设计方案 - STM32F103的贴片机控制系统的设计

　　1.2、机器视觉系统设计方案

　　本方案采用两台CCD相机、环形LED光源及图像处理设备组成。其中一台CCD相机安装在贴片机Z轴上。与贴装头一起运动，用于俯视PCB板，采集各定位点坐标信息，计算X—Y轴运动偏移量，辅助定位。另外一台CCD相机固定在工作台上，向上仰视。当贴装头吸取原件后，运动至相机上方，相机采集元器件图像。计算旋转角度偏移量及X—Y轴运动偏移量。

　　1.3、运动控制系统设计方案

　　运动控制部分由软件系统与硬件设备组成。其中软件部分分为上位机及下位机。上位机即计算机。下位机采用STM32F103RBT6微控制器作为核心控制器。上位机与下位机由串口数据线连接。硬件设备由步进电机、步进电机驱动器、舵机、电磁阀等组成。

　　运动控制系统工作流程如图4所示。

　　图4运动控制系统工作流程图

　　2、运动控制系统硬件设计

　　2.1、运动控制系统结构

　　控制系统的控制模式是以PC机为平台、以微控制器为核心协调工作。通用PC机负责数控程序编辑、人机界面管理等功能;微控制器用来管理子程序以及负责机械本体的运动控制和逻辑控制，支持用户的开发和扩展，并具有上、下两级的开放性。

　　本设计方案采用STN32F103微控制器作为核心器件，协调3个步进电机驱动器控制步进电机的运行。同时获取编码器数据，限位开关状态，并控制舵机、电磁阀等器件的运行。各器件连接图如图5所示。

　　图5运动控制系统连接图

　　本设计方案所采用的主控芯片STM32F103RBT6是一款基于ARMCodex—M3内核的32位处理器，具有杰出的功耗控制与众多外设。该芯片内置128KFLASH、20KSRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用IO口。其电路图如图6所示。

　　图6STM32F103RBT6芯片

　　2.2、电源电路

　　电源电路采用AMS1117—3.3作为电压转换芯片。AMS1117是一款正电压输出低压差的三端线性稳压电路，在输出1A电流时，输入输出的电压差典型值为1.8V，内部集成过热保护和限流电路，确保芯片和电源系统的稳定性。

　　图7电源电路图

　　该电路输入端与输出端各接1个0.1μF的非极性独石电容和1个220μF的极性电容。这两组电容起到了稳压滤波的作用。