[发明专利]基于FPGA自动落纱机器控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制装置，尤其涉及一种基于FPGA自动落纱机器控制装置。

背景技术

  现在，国内大量旧式的短锭细纱机仍然采用人工将满纱管从锭子上取下，再换上空纱管。由于满纱管与锭子粘合力紧密需要很大的拔管力，同时还要换上空纱管。这样势必落纱工劳动强度非常大和降低生产效率从而使得成本增加；另一方面，由于细纱车间噪声大、温度高、空气污染严重和恶劣的生产环境，使得愿意从事落纱工作的工人越来越少，企业面临很大的用工压力。因此，对于旧式短锭细纱机落纱过程自动化改造的需求非常紧迫。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于FPGA自动落纱机器控制装置，采用该控制装置用于旧式短锭细纱机，降低劳动强度，提高生产效率，减少人力成本，有利于降低总体成本。

本发明是这样来实现的，它包括FPGA主控制器、逻辑电平转换器、单片机面板控制器、继电器、电磁铁、遥控器、程序存储器、传感器、电机驱动器、步进电机、落砂机、电脑,其特征是FPGA主控制器通过UART接口连接逻辑电平转换器，逻辑电平转换器连接单片机面板控制器，所述FPGA主控制器通过并行口同时连接遥控器和继电器，继电器连接电磁铁，所述FPGA主控制器通过地址数据总线连接程序存储器，所述FPGA主控制器通过另一并行口分别连接传感器和电机驱动器，电机驱动器连接步进电机，所述FPGA主控制器通过JTAG调试口连接落纱机，落纱机连接电脑。

本发明的技术效果是：采用控制器控制落纱机器自动落纱，不仅提高生产效率，而且改良了工作环境，实现自动化，减少人本成本，提高企业效益。

附图说明

图1为本发明的原理方框图。

在图中，1、FPGA主控制器 2、逻辑电平转换器 3、单片机面板控制器 4、继电器 5、电磁铁 6、遥控器 7、程序存储器 8、传感器 9、电机驱动器 10、步进电机 11、落砂机 12、电脑。

具体实施方式

如图1所示，本发明是这样来实现的， FPGA主控制器1通过UART接口连接逻辑电平转换器2，逻辑电平转换器2连接单片机面板控制器3，所述FPGA主控制器1通过并行口同时连接遥控器6和继电器4，继电器4连接电磁铁5，所述FPGA主控制器1通过地址数据总线连接程序存储器7，所述FPGA主控制器1通过另一并行口分别连接传感器8和电机驱动器9，电机驱动器9连接步进电机10，所述FPGA主控制器1通过JTAG调试口连接落纱机11，落纱机11连接电脑12。控制面板是以STC89C52单片机制作4*4键盘和数码管显示，STC89C52通过RS232 与FPGA进行串口通信。FPGA通过I/O的电平变化控制继电器从而控制电磁铁，遥控模块也是同样的以I/O与FPGA通信。以epcs16做FPGA的程序存储器，FPGA内部自带的on chip-memory做为数据存储器。FPGA的I/O作为电机驱动器的信号控制线，以USB Blaster与个人电脑相连进行在线调试和烧写程序。整个控制系统是由4节12V 80A/h的铅蓄电池提供，PCB板上是由一节12V电池通过电池转化芯片变为5V、3.3V和1.2V给硬件芯片供电。其他24V、36V、48V电源分别是给电磁铁、步进电机驱动器供电。下边分别介绍整个硬件系统的硬件电路：

1)整个供电系统  PCB板上是由12V供电后转化为各个芯片所需要的5V、3.3V、1.2V电压。首先将12V降压为5V用7805芯片。由于12V降压为5V在7805芯片上的压降太大会使7805发热，所以在7805输入端加入四个2W 24欧姆的金属膜电阻以减小7805功耗。转化为5V后，再用TPS73HD301芯片将5V降压为FPGA芯片端口所需的3.3V和FPGA芯片所需的1.2V。由于FPGA端口是3.3V电压，而外围的传感器、电机驱动器信号控制线及其他芯片所需是5V电压，所以在FPGA的每个I/O上加一个3.3V与5V之间相互转化的74HCT245芯片。

2)控制面板  控制面板是用由一片STC89C52单片机为核心制作的，一个4*4行列式键盘和三位数码管显示。这个面板主要功能是键盘输入定子数目，数码管显示定子数目再将数目以串口的形式将数据发送给FPGA进行处理，数码管显示时中间加入74HC373驱动数码管。面板上还有四个电量显示LCD和确定状态时的声光报警系统。