基于USB的晶片分選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)原理及構(gòu)成

　　本系統(tǒng)的主要工作原理是，通過螺旋送料器和直線送料器的間歇式高頻定向振動(dòng)，將同一批次且堆放在一起的石英晶片分離開來，并且排列成一個(gè)有序隊(duì)列，向轉(zhuǎn)運(yùn)工位輸送。采用光纖傳感器、高精度分度盤以及必要的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，將隊(duì)列中的每一片石英晶片轉(zhuǎn)運(yùn)至測(cè)試工位處。待測(cè)晶片到達(dá)測(cè)試工位后，系統(tǒng)啟動(dòng)掃頻測(cè)試模塊對(duì)被測(cè)晶片實(shí)施掃描測(cè)試，并實(shí)時(shí)采集測(cè)試結(jié)果。掃描測(cè)試結(jié)束后，將采集到的測(cè)試結(jié)果通過USB接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并計(jì)算該被測(cè)晶片的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)。根據(jù)該計(jì)算結(jié)果，并依據(jù)預(yù)先設(shè)定的判別策略，給出該被測(cè)晶片所屬的儲(chǔ)料盒位置。然后通過USB接口將儲(chǔ)料盒位置數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制模塊，由運(yùn)動(dòng)控制模塊發(fā)出控制指令，使已測(cè)晶片進(jìn)入翻轉(zhuǎn)落料機(jī)構(gòu)。隨后，該晶片通過翻轉(zhuǎn)落料機(jī)構(gòu)運(yùn)送并放入相應(yīng)的儲(chǔ)料杯中，從而完成對(duì)石英晶片的分類。

　　本系統(tǒng)由兩個(gè)主要模塊構(gòu)成，分別為運(yùn)動(dòng)控制模塊和掃頻測(cè)試模塊，如圖1所示?！　?/p>

 

　　其中，運(yùn)動(dòng)控制模塊接受上位機(jī)發(fā)出的控制指令，根據(jù)指令要求對(duì)相應(yīng)的外圍動(dòng)作機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)外圍動(dòng)作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作。同時(shí)，讀取外部傳感器信號(hào)，以便對(duì)外圍動(dòng)作機(jī)構(gòu)和被測(cè)晶片進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。掃頻測(cè)試模塊主要用來向被測(cè)石英晶片發(fā)送測(cè)試信號(hào)，并檢測(cè)晶片的響應(yīng)信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制模塊和掃頻測(cè)試模塊都通過USB接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。

　　運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)

　　運(yùn)動(dòng)控制模塊采用TI公司的LM3S3749作為主控芯片，利用芯片上的通用I/O口讀入光電傳感器信號(hào)，并通過一級(jí)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)控制螺旋送料器和直線送料器的起停、落料翻斗的翻轉(zhuǎn)以及發(fā)送步進(jìn)電機(jī)脈沖信號(hào)。由于測(cè)試電極和分度盤都采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，為防止在高速啟動(dòng)和停止時(shí)發(fā)生抖動(dòng)甚至失步，在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證測(cè)試電極和分度盤能夠精確平穩(wěn)地完成預(yù)定動(dòng)作。在LM3S3749上集成有8個(gè)脈寬調(diào)制模塊，本設(shè)計(jì)采用PWM0和PWM1通過PG0和PG1端口輸出脈寬調(diào)制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)測(cè)試電極模塊電機(jī)和分度盤電機(jī)。