提花机接口板硬件设计【字数：12393】
摘 要传统的机械提花机结构复杂，操作步骤也十分麻烦，提花精确率低，花纹也不容易控制。而电子提花机刚好弥补了这种不足。近年来一些电子提花机接口板的设计大同小异。 本设计采用的控制模块是Xilinx公司的Spartan-3系列的FPGA现场可编程门阵列，结合高性能的旋转式编码器、零位传感器监测圆盘旋转角度及零点位置。另外可以对电源电压监测数据，旋转脉冲数和总线数据通过数码管驱动显示。通过自动停机系统来控制电路的通断，FPGA控制选针器驱动。本文主要阐述了接口板系统的硬件组成，软件设计及相关接口电路的设计，并加入了保险丝保护电路。保证了系统可靠性。因此该提花机接口板设计具有很强的实用价值和广阔的使用前景。
目录
1. 引言 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究现状及趋势 1
1.3 论文主要内容 2
2.系统整体设计方案 3
2.1 本课题的主要研究任务和解决思路 3
2.2 系统整体设计方案 3
2.3 项目方案及分析 4
2.3.1方案一 4
2.3.2方案二 4
2.3.3方案三 4
2.4 方案分析 4
2.5本章小结 5
3.系统硬件设计 5
3.1 控制模块 5
3.2 电源电路模块 6
3.2.1电源接口 6
3.2.2 稳压电路 6
3.2.3 电源指示灯电路 8
3.2.4 保险丝保护电路 8
3.3 输入/输出电路模块 9
3.3.1编码器接口电路 9
3.3.2接近开关接口电路 10
3.3.3电源监测电路 12
3.3.4数码管显示电路 13
3.3.5自动停机控制电路 14
3.3.6电平匹配接口电路 15
3.4 选针器接口模块 16
3.5 FPGA及其配置电路模块 17
3.5.1配置概述 17
3.5.2 FPGA配置模式介绍 17
3.5.3配置电路 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.5.4 端口总配置 19
3.6 本章小结 22
4.系统软件设计 22
4.1软件总体设计框架 22
4.2 数码管驱动显示程序设计 24
4.3 电源电压监测与报警程序设计 25
4.4 编码器位置采集程序设计 25
4.5 系统数据/地址与控制总线程序设计 27
4.6 本章小结 27
5. 结果分析和成果展示 28
5.1系统调试实物图 28
5.2系统测试流程 30
5.3 困难及解决方法 32
6.总结 32
参考文献 33
致谢 33
附录 34
1.系统原理图 34
2.部分核心代码 35
1.引言
1.1 课题研究背景和意义
我国是纺织生产大国，纺织机械是制造过程当中首要的组成部分。电子提花机运用了计算机，机械自动化等相关科学技术的一种先进的纺织设备。用于配合各种各样类型的织机实现提花织物的编织[1]。如今，越来越多的人们喜爱花样精美的纺织品，电子提花机对繁多的花型拥有较强理解能力特别对大面积纺织物来说，因此在纺织品物的制造中得到了广泛的应用。
现代社会中电子智能产品日趋普及，电子提花机等纺织机械技术朝着短进程，便利化，高质量，高速度方向前进。智能网络化，电机一体化，通用复合化已成长成主流。当今纺织工业生产中，电子提花机迎合了趋势，具备很强的实用性及巨大的利用价值。本课题深入探究提花机接口板硬件的设计与实现，使其具有高的执行速度，稳定性好，可靠性强等特点，通过设计相应的接口电路读出主控板传送的提花数据，并通过驱动芯片控制相应的选针器工作。提高了工业生产效力以及产物的机能，具备明显的社会经济意义。
1.2 课题研究现状及趋势
在辽代时期，我国的劳动人民就可以通过自己制造的提花机纺织出花纹精美的纺织物[2]。如今，提花机已经从机械过渡到电子操控，复动式也逐渐得到普遍使用[3]。近年来，国内的电气自动化，电子信息等技术也在逐渐发展，对电子提花机设计制造已经可以独立实现，一些拥有相关专利的电子提花机品牌越来越多。但与国外的产品的可靠性以及创新性上还存在一些差距，对于国内的一些提花机对300至700r/min车速的纺织机也是能够适应，10000针以内的提花机针数比较常见[4]。
现在瑞士、德国、英国的电子提花机技艺在环球范围内知名。瑞士史陶比尔公司生产的提花机质量可靠，操作简单方便，采用复动式结构[5]。EJP型是德国格罗塞公司招牌的电子提花机，采用复动式结构，选杆的操作是通过电磁铁的固定来执行，选挂竖钩的弹簧复位，V型结构的梭口，并且弹性绳可以回综、托针板同样保持固定[6]。英国的博纳斯公司的CSJ电子提花机在纺织产业中非常出名，也是第一家专门开发提花机系统的大公司，扁平竖钩通过电磁阀控制，灵活并且富有弹性[7]。随着电子提花机技术越来越越先进，大多集中在国外，外国的电子提花机价格普遍较高，一台电子提花机的价钱可能是国内相似产品价格的4倍左右[8]。
随着纺织产业的快速发展，电子提花机等纺织机械技术发展趋势主要表现在以下几个方面,智能网络化：如今的纺织机械通过与相关高高新技术的紧密配合，已经能够使设备高度集成化与自主化，如今的操作也不是过去那种简单的人为机械操作，而是通过计算机较强的计算能力实现自主控制，随着电路电子技术的不断发展，对于新型的纺织生产产生了极大地推动作用。通用复合化：随着信息化的发展，纺织生产中愈来愈对设备的品种多样性和灵活性加倍注重，设备合用化和技术综合化已经成为一种新的寻求方针，已经成为技术研发的主流。设备通用化与纺织技术的集成化是相互促进的相互影响的。电子提花机可与国内外不同类型纺织机进行匹配使用，通过许多纤维交织复合技术，可以生产出各式各样的花纹的衣服面料、地毯、餐桌布、丝绸衣服等提花织物，产品的种类得到了不断地增多，设备的功能逐渐得到强大丰富。绿色化化:绿色化生产一直都是生产活动中存眷的核心问题。对于生产过程中产生的废料，国际上已经研发并使用了相应的解决措施，通过较强的技术手段将传统的废料处理工作流程逐步减短，提高了生产效率提高，产品质量也得到了提高。
目录
1. 引言 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究现状及趋势 1
1.3 论文主要内容 2
2.系统整体设计方案 3
2.1 本课题的主要研究任务和解决思路 3
2.2 系统整体设计方案 3
2.3 项目方案及分析 4
2.3.1方案一 4
2.3.2方案二 4
2.3.3方案三 4
2.4 方案分析 4
2.5本章小结 5
3.系统硬件设计 5
3.1 控制模块 5
3.2 电源电路模块 6
3.2.1电源接口 6
3.2.2 稳压电路 6
3.2.3 电源指示灯电路 8
3.2.4 保险丝保护电路 8
3.3 输入/输出电路模块 9
3.3.1编码器接口电路 9
3.3.2接近开关接口电路 10
3.3.3电源监测电路 12
3.3.4数码管显示电路 13
3.3.5自动停机控制电路 14
3.3.6电平匹配接口电路 15
3.4 选针器接口模块 16
3.5 FPGA及其配置电路模块 17
3.5.1配置概述 17
3.5.2 FPGA配置模式介绍 17
3.5.3配置电路 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.5.4 端口总配置 19
3.6 本章小结 22
4.系统软件设计 22
4.1软件总体设计框架 22
4.2 数码管驱动显示程序设计 24
4.3 电源电压监测与报警程序设计 25
4.4 编码器位置采集程序设计 25
4.5 系统数据/地址与控制总线程序设计 27
4.6 本章小结 27
5. 结果分析和成果展示 28
5.1系统调试实物图 28
5.2系统测试流程 30
5.3 困难及解决方法 32
6.总结 32
参考文献 33
致谢 33
附录 34
1.系统原理图 34
2.部分核心代码 35
1.引言
1.1 课题研究背景和意义
我国是纺织生产大国，纺织机械是制造过程当中首要的组成部分。电子提花机运用了计算机，机械自动化等相关科学技术的一种先进的纺织设备。用于配合各种各样类型的织机实现提花织物的编织[1]。如今，越来越多的人们喜爱花样精美的纺织品，电子提花机对繁多的花型拥有较强理解能力特别对大面积纺织物来说，因此在纺织品物的制造中得到了广泛的应用。
现代社会中电子智能产品日趋普及，电子提花机等纺织机械技术朝着短进程，便利化，高质量，高速度方向前进。智能网络化，电机一体化，通用复合化已成长成主流。当今纺织工业生产中，电子提花机迎合了趋势，具备很强的实用性及巨大的利用价值。本课题深入探究提花机接口板硬件的设计与实现，使其具有高的执行速度，稳定性好，可靠性强等特点，通过设计相应的接口电路读出主控板传送的提花数据，并通过驱动芯片控制相应的选针器工作。提高了工业生产效力以及产物的机能，具备明显的社会经济意义。
1.2 课题研究现状及趋势
在辽代时期，我国的劳动人民就可以通过自己制造的提花机纺织出花纹精美的纺织物[2]。如今，提花机已经从机械过渡到电子操控，复动式也逐渐得到普遍使用[3]。近年来，国内的电气自动化，电子信息等技术也在逐渐发展，对电子提花机设计制造已经可以独立实现，一些拥有相关专利的电子提花机品牌越来越多。但与国外的产品的可靠性以及创新性上还存在一些差距，对于国内的一些提花机对300至700r/min车速的纺织机也是能够适应，10000针以内的提花机针数比较常见[4]。
现在瑞士、德国、英国的电子提花机技艺在环球范围内知名。瑞士史陶比尔公司生产的提花机质量可靠，操作简单方便，采用复动式结构[5]。EJP型是德国格罗塞公司招牌的电子提花机，采用复动式结构，选杆的操作是通过电磁铁的固定来执行，选挂竖钩的弹簧复位，V型结构的梭口，并且弹性绳可以回综、托针板同样保持固定[6]。英国的博纳斯公司的CSJ电子提花机在纺织产业中非常出名，也是第一家专门开发提花机系统的大公司，扁平竖钩通过电磁阀控制，灵活并且富有弹性[7]。随着电子提花机技术越来越越先进，大多集中在国外，外国的电子提花机价格普遍较高，一台电子提花机的价钱可能是国内相似产品价格的4倍左右[8]。
随着纺织产业的快速发展，电子提花机等纺织机械技术发展趋势主要表现在以下几个方面,智能网络化：如今的纺织机械通过与相关高高新技术的紧密配合，已经能够使设备高度集成化与自主化，如今的操作也不是过去那种简单的人为机械操作，而是通过计算机较强的计算能力实现自主控制，随着电路电子技术的不断发展，对于新型的纺织生产产生了极大地推动作用。通用复合化：随着信息化的发展，纺织生产中愈来愈对设备的品种多样性和灵活性加倍注重，设备合用化和技术综合化已经成为一种新的寻求方针，已经成为技术研发的主流。设备通用化与纺织技术的集成化是相互促进的相互影响的。电子提花机可与国内外不同类型纺织机进行匹配使用，通过许多纤维交织复合技术，可以生产出各式各样的花纹的衣服面料、地毯、餐桌布、丝绸衣服等提花织物，产品的种类得到了不断地增多，设备的功能逐渐得到强大丰富。绿色化化:绿色化生产一直都是生产活动中存眷的核心问题。对于生产过程中产生的废料，国际上已经研发并使用了相应的解决措施，通过较强的技术手段将传统的废料处理工作流程逐步减短，提高了生产效率提高，产品质量也得到了提高。
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