基于ARM7的智能拆焊、回流焊台控制系统电路模块设计

接线图 2023年01月20日 11:07 299 admin

　　本文采用ARM7作为主控芯片，设计了一种智能拆焊、回流焊台控制系统，可以通过键盘操作控制，通过液晶显示屏显示其所处的状态及实时温度曲线，能对多种集成芯片进行拆和焊，适用于集成电路板的维修和加工。

　　硬件电路

　　主要由变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器等构成，为电路提供5V、3.3V和1.8V的稳定电压。

　　信号检测电路模块

　　主要由热电偶、运算放大器27L2、DS18B20及ARM7内部AD等组成。将温度转换成处理器可识别的数字信号。

　　基于ARM7的智能拆焊、回流焊台控制系统电路模块设计第1张

　　图2 温度采集电路

　　本设计的温度采集电路如图2所示，在P6口的1、3引脚接热电偶传感器的正端，2、4引脚接热电偶传感器的负端。热电偶采集到信号后经C00、 C10（高频滤波电容）将高频杂波滤除，再经27L2（低频小信号放大器）将信号放大，其中R64与R63的和与R65的比值即为U3B的放大倍数，同理，R60与R62的和与R61的比值为U3A的放大倍数。放大后再经C01和C11将高频杂波滤除，最后该信号被传到ARM7，经其内部AD转换器将模拟电压信号转换成处理器可识别的数字信号。当热电偶传感器探头部分的温度发生变化时，热电偶传感器两端的电压也按一定比例对应发生变化，然后该电压信号经 27L2放大，再经ARM内部AD将模拟量转换成数字量，ARM处理器得到数字量后便知道现在的温度。当然要想精确测温仅有热电偶测温模块是不够的。

　　因为热电偶传感器有一个缺陷，它测的温度是探头与冷端之间的温度差，也就是说若仅用上述电路测温，则只有在冷端温度为零点的情况下测得的温度才是最精确的，冷端的温度与零点的温差越大，测得的温度数据越不精确。而本设计中焊台加热的同时，热电偶冷端温度会变化，从而造成了测温不准确。为了解决上述问题，特别增加了DS18B20作为补偿，在工业上称为补正系数修正法。

　　ARM最小系统电路模块

　　基于ARM7的智能拆焊、回流焊台控制系统电路模块设计第2张

　　图3 ARM最小系统及外部存储电路图

　　本设计采用ARM7作为主控芯片，主要因其性价比高、资源丰富、工作稳定可靠。它带有32kB的片内Flash程序存储器和 8kB的片内静态RAM；128位宽度接口/加速器可实现高达70MHz工作频率；10位A/D转换器提供8路输入；2个32位定时计数器和2个16位定时计数器；多达32个通用IO口，可承受5V电压；多个串行接口，包括2个UART、2个I2C总线、SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP；多达13个边沿、电平触发的外部中断管脚；一个可编程的片内PLL可实现最大为70MHz的CPU操作频率等等。

　　在图3ARM最小系统中，11.0592M的晶振和两个20pF电容为系统提供稳定的工作频率，然后再经ARM内部锁相环倍频使其工作频率最大可达70MHz。图中的U1为CAT1052，它为系统提供稳定的复位电路，同时为系统提供了256字节的可读写的E2PROM，使系统存储掉电不丢失数据空间。

　　执行电路模块

　　基于ARM7的智能拆焊、回流焊台控制系统电路模块设计第3张

　　图4 执行模块电路图

　　该设计的执行电路如图4所示。其中PL端口接控制指示灯，PS1为AC220接口，PS2为灯体接口，PS3为电热盘接口，网络标号KONG1 和KONG2接ARM的两个控制引脚。当ARM测到当前温度低于温度曲线上的对应温度（即当前需要加热到的温度）时ARM处理器便让对应的控制端口置零，此时对应的光电耦合器（US1或US2）的发射端工作，使接收端导通，这时电源电压经触发二极管（DS1或DS2）和300Ω电阻后到达双向晶闸管（QS1或QS2）的触发极使其导通，这样电热盘或灯头便开始加热工作。类似的道理，当ARM的控制端给出低电平时，对应的可控硅截止，灯头或电热盘停止加热。

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