一種基于arm的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；該方法通過采集到的拉力傳感器遞送的微弱的電壓信號經(jīng)調(diào)理電路處理后送至ARM處理器，然后由ARM對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運算處理，然后經(jīng)TNT4882GPIB接口芯片，送至上位機進(jìn)行處理，最終顯示和打印相關(guān)數(shù)據(jù)。同時系統(tǒng)通過速度采集模塊和伺服控制模塊實現(xiàn)對電機速度的實時檢測和控制。另外，系統(tǒng)還設(shè)計了手動操作、限位操作和急停操作，進(jìn)一步體現(xiàn)了設(shè)計的人性化和安全性的設(shè)計理念。
【專利說明】一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著科技水平的不斷提高，電子、電器領(lǐng)域的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越向小型化、輕量化及薄型化的方向發(fā)展。由于撓性電路板具有(I)可彎折，適用于動態(tài)連接；
(2)立體布線，縮小線路空間；(3)體積比PCB小，可以有效降低產(chǎn)品體積，增加攜帶上的便利性輕；(4)重量比PCB(硬板)輕，可以減少最終產(chǎn)品的重量等特性。國內(nèi)外應(yīng)用撓性電路板及覆蓋膜為原材料制作的產(chǎn)品越來越廣泛，并有逐步取代剛性電路板和線性材料的趨勢。撓性電路板在電子信息產(chǎn)業(yè)中的地位不容忽視，市場需求量也越來越大。然而實際國內(nèi)生產(chǎn)實際中使用的撓性電路板檢測設(shè)備老化陳舊、性能不穩(wěn)和自動化程度低，這兩者之間的不平衡使設(shè)計新型撓性電路板性能檢測試驗機成為了迫切需要。
[0003]盡管國外生產(chǎn)的試驗機有如下特點:(I) 一般以微處理器或計算機作為試驗機測控系統(tǒng)核心，其測控系統(tǒng)大多采用電液伺服控制系統(tǒng)，該類系統(tǒng)控制精度高、測量范圍寬且功能多樣。(2)微處理器在實時顯示試驗數(shù)據(jù)、試驗記錄及描繪實驗曲線的時候，還可以控制整個試驗過程中的試驗力值、位移的速率，并可進(jìn)一步實現(xiàn)各種控制方式的平滑切換。
[3]該類試驗機還可以對故障進(jìn)行自我診斷，并實現(xiàn)人機對話。不過其價格昂貴目前尚未成為國內(nèi)的主流產(chǎn)品。
[0004]而國內(nèi)生產(chǎn)的大部分試驗機的關(guān)鍵技術(shù)和部件都是從國外引進(jìn)的，因此整個技術(shù)水平一直都落后于國外，尤其是在國產(chǎn)試驗機的測控技術(shù)方面，由于試驗機測量控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，仍然被發(fā)達(dá)國家所掌控，制約著我國試驗機的制造和發(fā)展。尤其是在撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)方面，相關(guān)測控系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計還很缺少。因此，進(jìn)行該方面的研究有重要的實際意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法，其目的在于，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中試驗機測控系統(tǒng)價格昂貴、性能不穩(wěn)定及測量精度不高的問題。
[0006]—種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng),包括ARM處理器、拉力信號米集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；
[0007]所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與ARM處理器相連，所述拉力信號采集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連；
[0008]所述撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元屬于撓性電路板試驗機上安裝的拉力傳感器；
[0009]所述速度信號采集模塊設(shè)置于撓性電路板試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機。[0010]所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片。
[0011]所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連。
[0012]所述AD8222放大器的正電源通過分壓電阻輸入端接入+15V電源，負(fù)電源通過分壓電阻輸入端接入-15V電源。
[0013]所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上未走線部分覆蓋有一層銅，并將覆銅部分接地。
[0014]所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器。
[0015]所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32通過光耦隔離器與ARM處理器相連。
[0016]還包括與通過ARM處理器相連的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)通安裝在撓性電路板試驗機的豎梁上，通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路相連。
[0017]還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電回路相連。
[0018]一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控方法，采用基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；
[0019]所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與ARM處理器相連，所述拉力信號采集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連；
[0020]所述速度信號采集模塊設(shè)置于試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機；
[0021 ] 所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片；
[0022]所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連；
[0023]所述AD8222放大器的正電源通過分壓電阻輸入端接入+15V電源，負(fù)電源通過分壓電阻輸入端接入-15V電源；
[0024]所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上覆蓋有一層銅；
[0025]所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器；
[0026]所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32過光耦隔離器與ARM處理器相連；
[0027]還包括與通過ARM處理器相連的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)通安裝在撓性電路板試驗機的豎梁的滑軌上，通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路相連；
[0028]還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電電路相連；
[0029]通過拉力信號采集模塊采集到的拉力傳感器傳送的電壓信號經(jīng)拉力調(diào)理模塊處理后送至ARM處理器，經(jīng)ARM處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運算處理，然后經(jīng)TNT4882GPIB接口芯片，送至上位機進(jìn)行處理，最終顯示和打印相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0030]同時，利用與ARM處理器相連的速度采集模塊和伺服控制模塊構(gòu)成閉環(huán)控制鏈路，實現(xiàn)對撓性電路板試驗機的直流電機速度的實時檢測和控制；
[0031]通過設(shè)置與ARM處理器相連的手動操作按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的測試位置進(jìn)行復(fù)位；
[0032]通過與ARM處理器相連的急停按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的供電回路的通斷；
[0033]通過與ARM處理器相連的限位開關(guān)，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路，由驅(qū)動電路通過直流電機電機主軸帶動相同齒形膠帶轉(zhuǎn)動，然后通過相同齒形膠帶將動力轉(zhuǎn)移到減速器的絲杠上，最后通過絲杠的旋轉(zhuǎn)來帶動動橫梁上、下運動至設(shè)定位置。
[0034]通過高速光耦隔離器IS07240實現(xiàn)LM3S8962與外圍電路的隔離保護(hù)，也有利于避免外部干擾耦合進(jìn)ARM處理器，確保ARM的外圍電路出問題時的安全。
[0035]有益效果
[0036]本發(fā)明提供了一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與ARM處理器相連，所述拉力信號采集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連；所述速度信號采集模塊設(shè)置于試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機。結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，運用本發(fā)明所述的測控方法對試驗機對撓性電路板進(jìn)行測試控制時，測量精度高，測控系統(tǒng)可靠性和自動化程度高。
[0037]本發(fā)明可以靈活的移植應(yīng)用到車間級或工廠制造設(shè)備級，作為撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，解決車間級或設(shè)備級撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)的問題。
[0038]通過數(shù)字高速光耦隔離器IS07240實現(xiàn)LM3S8962與外圍電路的隔離保護(hù)，也有利于避免外部干擾耦合進(jìn)ARM處理器。
[0039]另外，系統(tǒng)還設(shè)計了手動按鈕操作按鈕、限位開關(guān)和急停按鈕，手動按鈕可以在試樣斷裂后需要操作人員自動調(diào)整位置的情況；限位開關(guān)用于防止由于電機速度過大引發(fā)系統(tǒng)不安全；急停按鈕用于緊急情況下斷開系統(tǒng)整體供電，保證測試安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明的測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2為拉力信號調(diào)理模塊中的濾波電路示意圖；
[0042]圖3為拉力信號調(diào)理模塊中的放大電路示意圖；
[0043]圖4為拉力信號調(diào)理模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0044]圖5為通信模塊電路示意圖；
[0045]圖6為伺服電機控制模塊的驅(qū)動電壓電路示意圖；
[0046]圖7為GPIB三線掛鉤通訊原理示意圖；
[0047]圖8為運用本發(fā)明對撓性電路板的測試結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】[0048]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0049]如圖1所示，為本發(fā)明的測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；
[0050]所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與通過光耦隔離器ARM處理器相連，所述拉力信號采集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連；
[0051]所述速度信號采集模塊設(shè)置于撓性電路板試驗機的直流電機的轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機。
[0052]所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片。
[0053]所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連。
[0054]所述AD8222放大器的正電源輸入端通過分壓電阻R24、R25接入+15V電源，負(fù)電源輸入端通過分壓電阻R26、R27接入-15V電源。
[0055]所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上覆蓋有一層銅。
[0056]所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器。
[0057]所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32經(jīng)過光耦隔離器與ARM處理器相連。
[0058]還包括與ARM處理器控制的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)通安裝在撓性電路板試驗機的動橫梁的滑軌上，通過ARM處理器實現(xiàn)對直流電機的驅(qū)動電路相連，由驅(qū)動電路通過電機主軸帶動相同齒形膠帶轉(zhuǎn)動，然后通過相同齒形膠帶將動力轉(zhuǎn)移到減速器的絲杠上，最后通過絲杠的旋轉(zhuǎn)來帶動動橫梁的上下運動。該設(shè)計能夠防止由于橫梁的突然上升而將撓性電路板或拉力傳感器損壞現(xiàn)象的發(fā)生。
[0059]還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電信號相連。
[0060]—種基于ARM的撓性電路板試驗機測控方法,米用基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機；
[0061]所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均通過光耦隔離器與ARM處理器相連，所述拉力信號采集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單元相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連；
[0062]所述速度信號采集模塊設(shè)置于試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機；
[0063]所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片；
[0064]所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連；
[0065]所述AD8222放大器的正電源輸入端通過分壓電阻R24、R25接入+15V電源，負(fù)電源輸入端通過分壓電阻R26、R27接入-15V電源；[0066]所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上覆蓋有一層銅；
[0067]所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器；
[0068]所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32通過光耦隔離器與ARM處理器相連；
[0069]還包括與通過ARM處理器相連的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)通安裝在撓性電路板試驗機的動橫梁的滑軌上，通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路相連；
[0070]還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電電路相連；
[0071]通過拉力信號采集模塊采集到的拉力傳感器傳送的電壓信號經(jīng)拉力調(diào)理模塊處理后經(jīng)光耦隔離器送至ARM處理器，經(jīng)ARM處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運算處理，然后經(jīng)TNT4882GPIB接口芯片，送至上位機進(jìn)行處理，最終顯示和打印相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0072]同時，利用與ARM處理器相連的速度采集模塊和伺服控制模塊構(gòu)成閉環(huán)控制鏈路，實現(xiàn)對撓性電路板試驗機的直流電機速度的實時檢測和控制；
[0073]通過設(shè)置與ARM處理器相連的手動操作按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的測試位置進(jìn)行復(fù)位或任意停止在位置操作；
[0074]通過與ARM處理器相連的急停按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的供電回路的通斷；
[0075]通過與ARM處理器相連的限位開關(guān)，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路，由驅(qū)動電路通過直流電機電機主軸帶動相同齒形膠帶轉(zhuǎn)動，然后通過相同齒形膠帶將動力轉(zhuǎn)移到減速器的絲杠上，最后通過絲杠的旋轉(zhuǎn)來帶動動橫梁上、下運動至設(shè)定位置。
[0076]通過高速光耦隔離器IS07240實現(xiàn)LM3S8962與外圍電路的隔離保護(hù)，也有利于避免外部干擾耦合進(jìn)ARM處理器，確保ARM的外圍電路出問題時的安全。
[0077]首先撓性電路板試驗樣本按試驗機的測試要求夾裝在試驗機兩個夾頭上，當(dāng)測試開始時拉力信號采集模塊采集拉力信號，將拉力傳感器遞送的微弱的電壓信號，經(jīng)如圖2所示的濾波電路和如圖3所示的雙通道可調(diào)增益AD8222運算放大器放大調(diào)理后傳遞給A/D采樣電路，然后再由如圖4所示的ADS1256處理后通過SPI方式經(jīng)雙向多通道數(shù)字光耦I(lǐng)S07240傳送至ARM處理器。接著由ARM對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運算處理，然后經(jīng)如圖5所示的TNT4882GPIB接口芯片，送至上位機，上位機裝載有LabView軟件，通過LabView的人機交互界面，進(jìn)行進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)，最終顯示和打印相關(guān)數(shù)據(jù)，同時上位機實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的管控。
[0078]拉力傳感器遞送的微弱的差分電壓信號+OP和-0P，經(jīng)濾波和AD8222運算放大器放大調(diào)理后傳遞給A/D采樣電路，這樣將調(diào)理后的AINtl和AIN1信號傳輸給ADS1256實現(xiàn)模數(shù)的精確轉(zhuǎn)換。
[0079]拉力信號調(diào)理模塊的濾波電路圖如圖2，首先壓力信號經(jīng)過共模電感差分電壓信號然后通過IOuF的鉭電容C76實現(xiàn)對測力采樣電路的差分電壓信號的隔離和濾波，然后通過由電阻R39和R40及電容C64組成的低通濾波器濾除AD采樣過程中耦合進(jìn)來的低頻信號，接著由電容C65再次實現(xiàn)對兩路差分電壓信號的隔離和濾波。因為系統(tǒng)采樣率是15KHz的高頻信號，調(diào)理電路在設(shè)計時，為了避免由于供電電源的工頻信號的干擾，影響運算放大器AD8222的放大處理精度，在電源信號加到運算放大器之前，首先信號經(jīng)過共模電感可以使線路上的共模EMI信號被控制在很低的電平上。接著差分電源電壓信號通過由C67、C68、C69、Rll和R12組成的混合低通濾波網(wǎng)絡(luò)，然后差分電壓信號經(jīng)過R11、R13和R36分壓后再次分別經(jīng)過R36、R35和C62和R32、R33和C61組成的低通濾波網(wǎng)絡(luò)濾波和隔離后接著由電容C65再次實現(xiàn)對兩路差分電壓信號的隔離和濾波。在電路中添加濾波去耦電容、有源濾波器和安裝屏蔽罩等方法。在設(shè)計和繪制印制電路板時，在電源線與地線之間加上旁路濾波電容，同時將電源線和地線進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉?，這樣能有效地抑制電源線上的電壓波動引起的干擾。
[0080]同時通過ARM自帶的QEI模塊實現(xiàn)對電機恒定速度的精確采集，然后由ARM采用三維自適應(yīng)模糊PID控制方法處理進(jìn)輸出的控制信號通過電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)對電機速度的準(zhǔn)確控制。
[0081]速度信號采集模塊和伺服控制模塊形成閉環(huán)鏈路，通過ARM處理器實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)控制。具體控制過程如下:
[0082]速度信號采集模塊通過正交編碼器將檢測到的直流電機速度信號，傳送至帶有索引脈沖的QEI模塊的ARM處理器，接著QEI模塊對由正交編碼器轉(zhuǎn)輪所產(chǎn)生的編碼進(jìn)行解碼，從而計算位置對時間的積分，并確定旋轉(zhuǎn)的方向。另外，QEI模塊還能捕獲編碼器轉(zhuǎn)輪的運行速率。
[0083]伺服電機控制模塊采用電壓驅(qū)動控制方式，伺服電機控制模塊的驅(qū)動電壓電路示意圖，如圖6所示，從ARM處理器輸出的DIN、SCLK和/SYNC三個數(shù)字信號通過高速數(shù)字光耦I(lǐng)S07240以SPI通訊方式(DIN_DA、SCLK_DA和/SYNC_DA)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7512實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后由DAC7512的Vout引腳與運放0PAMP07的正相輸入端相連，同時由電源模塊AVCC通過電阻R6、R7與運放OPAMP的負(fù)相輸入端相連，進(jìn)而組成加法運算電路(ERR0R_HI=2Vout-AVCC),由ERR0R_HI運算放大器輸出端輸出±5V的電壓模式來實現(xiàn)度直流電機的運動狀態(tài)控制，即通過調(diào)整電壓5V的大小來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速快慢的控制；通過電壓的有無來實現(xiàn)對電機的啟動和停止?fàn)顟B(tài)的控制；通過電壓的正負(fù)來實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)動方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))的控制實現(xiàn)對電機速度的實時檢測和控制。圖6中電容C29、C30實現(xiàn)電源與地之間的濾波，圖6中土AVCC是±5V直流供電。
[0084]GPIB主要通過三線掛鉤技術(shù)，三線掛鉤原理如圖7所示，實現(xiàn)與一臺或多臺儀器的聽、講、控功能。具體指講者必須先知道是否所有的聽著已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。只有在都準(zhǔn)備就緒的條件下，講者才被允許把要廣播的數(shù)據(jù)放置到數(shù)據(jù)線上去。講者向所有聽者宣布數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)有效。聽者在得知數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)有效后才允許從數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)。接收完畢后，還應(yīng)當(dāng)通知講者，只有當(dāng)講者得知所有聽者都已接收完畢，方可從數(shù)據(jù)線上把數(shù)據(jù)撤除。圖6中NRFD是由聽者送向講者，它是由各聽者的RFD (即準(zhǔn)備就緒)經(jīng)線與后形成，因此只要有一個聽者還未準(zhǔn)備就緒(RFD=O),則NRFD=1。DAV是由講者送給聽者的數(shù)據(jù)有效線。當(dāng)數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)有效，則講者使DAV=I。從數(shù)據(jù)線上撤除數(shù)據(jù)后，講者使DAV=0。NDAC也是由聽者送向講者的一條線，它由各聽者DAC (即數(shù)據(jù)接收完畢)經(jīng)線與后形成。當(dāng)所有聽者皆接收完畢，則NDAC=O,只要還有一個聽者沒有接收完畢，則NDAC=I。
[0085]本發(fā)明將拉力標(biāo)定的數(shù)據(jù)存儲到EEPROM中，每次系統(tǒng)開機以后，ARM處理器通過讀寫EEPROM中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)系統(tǒng)開機自動標(biāo)定的功能。方便、快捷減少了操作人員的工作量。另外，系統(tǒng)還設(shè)計了手動按鈕操作按鈕、限位開關(guān)和急停按鈕，手動按鈕可以在試樣斷裂后需要操作人員自動調(diào)整位置的情況；限位開關(guān)用于防止由于電機速度過大引發(fā)系統(tǒng)不安全；急停按鈕用于緊急情況下斷開系統(tǒng)整體供電，保證測試安全。
[0086]還設(shè)有與ARM處理器相連的調(diào)試串口和JATG下載調(diào)試口，調(diào)試串口用于系統(tǒng)調(diào)試用，而JATG下載調(diào)試口用于實現(xiàn)系統(tǒng)程序的在線調(diào)試和下載優(yōu)化程序功能。
[0087]在設(shè)定拉伸速度為50.8mm/min時，由圖8可知在對四個相同規(guī)格(為了測試的準(zhǔn)確性采用四個試樣求取平均值)為長250mm、寬為20mm的試樣材料進(jìn)行拉伸試驗時，各性能參數(shù)如下所述:
[0088]根據(jù)基于LabView的拉伸強度及延伸率測試圖如圖8以及表1所述的測試結(jié)果，在設(shè)定拉伸速度為50.8mm/min時，由圖8可知在對四個一組規(guī)格為長250mm、寬為20mm的試樣材料進(jìn)行拉伸試驗時，各性能參數(shù)如表1所述:
[0089]表1拉伸實驗測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng),其特征在于，包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機； 所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與ARM處理器相連,所述拉力信號米集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單兀相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連； 所述速度信號采集模塊設(shè)置于撓性電路板試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述AD8222放大器的正電源輸入端通過分壓電阻接入+15V電源，負(fù)電源輸入端通過分壓電阻接入-15V電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上未走線部分覆蓋有一層銅，并將覆銅部分接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32通過光耦隔離器與ARM處理器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，還包括與通過ARM處理器相連的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)安裝在撓性電路板試驗機的豎梁上，通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，其特征在于，還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電回路相連。
10.一種基于ARM的撓性電路板試驗機測控方法，其特征在于，采用基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)，所述的基于ARM的撓性電路板試驗機測控系統(tǒng)包括ARM處理器、拉力信號采集模塊、拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲模塊、通信模塊及上位機； 所述拉力信號調(diào)理模塊、速度信號采集模塊、伺服控制模塊、存儲單元及通信模塊均與ARM處理器相連,所述拉力信號米集模塊的一端與撓性電路板試驗機的拉力信號輸出單兀相連，拉力信號采集模塊的另一端與拉力信號調(diào)理模塊相連； 所述速度信號采集模塊設(shè)置于試驗機的直流電機轉(zhuǎn)軸上，伺服控制模塊控制撓性電路板試驗機的直流電機；所述通信模塊采用TNT4882GPIB通信接口芯片； 所述拉力信號調(diào)理模塊包括濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器，濾波電路、AD8222放大器、A/D采樣電路及ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連； 所述AD8222放大器的正電源通過分壓電阻輸入端接入+15V電源，負(fù)電源通過分壓電阻輸入端接入-15V電源； 所述拉力信號采集模塊與拉力信號調(diào)理模塊的電路上覆蓋有一層銅； 所述ARM處理器采用LM3S8962ARM處理器； 所述速度信號采集模塊采用正交編碼器，所述正交編碼器通過芯片Am26LS32通過光耦隔離器與ARM處理器相連； 還包括與通過ARM處理器相連的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)通安裝在撓性電路板試驗機的豎梁上，通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路相連； 還包括與ARM處理器相連的急停按鈕，所述急停按鈕通過ARM處理器與撓性電路板試驗機的供電電路相連； 通過拉力信號采集模塊采集到的拉力傳感器傳送的電壓信號經(jīng)拉力調(diào)理模塊處理后送至ARM處理器，經(jīng)ARM處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運算處理，然后經(jīng)TNT4882GPIB接口芯片，送至上位機進(jìn)行處理，最終顯示和打印相關(guān)數(shù)據(jù)； 同時，利用與ARM處理器相連的速度采集模塊和伺服控制模塊構(gòu)成閉環(huán)控制鏈路，實現(xiàn)對撓性電路板試驗機的直流電機速度的實時檢測和控制； 通過設(shè)置與ARM處理器相連的 手動操作按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的測試位置進(jìn)行復(fù)位； 通過與ARM處理器相連的急停按鈕，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的供電回路的通斷； 通過與ARM處理器相連的限位開關(guān)，ARM處理器與撓性電路板試驗機的控制單元相連，控制撓性電路板試驗機的直流電機的驅(qū)動電路，由驅(qū)動電路通過直流電機電機主軸帶動相同齒形膠帶轉(zhuǎn)動，然后通過相同齒形膠帶將動力轉(zhuǎn)移到減速器的絲杠上，最后通過絲杠的旋轉(zhuǎn)來帶動動橫梁上、下運動至設(shè)定位置。
【文檔編號】G01N3/08GK103471913SQ201310422045
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】路曉慶, 王耀南, 來金鋼 申請人:湖南大學(xué)