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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林泰翔
研究生(外文):TAI-HSIANG LIN
論文名稱:基於SIKONET5通訊協定以MSP430實現位置計數模組之設計
論文名稱(外文):The Design of Position Indicator Module Using MSP430 with SIKONET5 Protocol
指導教授:蔡超人
指導教授(外文):Chau-Ren Tsai
口試委員:蔡超人
口試委員(外文):Chau-Ren Tsai
口試日期:2013-06-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:MSP430位置計數器SIKONET5通訊協定
外文關鍵詞:MSP430Position IndicatorSIKONET5 Protocol
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因應自動化科技的蓬勃發展,許多機械設備越來越要求定位精度,尤其是精密機械與電子半導體等產業中,其生產線的機械控制定位精度更是要求,因此常會安裝位置量測系統或位置計數器等,並配合伺服馬達的控制,藉以達到精度更高的定位控制。隨著量測系統設備模組化的同時也將體積越做越小,且往往採用七段顯示模組做為顯示數據之用,無法提供操作者其他的文字訊息。因此本論文以此方向為研究目標,藉由SIKO公司的絕對位置計數器AP04當作研究參考樣本,規劃並設計電路以建立計數模組之計數、通訊、顯示的功能。計數模組的運算處理核心採用德州儀器製造的微處理器MSP430F2619,並使用文字型液晶顯示模組以建立位置計數與訊息顯示之功能。通訊介面則採用RS232與RS485的連接端口,並配合SIKONET5的通訊協定以建立指令數據傳送與接收之功能。
Because of the automation technology flourishing, many mechanical devices are increasingly focused on the position accuracy, especially in precision machinery and semiconductor industries, the accuracy of position is more important in mechanical control of production line, so the position measuring system or position indicator are often mounted, and it usually accompanies servomotor control in production line in order to achieve higher precision in positioning control. With the modularize of measurement system equipment, it is getting smaller size and often used the seven-segment display module to show the data or position value, so it cannot provide other message for user. Therefore, it is the research objectives in this study, with product of SIKO, absolute position indicator AP04, as reference samples in this research, planning and design the circuit to establish functions of count, communication and display in position indicator module. The arithmetic processing in position indicator module is using MSP430F2619 microprocessor which is produced by Texas Instruments, and use alphanumeric liquid crystal display module to display messages or values so that establish functions of position indication and showing information for user. Communication interface is via RS232 and RS485 connection ports with SIKONET5 protocol to transmit command and receive reply data.
摘 要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖 索 引 VII
表 索 引 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法 2
1.3 論文架構 3
第二章 系統與模組設計架構 4
2.1 磁感測系統硬體架構 6
2.2 計數模組設計架構 6
2.3 計數模組設計與功能建立 8
第三章 磁感測元件與感測原理 10
3.1 磁感測器 10
3.2 磁性尺 13
3.3 磁性磁柵感應原理 15
第四章 計數模組架構 17
4.1 感測訊號處理電路 17
4.1.1 感測訊號重新取樣電路 18
4.1.2 上下計數訊號與控制電路 21
4.2 通訊端電路 24
4.2.1 RS232通訊端連接配置 25
4.2.2 RS232 / RS485轉換器 27
4.2.3 RS485通訊端連接配置 28
4.3 按鍵與LCD顯示模組控制電路 30
4.4 電源轉換電路 33
第五章 計數模組功能建立 35
5.1 計數模組軟體規劃 35
5.1.1 開發環境設置 36
5.1.2 記憶體使用配置與規劃 39
5.2 計數程序 42
5.3 通訊傳輸與SIKONET5通訊協定 46
5.4 按鍵控制程序 52
5.5 LCD模組指令傳輸控制 54
第六章 系統實現 60
6.1 使用者介面 60
6.2 設計成品及功能實現 64
第七章 結論 73
7.1 研究成果 73
7.2 未來發展 76
參 考 文 獻 77
[1]SIKO GmbH., AP04 User manual – Absolute Position Indicator with RS485/SIKONET5 interface, February 2012.
[2]張義和著,電路設計實習:電路圖設計篇,初版,新文京出版社,2009。
[3]張義和著,電路設計實習:電路板設計篇,初版,新文京出版社,2010。
[4]張笑航著,精密量具及機件檢驗:第二章 精度觀念,第六版,全華圖書,pp. 2-36,2011。
[5]數控工作室,進給驅動系統:位置檢測裝置技術文件,2005。
[6]SIKO GmbH., MagLine - Magnetic length and angle measurement, pp. 63-66, December 2010.
[7]SIKO GmbH., MSK5000 user information, pp. 7-12, August 2011.
[8]SIKO GmbH., MagLine - Magnetic length and angle measurement, pp. 54-55, December 2010.
[9]Hitachi Semiconductor Inc., TTL HD74/HD74S Series Datasheet.
[10]Texas Instruments Inc., Dual Digital Isolators – ISO7220/IS07221, January 2012.
[11]國家教育研究院,資訊與通信術語辭典,2006。
[12]Utek Technology Co., Ltd., UT-201 Interface Converter Instruction.
[13]SDEC Technology Corp., LMC-SSC4A20-01 Serial User Manual.
[14]Texas Instruments Inc., MSP430x2xx Family User's Guide, pp. 46-117, January 2012.
[15]林榮三,吳賢才,謝文哲著,省電型16位元單晶片MSP430入門實務,第二版,滄海書局,2005。
[16]Texas Instruments Inc., MSP430x2xx Family User's Guide, pp. 316-333, January 2012.
[17]簡志榮, “磁性編碼器充磁座之磁路模擬與分析,” 元智大學電機工程研究所碩士論文, pp. 12-29, 2001.
[18]陳昱廷, “旋轉編碼器設計與製作,” 明道大學光電暨能源工程學系碩士班論文, pp. 7-22, 2010.
[19]Y. J. Luo, E.T. Hwang and S.M. Huang, ”Multi-pole magnetization of high resolution magnetic encoder,” EEIC/ICWA Exposition, pp. 237-242, 1993.
[20]Y. Kitkuchi, F. Nakamura, H. Wakiwaka and H. Yamada, “Consideration for a high resolution of magnetic rotary encoder,” IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 32, No. 5, pp.4959-4961, 1996.
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