專利名稱：兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制機(jī)構(gòu)，特別涉及用于刻字機(jī)控制系統(tǒng)的控制板卡。
背景技術(shù)：
已有的刻字機(jī)兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡一般采用早已過時(shí)的8051系列單片機(jī)作為MCU， 它的主頻低，數(shù)據(jù)處理速度慢，穩(wěn)定性差。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片與MCU搭配起來刻字機(jī)工作時(shí)噪音大，并且刻字機(jī)只有電腦串口與兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡通信的方式，通信方式單一，使用不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種新型的控制板卡，采用高頻芯片作為處理器，并且采用多種通信方式連接電腦，解決現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)處理速度慢、穩(wěn)定性差以及通信方式單一的技術(shù)問題。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而提供的兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)控制板卡包括微處理器MCU，分別與所述微處理器MCU連接的通信模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及刻刀驅(qū)動(dòng)模塊， 所述微處理器MCU的型號(hào)為STM32F103R8T6。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述通信模塊包括有串行數(shù)據(jù)接口，該串行數(shù)據(jù)接口通過電平轉(zhuǎn)換IC連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)在于所述通信模塊包括USB數(shù)據(jù)接口，該USB數(shù)據(jù)接口通過ESD (防靜電)保護(hù)IC連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述ESD保護(hù)IC通過USB轉(zhuǎn)串口通信IC連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC、 串口轉(zhuǎn)并口通信IC以及步進(jìn)電機(jī)接口，所述步進(jìn)電機(jī)接口順序通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC和串口轉(zhuǎn)并口通信IC連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于控制板卡還包括有與所述微處理器MCU連接的限位信號(hào)通信模塊。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述限位信號(hào)通信模塊包括通過光耦隔離電路連接所述微處理器MCU的限位信號(hào)接口。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述刻刀驅(qū)動(dòng)模塊包括通過刻刀驅(qū)動(dòng)電路連接所述微處理器MCU的刻刀驅(qū)動(dòng)接口。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于控制板卡還包括有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器通過I2C 總線連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型的再進(jìn)一步改進(jìn)在于控制板卡還包括有與液晶顯示器接口連接的8 位數(shù)據(jù)總線或SPI數(shù)據(jù)總線。本實(shí)用新型采用了用了 ST (意法半導(dǎo)體公司)的STM32F103R8T6做為MCU，其內(nèi)核
3為ARM Cortex-M3，32位微控制器，主頻高達(dá)72MHz。通過電腦串口或USB通信，達(dá)到了傳輸速度快，穩(wěn)定性好，處理器工作在低功耗的模式，耗電量小，處理數(shù)據(jù)速度更快。本實(shí)用新型與此MCU搭配的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC刻字機(jī)工作時(shí)噪音小。本實(shí)用新型進(jìn)一步采用了多種與電腦通信的方式，刻字機(jī)操作使用起來非常方便。

圖1是本實(shí)用新型兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)控制板卡的工作原理框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合說明書附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。由圖1中可知，這種兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡包括微處理器MCU，分別與所述微處理器MCU連接的通信模塊10、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊20以及刻刀驅(qū)動(dòng)模塊30，所述微處理器 MCU的型號(hào)為STM32F103R8T6。本實(shí)用新型采用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32F103R8T6做為MCU，其內(nèi)核為ARM Cortex-M3，32位微控制器，主頻高達(dá)72MHz。通過通信模塊10與電腦通信，達(dá)到了傳輸速度快，穩(wěn)定性好，處理器工作在低功耗的模式下，耗電量小，處理數(shù)據(jù)速度更快。由圖1中可知，所述通信模塊10包括有串行數(shù)據(jù)接口 11，該串行數(shù)據(jù)接口 11通過電平轉(zhuǎn)換IC14(本實(shí)用新型中優(yōu)選為MAX3232 ESE+)連接所述微處理器MCU。通信模塊10還包括USB數(shù)據(jù)接口，該USB數(shù)據(jù)接口通過ESD保護(hù)IC12(本實(shí)用新型中優(yōu)選為USBLC6-4SC6 的ESD保護(hù)IC)直接連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型中所述ESD保護(hù)IC12還可以通過 USB轉(zhuǎn)串口通信IC13本實(shí)用新型中優(yōu)選為FT232RL芯片)連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型其特征在于其有三種與電腦通信的方式。1、串口通信兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡的MCU與 MAX3232ESE+以串行數(shù)據(jù)傳輸方式相連接，電腦串口可以通過MAX3232ESE+與MCU通信。2、 USB轉(zhuǎn)串口通信電腦可以通過USB 口發(fā)送總線數(shù)據(jù)給兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡內(nèi)的USB轉(zhuǎn)串口通信IC (本列型號(hào)為FT232RL)，其接收到USB總線數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成串口通信數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)ESD 保護(hù)IC濾波后與MCU通信。3、USB 口通信電腦可以通過USB 口直接發(fā)送數(shù)據(jù)給兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡，只通過ESD保護(hù)IC與MCU通信。由圖1中可知，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊20包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC21、串口轉(zhuǎn)并口通信IC22以及步進(jìn)電機(jī)接口 23，所述步進(jìn)電機(jī)接口 23順序通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC21和串口轉(zhuǎn)并口通信IC22連接所述微處理器MCU。兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡的MCU接收到電腦以上任意一種通信方式發(fā)送過來的串口數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，然后以SPI總線方式與串口轉(zhuǎn)并口通信IC (22)(本列型號(hào)為74HC595)通信，74HC595把MCU發(fā)送來的串行數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信號(hào)后控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC21 (本列型號(hào)為L(zhǎng)6219DS)，驅(qū)動(dòng)(X Y)兩軸步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)刻字機(jī)刻字功能。由圖1中可知，控制板卡還包括有與所述微處理器MCU連接的限位信號(hào)通信模塊 40，所述限位信號(hào)通信模塊40包括通過光耦隔離電路42連接所述微處理器MCU的限位信號(hào)接口 41。兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡通過光藕隔離電路接收檢測(cè)到來至刻字機(jī)上的限位信號(hào)，防止跑車超越位置而發(fā)生危險(xiǎn)。由圖1中可知，所述刻刀驅(qū)動(dòng)模塊30包括通過刻刀驅(qū)動(dòng)電路31連接所述微處理
4器MCU的刻刀驅(qū)動(dòng)接口 32。兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡內(nèi)MCU的沈腳輸出PWM信號(hào)控制下刀量和 MCU的27腳輸出高低電平信號(hào)控制下刀開與關(guān)的信號(hào)給(本列由MOS對(duì)管MJD122和MJD127 組成的電磁鐵下刀驅(qū)動(dòng)電路)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)下刀杠運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下刀。由圖1中可知，控制板卡還包括有存儲(chǔ)器50，該存儲(chǔ)器50通過 I2C總線連接所述微處理器MCU。兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡為儲(chǔ)存參數(shù)，MCU與I
2 C總線存儲(chǔ)器(本列型號(hào)為ATMC08L)以I 2 C總線方式通信并儲(chǔ)存參數(shù)。由圖1中可知，控制板卡還包括有與液晶顯示器接口 60連接的8位數(shù)據(jù)總線或 SPI數(shù)據(jù)總線。兩軸運(yùn)動(dòng)控制板卡采用MCU的5個(gè)I/O 口來實(shí)現(xiàn)4X4的按鍵70通信方式， 其中4個(gè)為掃描程序I/O 口，另一個(gè)為中斷程序I/O 口。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，包括微處理器MCU，分別與所述微處理器MCU連接的通信模塊(10)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(20)以及刻刀驅(qū)動(dòng)模塊(30)，其特征在于所述微處理器MCU的型號(hào)為STM32F103R8T6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述通信模塊(10) 包括有串行數(shù)據(jù)接口( 11)，該串行數(shù)據(jù)接口(11)通過電平轉(zhuǎn)換IC (14)連接所述微處理器 MCU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述通信模塊(10) 包括USB數(shù)據(jù)接口，該USB數(shù)據(jù)接口通過ESD保護(hù)IC (12)連接所述微處理器MCU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述ESD保護(hù)IC (12 )通過USB轉(zhuǎn)串口通信IC (13 )連接所述微處理器MCU。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(20)包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC (21)、串口轉(zhuǎn)并口通信IC (22)以及步進(jìn)電機(jī)接口(23)，所述步進(jìn)電機(jī)接口(23)順序通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC (21)和串口轉(zhuǎn)并口通信IC (22)連接所述微處理器MCU。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于控制板卡還包括有與所述微處理器MCU連接的限位信號(hào)通信模塊(40 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述限位信號(hào)通信模塊(40)包括通過光耦隔離電路(42)連接所述微處理器MCU的限位信號(hào)接口(41)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于所述刻刀驅(qū)動(dòng)模塊 (30)包括通過刻刀驅(qū)動(dòng)電路(31)連接所述微處理器MCU的刻刀驅(qū)動(dòng)接口(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于控制板卡還包括有存儲(chǔ)器(50)，該存儲(chǔ)器(50)通過I2C總線連接所述微處理器MCU。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡，其特征在于控制板卡還包括有與液晶顯示器接口(60)連接的8位數(shù)據(jù)總線或SPI數(shù)據(jù)總線。
專利摘要一種兩軸運(yùn)動(dòng)刻字機(jī)的控制板卡包括微處理器MCU\通信模塊(10)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(20)以及刻刀驅(qū)動(dòng)模塊(30)，微處理器MCU的型號(hào)為STM32F103R8T6。通信模塊(10)包括有串行、USB數(shù)據(jù)接口以及USB轉(zhuǎn)串口通信IC(13)連接所述微處理器MCU。本實(shí)用新型采用STM32F103R8T6做為MCU，其內(nèi)核為ARMCortex-M3，32位微控制器，主頻高達(dá)72MHz。達(dá)到了傳輸速度快，穩(wěn)定性好，處理器工作在低功耗的模式，耗電量小，處理數(shù)據(jù)速度更快。與MCU搭配的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC刻字機(jī)工作時(shí)噪音小，采用了多種與電腦通信的方式，刻字機(jī)操作使用起來非常方便。
文檔編號(hào)B44B3/00GK202071601SQ201120141989
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者何建都, 孫曉兵, 王海斌, 顏小輝 申請(qǐng)人:深圳市創(chuàng)造機(jī)電有限公司