基于ARM7的氣動(dòng)標(biāo)記機(jī)控制系統(tǒng)研究

摘要：工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中便攜式氣動(dòng)標(biāo)記機(jī)一般采用筆記本為控制核心，由于筆記本存在價(jià)格高、系統(tǒng)難于維護(hù)等缺點(diǎn)而無(wú)法適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的便攜氣動(dòng)標(biāo)記機(jī)市場(chǎng)。本文介紹一種以ARM7單片機(jī)為控制核心的便攜式控制系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了其軟硬件的開(kāi)發(fā)過(guò)程及矢量圖像、字符的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，打字效果清晰、圓滑，一定程度上可以彌補(bǔ)以筆記本電腦為控制核心的標(biāo)記系統(tǒng)所帶來(lái)的不足。

關(guān)鍵詞：便攜式；標(biāo)記機(jī)；ARM7；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP334.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 16-0003-02

一、引言

氣動(dòng)標(biāo)記機(jī)廣泛應(yīng)用于銘牌、各種零部件及汽車行業(yè)中，隨著市場(chǎng)需求的變化，對(duì)標(biāo)記機(jī)的穩(wěn)定性、便攜性提出了更高要求[1]。當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，便攜氣動(dòng)標(biāo)記機(jī)常采用以筆記本電腦和單片機(jī)為控制核心兩種控制方式。對(duì)于以筆記本電腦為控制核心的標(biāo)記機(jī)來(lái)說(shuō)，其資源豐富、編輯功能強(qiáng)，但存在其源資利用率不高，體積大、成本高、難于維護(hù)等缺點(diǎn)；而基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但其控制精度低，資源有限，編輯功能差難以達(dá)到用戶標(biāo)記要求[2]。隨著ARM和DSP等各種16位嵌入式處理芯片的快速發(fā)展，為開(kāi)放式的嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的解決途徑[3]。本文結(jié)合ARM高數(shù)據(jù)處理能力以及豐富的存儲(chǔ)資源，采用飛利浦公司生產(chǎn)的LPC2148芯片為控制核心，一定程度上彌補(bǔ)了以PC機(jī)及單片機(jī)為控制核心的控制系統(tǒng)所帶來(lái)的不足。

二、系統(tǒng)硬件構(gòu)架

（一）芯片選型

（二）電磁閥驅(qū)動(dòng)

三、軟件系統(tǒng)

軟件是系統(tǒng)是否能正常工作的關(guān)鍵，為便于系統(tǒng)維護(hù)以及軟件的二次開(kāi)發(fā)，采用模塊化 編程，系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖5所示。整個(gè)系統(tǒng)軟件由管理軟件、控制軟件兩部分組成：管理軟件的作用是提供基本操作管理，主要包括系統(tǒng)的初始化、鍵盤(pán)分析、文件保存、文件刪除、文件打開(kāi)、編輯輸入、參數(shù)設(shè)置、參數(shù)修改、液晶顯示以及開(kāi)停機(jī)等功能操作；控制軟件的主要作用是根據(jù)程序控制打標(biāo)機(jī)運(yùn)行，主要包括打印速度控制程序、字符軌跡程序和直線插補(bǔ)程序。

（一）管理程序

管理軟件主要負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)文件、參數(shù)以及LCD操作界面。管理程序首先進(jìn)入LCD初始化界面即菜單界面，所有功能鍵都是采用中斷方式觸發(fā)，由于部分按鍵所實(shí)現(xiàn)得功能不是單一的，如Enter鍵，它不僅是實(shí)現(xiàn)開(kāi)始打印功能，而且進(jìn)入編輯界面、參數(shù)設(shè)置界面以及由設(shè)置界面返回菜單界面都是由Enter鍵來(lái)完成，為避免在功能識(shí)別過(guò)程中發(fā)生混淆，在實(shí)現(xiàn)每一功能時(shí)候都分別用死循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)，這樣可以區(qū)分由相同的鍵值實(shí)現(xiàn)不同的功能。

（二）控制程序

系統(tǒng)控制程序負(fù)責(zé)整個(gè)打標(biāo)過(guò)程的控制。進(jìn)入打標(biāo)控制程序后首先控制兩坐標(biāo)電機(jī)復(fù)位到打標(biāo)原點(diǎn)；然后等待打印頭到位，檢測(cè)到氣動(dòng)頭到位信號(hào)后，采用查詢方式找到第一個(gè)要打印的字符；然后通過(guò)插補(bǔ)算法計(jì)算出X、Y軸上的增量，每打印完一個(gè)字符，都要判斷所打印的字符串是否打完；如果沒(méi)有打完字符串，則繼續(xù)查詢下一個(gè)字符，如此循環(huán)，直到全部打完；然后等待腳踏信號(hào)，若檢測(cè)到腳踏信號(hào)，則兩坐標(biāo)電機(jī)重復(fù)復(fù)位到打標(biāo)起始位置進(jìn)行下輪的打印，這樣的循環(huán)直到按下停止鍵退出打印程序。

四、矢量文字圖形的實(shí)現(xiàn)

（一）矢量線段的分解

3.細(xì)分的方法可以是，從X、Y兩個(gè)分量中小的一個(gè)當(dāng)中取出單位長(zhǎng)度的線段，然后另一個(gè)分量取A倍的單位長(zhǎng)度，再?gòu)姆至啃〉姆较蛉挝婚L(zhǎng)度的線段，然后另一個(gè)分量方向取A倍單位長(zhǎng)度的線段。如此反復(fù)取值，直到把分量小的方向上的值取完為止，同時(shí)把余數(shù)均勻的分布到分量大的方向上去。

4.第三步的細(xì)分方法可以得到最接近原始線段的運(yùn)動(dòng)軌跡，但在實(shí)際運(yùn)用中完全不需要把線段畫(huà)得如此細(xì)膩，而且如此畫(huà)出細(xì)膩的線段是以犧牲運(yùn)動(dòng)速度作為代價(jià)的。因此在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要第三步可以更改為：從X、Y兩個(gè)分量中小的一個(gè)當(dāng)中取出Z倍的單位長(zhǎng)度（Z的大小和打印的精度有關(guān)，Z值越大精度越高，反之越小），另一個(gè)分量方向取值變?yōu)閆×A，再按步驟三的方法完成取值。

5.均勻分布余數(shù)的方法：首先定義N為X（Y）方向的細(xì)分（分步）數(shù)。

（二）矢量圖形、矢量文字的標(biāo)記

參考文獻(xiàn)：

[1]崔霋陽(yáng).打標(biāo)、識(shí)讀技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用[J].汽車與配件，2002，(19):32233.

[2]胡薔.M16C62 單片機(jī)在激光打標(biāo)控制器系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣技術(shù)與自動(dòng)化，2006，35(14):1472148.

[3]王孫安，張進(jìn)華，吳明軍.基于ARM的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代制造工程，2007(9):54–57.