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文档简介

1 南京工程学院第二届嵌入式系统设计大赛 基于STM32的数控机床插补系统 指导老师 周伯荣参赛队员 曹松青韩桂刚计佳骏郭松杰 2 这套主控板采用了机床通用电源模块 实现24V电压输入 通信部分提供了RS485接口 可与其他模块及上位机通信 STM32的部分管脚通过光电耦合与外接I O连接 确保主控板的安全性 STM32输出脉冲及方向信号给变频器 变频器控制伺服电机做出相应的动作 一 项目简介 3 二 主要电路硬件设计 2 1 主控模块电路主控模块构成嵌入式计算机的基本系统 包括嵌入式处理器及辅助电路 串行通信接口RS485及外围电路 必要的电源电路 下载电路与复位电路等 系统CPU选用STM32F103VCT6处理器 LQFP100封装 内部集成64KBRAM与512KBFlash 分别用作程序存储器与数据存储器 图1所示为主模块中晶振电路 STM32下载电路与复位电路 4 图1晶振电路 JTAG下载电路 复位电路 5 2 2 通信模块电路由于STM32芯片带有多个USARTTXD RXD口和一个CANTXD和CANRXD口 我们在此基础上加上外围电路 设计了RS485电路 这种现场总线不仅解决了RS232存在的局限性 而且其能够载上百个收发器的性能 使其在工业控制中应用非常广泛 图2RS485电路设计 6 2 3 输入 输出电路设计STM32芯片有100个管脚 这些管脚能够连接大量外设 我们引出16个管脚用作输入 当采集外部信号时 通过RC滤波 光耦电路 确保DI口抗干扰能力好 容纳电压能力强 此外还有12路输出 同样通过RC耦合 光耦隔离 确保主控板稳定安全 图3DI DO电路设计 7 2 4 电源模块 主控板外接机床通用24V电源 为防止电源反接 在24V接二极管 为防止电流过大 在电路中串接熔断器 稳压管保证电压稳定 电容对电压进行滤波 图424V电源电路 8 主控芯片电压为3 3V 其他芯片电压为5V 因此通过LM2596把24V转为5V电压 再通过SPX1117把5V转为3 3V 提供主控板所需各种电压等级 图55V 3 3V电源电路 9 2 5 变频器控制模块 该主板提供四个通信接口 可同时控制四台变频器 主控芯片通过RS485与变频器进行通信 主控芯片输出方向 脉冲数 通过26LS31输出差分信号 图6输出差分信号 10 变频器根据电机运行情况输出三相脉冲差分
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