用ARM微控制器实现堆垛机控制的关键技术研究

发布时间：2020-07-11 21:34

【摘要】：目前,立体仓库的应用越来越广泛,而立体仓库的管理是建立在对堆垛机进行有效控制的基础之上的,传统的堆垛机控制器通常采用PLG、单片机。PLC控制器性能可靠,在堆垛机控制中已经得到广泛应用,但缺点是价格太高。随着嵌入式系统的不断发展、微控制器性能不断提高,许多控制系统都趋于使用新一代的微控制器。本文在这一背景下,提出一种用ARM微控制器实现堆垛机控制的方案。首先,分析了堆垛机控制系统的功能,给出了系统的模块化结构设计。重点研究和设计了限位开关信号检测电路、电机驱动电路、终端继电保护电路。根据硬件设计的模块划分,设计了适用于堆垛机控制系统的IIC总线驱动程序、PWM定时器驱动程序、键盘驱动程序、电机驱动程序等。同时,探讨了在本系统中,移植μC/OS-II操作系统需要修改的重要程序。在此基础上,对堆垛机控制系统的自动运行步骤进行分析,设计了自动运行步骤的数据结构,构建了关键执行函数,设计出自动运行的算法结构。论文针对ARM微控制器及堆垛机进行了分析、研究,最终根据文中提出的方案,设计并实现了用S3C44BOX微控制器对堆垛机进行手动、下位机、上位机自动取货、送货功能。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH246
【图文】：

框图,系统结构,框图,位置信号

个轴向轨道的正终端、负终端时应使对应电机停止防止意外发生。 2.1.2系统总体结构设计根据上述分析，设计系统结构如图2.3所示。卜卜卜图2.3系统结构框图任一时刻，控制器发出电机控制信号，经电机驱动模块控制X轴向、丫轴向、Z轴向电机中一个运行，位置信号检测模块实时检测导轨上三个电机当前的运行位置，并将这一信号传送给控制器，由控制器决定下一步动作，同时，如果检测到的位置信号属于X轴向、丫轴向、Z轴向的终端信号，直接控制终端继电保护模块对相应电机运行状态进行调整，从而达到保护电机的功能。2.2各功能模块的硬件设计 2.2.1位盖信号检测模块的硬件设计位置信号检测模块功能、性能分析位置信号检测模块对于整个系统的运行相当关键，应着重考虑以下问题。首先

模块电路,位置信号,管脚,寄存器

昆明理工大学硕士学位论文来向微控制器指明输入端口状态的改变。上电复位将所有寄存器设置成默认值并使器件状态初始化。pCA9555具有8个8位的内部寄存器，分别定义如下:寄存器O和1:输入端口寄存器，反映端口的逻辑电平状态，是只读寄存器。寄存器2和3:输出端口寄存器，指定输出端口的逻辑电平状态。寄存器4和5:极性翻转寄存器，可以将指定输入端口的逻辑电平状态进行翻转。寄存器6和7:控制寄存器，指定各个端口的状态为输入端口或者输出端口。PCA9555管脚配置如图2.4所示。

限位开关,电机驱动,硬件设计,继电器

使用S3C44BOX微控制器提供的3.3V或OV可能会有信号衰减和干扰问题，所以，本系统在pCA9555芯片每个l/O口到轨道上的开关点位中间加一个继电器以防止出现上述现象。以第一列限位开关为例，继电器连接方式如图2.6所示。VCCSV接PCA95551管脚17Relay-COLI!GND3V3VCC3V3图2.6第一列限位开关继电器连接2.2.2电机驱动模块的硬件设计1、电机驱动信号分配在本系统中控制器的所有动作均由X轴、丫轴步进电机、Z轴直流电机来执行。由于系统设计为任一时刻只有一台电机运行，即3台电机之间是互斥的关系。同时，驱动的电机类型有两种，步进电机需要ARM控制器提供一定频率、脉宽比的pWM方波，而直流电机只需要ARM控制器提供一个简单的

【参考文献】