自动剥线机控制面板设计

1 控制面板硬件电路设计
图1为控制面板硬件电路图。单片机ATmega32识别每个键动作，将矩插件电感阵按键的每个键动作编成码(0x01~0x90)，并将编码信息输给PLC。由于编码信息为0 V，5 V，而PLC能识别的电平信号为0 V，24 V，所以用OC门7407芯片将编码信息(0 V，5 V)转换为PLC能识别的信号(0 V，24 V)，PLC读取编码信息，执行剥皮、扭线、裁线等相关动作，并将自动裁线剥皮扭线机工作状态信息(0000～1111，每个编码对应一种工作状态信息)上传到ATmega32。根据PLC输出口内部电路结构的特点如图2所示，PLC输出口是集电极开路电路，必须外接上拉电阻才能有高电平输出，否则ATmega32无法检测到PLC输出口信息(高、低电平)的变化情况。SSC2AC40液晶在ATmega32控制下显示编码控制电路上的人工干预信息、错误提示信息、自动裁线剥皮扭线机工作状态信息等，完成人机交互工作。
1．1 ATmega32单片机
ATmega32是基于增强型AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，以Atmel公司的高密度非易失性存储器技术生成，支持片内调试与编程，内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有寄存器都直接与运算逻辑单元(ALU)相连接，1条指令可以在1个时钟周期内同时访问2个独立的寄存器，因此大大提高了指令操作码效率，其数据吞吐率大约是普通CISC微控制器的10倍。8位RISC CPU与系统内可编程的FLASH集成在1个芯片内，使得ATmega32成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案.

作为通用数字I／O使用时，所有AVR I／o端口都具有真正的读一修改一写功能。每个端口都有3个I／0存储器地址(数据寄存器PORTx、数据方向寄存器DDRx和端口输入引脚PINx)。PA口定义为输出，DDRA=0xff，将指令信息、错误提示信息、自动裁线剥皮扭线机工作状态信息等输送到SSC2AC40液晶显示屏数据口DB0～DB7，PB口定义为输入，DDRB=0x00，读取矩阵键盘动态信息。PC口高一体电感器3位设为输出，分别接SSC2AC40液晶显示屏的RS，R／W，E，输出正确的时序，使液晶屏有效显示相关信息。

PD口的PDO～PD2设为输入，DDRD=DDRD&0x07，接收PLC上传的自动裁线剥皮扭线机工作状态信息等。PD El的PD3~PI空调电感器)6设为输出，DDRD=DDRD&0x78，将矩阵键盘编码信息发送给PLC。
掉电后有关数据信息保存在ATmega 32内部的1024 B E2PROM，下次再工作时，无需再另行输入，直接调出原来的数据即可，大大节省调机时间。ATmega 32内部的1 024 B E2PROM数据存储器是一个独立的数据空间，可以按字节读写，访问由地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器决定，至少能擦除100 000次。
avr-libc对E2PROM存储器读写API定义在eeprom．h中，包含形式如下：

这样就可以实现掉电后设定好的相关参数得以保存，开机后显示关机前设定的参数。
1．2 SSC2AC40液晶显示器
SSC2AC40是40×2字符点阵式液晶显示器，逻辑工作电压4．5～5．5 V，驱动电压3．O～5．0 V，工作电流(背光除外)2．5 mA，常温下工作温度O～50℃／宽温下工作温度一20～+70℃，电感器生产厂家典型的16脚接El、带有LED边光／底光，温度范围较广，属宽温型，具有工作电压低，微功耗，显示信息量大和接El方便应用等优点。现在已被广泛应用于工业控制面板显示和数字式仪表等领域，成为测试结果显示和人机交互的重要工具。
SSC2AC40数据El DB0～DB7接ATmega32的PA口，并行接收ATmega32发送的相关数据信息，RS，R／W，E分别接ATmega32的PC5～PC7，得到正确的时序，实时显示有效信息，实现人机交互。

2 软件设计
图3为控制面板程序流程图。开机后显示上一次关机前的信息，ATmega32读取矩阵键盘，判断键动作信息，执行相关参数设定；设定无误，按开始键，剥线机执行进行剥皮、扭线、裁线等工作；工作过程中PLC将信息上传给ATmega32，通过SSC2AC40显示。