STM32注塑机机械手伺服控制系统设计+PCB电路图(3)
PB10 USART3 RS485 74hc595 Y使能
PB11 74hc595 Z使能
PB12 FLASH W26X16 PD1 急停
PB13 PD2 电压
PB14 PD3 蜂鸣器
PB15 PD4 报警灯
PE2 到位信号 X原点 PD5 输入 气压
PE3 到位信号 X负限位 PC12 控制端 RS422使能
PE4 到位信号 X正限位 PB8 SER
PE5 到位信号 Y原点 PB9 OE'
PE6 到位信号 Y负限位 PG13 RCLK
PC13 到位信号 Y正限位 PG14 SRCLK
PC14 输出控制 刹车控制 PG15 CLEAR
2.3 电源模块
在正常情况下，伺服电机驱动需要24V电源，主控芯片需要3.3V电源，普通光耦需要5V电源[5]。因此，机械手控制板需要电源转换电路，将24V降压为5V，5V降压为3.3V。本次硬件电路中将设计24V、5V和3.3V三种电源。
在本设计中为了提高系统的抗干扰能力，稳定芯片的工作电压24V转5V模块采用VRB2405YMD 芯片，该芯片具有隔离作用，输入18-75V 的直流宽电压稳定输出5V，最大输出电流为1.2A，F01为自恢复保险丝，SA26A为瞬态电压抑制管，其翻转电压 26V如图3所示：
图3 24V转5V电路
在本设计中STM32芯片需要3.3V的电压，通过将5V转换为3.3V实现供电，转换采用线性稳压芯片AMS1117-3.3，输入4.7V到12V,输出3.3V如图4所示：
图4 5V转3.3V电路
在24V转5V中由于电源模块电压输入是有范围的，当输入电压低于最低电压18V时将不能正常工作，所以系统应在低于18V前，提前报警。为此设计了如下图5所示电路。其中D18为18V稳压二极管，光电耦合器EL817的导通电流最小为2mA，设计要求为当电源电压低于20V时，光耦不导通，则电阻R100的阻值计算公式为（1）：
图5 低电压检测电路
2.4 I/O口电路设计
本系统的I/O输入输出分一下部分介绍：光耦隔离电路、扩展输出输入电路、继电器控制输入输出电路、报警输出电路和伺服电机控制接口电路五部分。
2.4.1 光耦隔离电路
由于工作环境恶劣以及人为操作失误等导致输入电压过高或短路很容易毁坏系统主控制板，所以从保护控制板的安全性方面考虑，所有的I/O端口均采用光电耦合器进行隔离。光耦工作过程:当输入端口输入电压时二极管发出红外光，光敏二极管产生光电流从输出端输出，从而实现“电—光—电”的转关[6]，由于无触点通过光媒介，所以抗干扰能力强，这样即使出现过载短路等现象也不会损坏系统主要部分。本设计大部分隔离电路采用EL817光耦合器，当IN0为低电平时光耦导通，PE2点即被拉低，控制器检测到PE2为低电平时判断为有输入信号