STM32F103的贴片机控制系统的设计与实现

基于STM32F103的贴片机控制系统的设计与实现

 

　　

　　本文以STM32F103RBT6为主控芯片，设计了一种适应于个体经营者、学校实验以及科研制板等领域的自动贴片机，既能解放双手，增加效率，又能不失精度，价格适中。

 

　　本设计方案采用STN32F103微控制器作为核心器件，协调3个步进电机驱动器控制步进电机的运行。同时获取编码器数据，限位开关状态，并控制舵机、电磁阀等器件的运行

 

　　通过步进电机驱动器控制步进电机的方法较为简单，仅需通过单片机IO口给出不同频率的方波脉冲信号即可控制步进电机的速度，通过另一个IO口给出高低电平控制电机旋转方向。本文所采用的步进电机步距角为1.8°，因此驱动器每接收200个脉冲信号，步进电机旋转一周。

　　下位机控制程序由串口收发程序，限位开关检测程序，舵机驱动程序、步进电机驱动等部分组成。下面将对舵机驱动和串口收发部分做详细的介绍。

　　基于STM32F103的贴片机控制系统的设计与实现

　　这里系统时钟频率为72000000赫兹，所需PWM频率为50赫兹。为方便计算，同时保证自动重装载值和预分频系数均为整数，这里取自动重装载值为1000。计算得预分频系数为1440-1=1439。因此调用PWM初始化函数为：PWM_Init;

　　STM32的串口资源相当丰富的，最多可提供5路串口，有分数波特率发生器、支持同步单线通信和半双工单线通讯、支持LIN、支持调制解调器操作、智能卡协议和IrDASIRENDEC规范、具有DMA等。

 

　　数据由上位机即PC主动发送，下位机即单片机被动等待接收，系统在每次上电初始化时进行一次握手，下位机在接收到的包头数据中匹配自己的器件地址，一致时则接收命令，否则将收到的数据包抛弃。当上层控制器向单片机发送读数据指令r时，其数据位均为0;单片机收到指令后，将状态信息填入数据位，回发给上位机。当上位机向单片机发送预设参数w(0x77)数据包时，将参数信息填入相应数据位;单片机收到后，将数据写入EEPROM中并发送反馈，反馈帧以同样的类型、将存好的数据再次读出填入数据位，发送给上位机进行匹配校验。当上位机向单片机发送运动指令时，将数据位按设定的格式填入数据位;单片机读取并按照指令内容进行运动。

 

　　本文根据目前贴片机市场上的应用现状，提出了低成本，小型化的设计方案。对贴片机整机的机械结构进行了优化设计。分别对贴片机的机械传动系统，机器视觉系统及运动控制系统给出了设计思路。针对运动控制系统，设计了具体的硬件与软件实现方案，并对整机工作过程进行详细说明。本文设计的贴片机运动控制程序经过调试，达到了预期目标，现已在学校实验室的应用中取得了不错的成果。

 

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