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基于LPC2119的微弧氧化电源控制系统的研制
来源:本站整理  作者:佚名  2010-01-11 13:35:48



   摘 要:本文介绍了一种自行研制的微弧氧化电源控制系统,硬件部分采用philips公司的基于ARM的LPC2119处理器代替传统的51系列单片机,增强了系统的稳定性和可扩展性;软件部分采用uC /OS-Ⅱ多任务设计方式代替传统的前后台软件设计方式,增强了系统的精度和实时响应性。研制出的系统可以按上位机设置的各种参数,实现预定的功能。能够满足电压,电流,脉冲频率和占空比的大范围调整。
关键词:LPC2119 ,  微弧氧化电源 ,  uC /OS-Ⅱ


1.引言

   微弧氧化(MAO)是一种在金属表面原位生长陶瓷层的表面处理技术,该技术是利用等离子体化学和电化学原理,使材料表面产生微区弧光放电,在化学、电化学和等离子体的共同作用下,原位生长陶瓷层的新技术。微弧氧化电源是保证微弧氧化工艺的关键环节之一,其主要功能是在微弧氧化处理生产过程中,产生和控制具有脉冲电场以及过程参数的自动检测和控制。

   本文研制的微弧氧化电源采用功率模块换流技术,实现了微弧氧化工艺所需的高电压、大电流、宽频带和高质正、负脉冲输出。利用基于ARM的自动控制系统实现电压、电流、脉冲频率、占空比等电参数的自动监控。ARM(Advanced RISC Machines)处理器是一种32位嵌入式微处理器,和工业控制计算机相比,ARM嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点;和参考文献2[2]中的16位单片机相比,ARM嵌入式微处理器具有速度快、功能多、功耗低、扩展性好等优点。而本文研制的微弧氧化电源控制系统采用的CPU就是基于ARM7的LPC2119处理器,它是一种支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位CPU,具有零等待的256K的片内FLASH和16K的SRAM,无需扩展存储器,内部具有UART、硬件I2C、SPI总线、PWM、定时器、ADC、CAN总线控制器等众多外围部件,功能强大。

2.控制系统的说明

    微弧氧化电源的主电路由变压器输出、可控硅整流、电感电容滤波、IGBT斩波变换器四部分组成[3]。本文所设计的微弧氧化电源控制系统的主要任务就是根据工艺要求,对微弧氧化控制系统的晶闸管、IGBT等模块进行驱动,完成设置工艺要求、存储工艺编号、输出报警信号的功能。所以本控制系统分为以下几个部分:

最小系统部分:产生CPU工作电源、外部晶振及JATAG调试口;

A/D和D/A转换部分:采集电压和电流值,并把设置值发送到晶闸管模块;

输入输出部分:产生一些输入和输出信号;

CAN通信部分:传送和接收一些设置参数;

E2PROM部分:完成对工艺编号和实时数据的存储。

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