)字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機(jī)，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和曝光時(shí)間顯示模塊，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入單片機(jī)，所述曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和顯示模塊均和單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸入端受控連接單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)控制電路的控制開關(guān)接入紫外線曬板燈電源回路。所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，單片機(jī)采用51系列的任意一種單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用8位串行A/D轉(zhuǎn)換器，所述紫外線傳感器輸出信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端口，A/D轉(zhuǎn)換器的REF-和GND與電源之間連接一可調(diào)電阻，所述可調(diào)電阻輸出端連接 A/D轉(zhuǎn)換器的REF+，A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸出端端口連接單片機(jī)的串行通訊端口，其選通控制端口連接單片機(jī)的一個(gè)中斷請(qǐng)求端口，所述曝光控制開關(guān)兩端接點(diǎn)分別連接電源和單片機(jī)的復(fù)位端口，所述單片機(jī)的另一個(gè)中斷請(qǐng)求端口與顯示模塊的選通端口或公共端之間連接曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)(K1、K2、K3)，所述顯示模塊的選通端口或公共端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口。所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，顯示模塊采用顯示數(shù)碼管，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)對(duì)應(yīng)為三個(gè)，分別為Κ1、Κ2、Κ3，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3分別連接單片機(jī)的三個(gè)控制端口，單片機(jī)的該三個(gè)控制端口同時(shí)分別和個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的公共端連接， 所述個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口，所述各顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端同時(shí)通過(guò)上拉電阻連接電源。
所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用集成電路LTC549，單片機(jī)采用 AT89C2051。本發(fā)明的有益積極效果
1、本發(fā)明數(shù)字紫外線曝光量控制器，對(duì)曝光量的控制是數(shù)字化的，曝光時(shí)間極其準(zhǔn)確， 基本不受外界因素的影響。減少了在制板過(guò)程中的廢品率，提高了制板的合格率。采用紫外線傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)紫外線的照度，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸入到單片機(jī)中，配合單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)，算出在該照度時(shí)所需的曝光時(shí)間。則此時(shí)的曝光量=照度X時(shí)間。并且可以利用倒計(jì)時(shí)的方法實(shí)現(xiàn)曝光量的遞減。當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的曝光量時(shí)，啟動(dòng)中斷程序，停止曝光。2、本發(fā)明數(shù)字紫外線曝光量控制器，是一種用紫外線傳感器和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新型曝光量控制器。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、使用方便，便于推廣應(yīng)用。能夠滿足印刷業(yè)和電路板制板行業(yè)的曝光需要，廣泛應(yīng)用于印刷行業(yè)以及大、中專院校的印刷電路板制作設(shè)計(jì)中。


圖1 本發(fā)明數(shù)字紫外線曝光量控制器方框圖； 圖2 本發(fā)明數(shù)字紫外線曝光量控制器電路原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1，本發(fā)明數(shù)字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機(jī)，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和曝光時(shí)間顯示模塊，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入單片機(jī)，所述曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和顯示模塊均和單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸入端受控連接單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)控制電路的控制開關(guān)接入紫外線曬板燈電源回路。所述控制開關(guān)可采用繼電器，所述繼電器的控制線圈接入驅(qū)動(dòng)控制電路，繼電器的常開觸點(diǎn)接入紫外線曬板燈電源回路。實(shí)施例二 參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)施例的數(shù)字紫外線曝光量控制器，與實(shí)施例一不同的是，單片機(jī)采用51系列的任意一種，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用8位串行A/D轉(zhuǎn)換器，紫外線傳感器輸出信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端口，A/D轉(zhuǎn)換器的REF-和GND與電源之間連接一可調(diào)電阻，所述可調(diào)電阻輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的REF+，A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸出端端口連接單片機(jī)的串行通訊端口，其選通控制端口連接單片機(jī)的一個(gè)中斷請(qǐng)求端口，所述曝光控制開關(guān)兩端接點(diǎn)分別連接電源和單片機(jī)的復(fù)位端口，所述單片機(jī)的另一個(gè)中斷請(qǐng)求端口與顯示模塊的選通端口或公共端之間連接曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)，所述顯示模塊的選通端口或公共端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口。顯示模塊采用顯示數(shù)碼管，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)對(duì)應(yīng)為三個(gè)，分別為K1、K2、K3，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)ΚΙ、Κ2、Κ3分別連接單片機(jī)的三個(gè)控制端口，單片機(jī)的該三個(gè)控制端口同時(shí)分別和個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的公共端連接，所述個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口，所述各顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端同時(shí)通過(guò)上拉電阻連接電源。實(shí)施例三參見(jiàn)圖1，圖2。本實(shí)施例的數(shù)字紫外線曝光量控制器，紫外線傳感器Ul 采用德國(guó)生產(chǎn)，型號(hào)為UV10T2E10L，測(cè)量范圍210 450nm，輸出電壓0 5V模擬信號(hào)。 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路U2采用美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片LTC549或TLC548， 可與通用微處理器、控制器通過(guò)CLK、CS、DATA OUT三條口線進(jìn)行串行通訊。具有4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)17 μ s，TLC548允許的最高轉(zhuǎn)換速率為45500 次/S，TLC549為40000次/S?？偸д{(diào)誤差最大為士0. 5LSB,典型功耗值為6mW。單片機(jī)U3 采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)AT89C2051，片內(nèi)含業(yè)bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和128bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。數(shù)碼管DS1、DS2、DS3采用XSM-S4031A共陰極7段高亮度數(shù)碼管，8字高度10. 2mm,具有亮度高，功耗小的特點(diǎn)。紫外線傳感器Ul和LTC549數(shù)模轉(zhuǎn)換電路U2相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路U2和AT89C2051 單片機(jī)U3相連接，AT89C2051單片機(jī)U3的Pl. 0 Pl. 6連接數(shù)碼顯示管DS1、DS2、DS3的段顯示，AT89C2051單片機(jī)U3的Pl. 7、P3. 7、P3. 4連接數(shù)碼顯示管DS1、DS2、DS3的位顯示， 所述各顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端同時(shí)通過(guò)上拉電阻連接電源。曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)ΚΙ、K2、 K3連接AT89C2051單片機(jī)U3的P3. 3和Pl. 7、P3. 7、P3. 4之間，P3. 5通過(guò)一個(gè)電阻R8和三極管Tl相連，繼電器J采用HRS4H-S型6V直流繼電器，連接在電源和三極管Tl的發(fā)射極，繼電器控制連接紫外線曬板燈電源回路。曝光控制開關(guān)K4連接電源+ 5V和AT89C2051 單片機(jī)U3的第1腳復(fù)位端。紫外線傳感器Ul將紫外線的照度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，紫外線傳感器Ul的輸出電壓隨紫外線的照度而變化。當(dāng)紫外線的照度從零到最大變化時(shí)，其輸出電壓從O 5V變化。 紫外線傳感器Ul的輸出端接至LTC549模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U2的輸入端，LTC549數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 U2是8位串行模轉(zhuǎn)換電路，可以將0 5V的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)二進(jìn)制數(shù)，分辨率為0. 02V。LTC549模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U2的輸出接單片機(jī)的串行輸入口 P3. 0。配合程序設(shè)計(jì)，由 KU K2、K3分別設(shè)置個(gè)位、十位、百位的曝光量數(shù)值，最大設(shè)置999個(gè)曝光量值，由數(shù)碼管顯示。曝光控制開關(guān)K4 (啟動(dòng)/復(fù)位鍵)按K4時(shí)，P3.5輸出高電平，繼電器J吸合，動(dòng)開接點(diǎn)Jw閉合，紫外線燈通電，發(fā)出紫外線，開始曝光。曝光量按設(shè)定值從個(gè)位順序減1，速度 A/5 (秒)。A 紫外線傳感器Ul輸出的模擬量(0 5V)，當(dāng)A=5V (穩(wěn)定時(shí))，每秒遞減一個(gè)數(shù)。當(dāng)減到000時(shí)，P3. 5輸出低電平，繼電器J釋放，動(dòng)開接點(diǎn)Jh斷開，紫外線燈斷電，曝光結(jié)束，延時(shí)5秒，數(shù)碼管顯示最后一次的設(shè)定值，并能重新設(shè)定曝光量，為下一次的曝光作好準(zhǔn)備。紫外線燈(UV燈)設(shè)置于曝光箱中，可以采用PHILIPS公司生產(chǎn)的，光譜主要分布于315nm 450nm之間，主波峰為420nm，功率從0. 4KW 7KW，其燈具有壽命長(zhǎng)，電弧穩(wěn)定， 強(qiáng)度高曝光質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)需要選用不同的功率。本發(fā)明使用狀態(tài)下，電路部分安裝在曝光箱機(jī)殼內(nèi)，開關(guān)和顯示數(shù)碼管設(shè)置于曝光箱面板上，其執(zhí)行電路控制連接紫外線燈 (UV 燈)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機(jī)，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和曝光時(shí)間顯示模塊，其特征是所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入單片機(jī)，所述曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和顯示模塊均和單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸入端受控連接單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)控制電路的控制開關(guān)接入紫外線曬板燈電源回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，其特征是單片機(jī)采用51系列的任意一種單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用8位串行A/D轉(zhuǎn)換器，所述紫外線傳感器輸出信號(hào)接入A/ D轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端口，A/D轉(zhuǎn)換器的REF-和GND與電源之間連接一可調(diào)電阻，所述可調(diào)電阻輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器的REF+，A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸出端端口連接單片機(jī)的串行通訊端口，其選通控制端口連接單片機(jī)的一個(gè)中斷請(qǐng)求端口，所述曝光控制開關(guān)兩端接點(diǎn)分別連接電源和單片機(jī)的復(fù)位端口，所述單片機(jī)的另一個(gè)中斷請(qǐng)求端口與顯示模塊的選通端口或公共端之間連接曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)(K1、K2、K3)，所述顯示模塊的選通端口或公共端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，其特征是顯示模塊采用顯示數(shù)碼管，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)對(duì)應(yīng)為三個(gè)，分別為ΚΙ、Κ2、Κ3，曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)ΚΙ、Κ2、Κ3分別連接單片機(jī)的三個(gè)控制端口，單片機(jī)的該三個(gè)控制端口同時(shí)分別和個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的公共端連接，所述個(gè)位、十位和百位數(shù)的顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端分別連接單片機(jī)的一個(gè)控制端口，所述各顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)輸入端同時(shí)通過(guò)上拉電阻連接電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的數(shù)字紫外線曝光量控制器，其特征是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用集成電路LTC549，單片機(jī)采用AT89C2051。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種印刷業(yè)和PCB制造業(yè)的曝光量控制器。一種基于單片機(jī)技術(shù)的數(shù)字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機(jī)，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入單片機(jī)，所述曝光時(shí)間設(shè)置開關(guān)、曝光控制開關(guān)和顯示模塊均和單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸入端受控連接單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)控制電路的控制開關(guān)接入紫外線曬板燈電源回路。本發(fā)明利用紫外線傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)紫外線的照度，由單片機(jī)計(jì)算出該照度時(shí)的曝光時(shí)間，達(dá)到準(zhǔn)確控制曝光量的目的，實(shí)現(xiàn)了曝光量的數(shù)字化，可使印刷制板的曝光更加準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102540762SQ20121000294
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者李晨希, 梁云真, 申杰奮, 秦鑫, 董兵超, 趙合運(yùn) 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院