全自动生物组织切片机控制系统的设计与研究

发布时间：2021-08-02 19:16

　　现代的生物组织切片机存在自动化程度不够高、切片精度不能满足用户要求等缺点。为有效解决这些问题,提出一种基于STM32+FreeRTOS架构的全自动生物组织切片机控制器设计方法,该控制器控制切片机的执行机构及人机交互界面,实现了切片/修片模式可调、自动/手动切片可调、切片速度可调、切片厚度可调、切片厚度信息存储及切片计数等功能。经试验,切片厚度最小可达0.5 um,自动化程度高,性能稳定。 

【文章来源】：金华职业技术学院学报. 2020,20(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

系统原理框图

为了降低切片机运行时的噪声及功耗，切片机的切割动力部分采用直流无刷电机驱动。直流无刷电机驱动电路如图2所示，全桥逆变电路采用6个MOSFET功率管IRF3808构成，Q1～Q3为上桥臂，Q4～Q6为下桥臂，Vdd接DC24V。全桥逆变电路工作时，MOSFET管在饱和与截止状态之间切换。主控制器STM32F103产生的PWM不能直接驱动MOSFET管，采用IR2130作为MOSFET的驱动电路。图2的C3、C4、C5是自举电容，为上桥臂功率管驱动的悬浮电源存储能量，D1、D2、D3型号为8TQ080，其作用是防止上桥臂导通时的直流电压母线电压短接到IR2130的电源上而使器件损坏。电流比较器输入端ITRIP和VS0端接逆变电路下桥臂MOSFET的源极公共端，流入VS0端的电流就是流过电机的电流，电流经采样电阻R12、R13进行采样转变为电压。无刷直流电机的U、V、W极与P2转接口相连，主控芯片输出的PWM信号通过P3与IR2130的功率输入驱动信号HIN1～HIN3、LIN1～LIN3连接，FAULT与STM32的外部中断引脚PC8引脚连接，当发生过流时触发外部中断。2.5 人机接口电路设计

系统的总体任务关联图如图3所示。系统应用软件包含一个ISR（电机位置速度信息采集ISR）和8个任务：显示任务、键盘任务、切片厚度存储任务、报警任务、直流无刷电机控制任务（切割动力任务）、切片速度调节任务、步进电机控制任务和启动任务。启动任务由主函数创建，其他七个任务在启动任务中创建，每个任务之间通过全局变量、消息队列或信号量进行信息传递。每个任务有各自的优先级，通过操作系统的调度，从而实现各自的功能。3.2 键盘任务设计


本文编号：3318124