【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及伺服电机的控制，尤其涉及一种基于mcu与fpga的试管防碰撞装置及控制方法。
技术介绍
1、随着科技的发展，自动控制的应用也越来越广泛。在体外诊断领域(ivd)，样本分类存储也越来越普及。在分类过程中，由于试管间距比较小，试管与试管之间可能会发生碰撞，导致试管破裂样本泄露，增加了医疗检验人员生物污染风险。
2、步进电机以其控制方式简单，价格便宜占据了运动控制的绝对领导地位。但是随着控制精度要求越来越高，控制速度也要求越来越快，在一些领域步进电机已经不能满足要求。由此，在高精度的应用上，伺服电机成为了一种选择。plc、mcu和fpga都可以做为伺服电机控制处理器，但是它们都有优缺点：
3、在伺服电机的控制领域，plc占据着绝对的主导地位。但是plc电机控制系统通常价格较高，电机控制需要进行编程和调试，操作较为复杂，不能实现稍微复杂的运算。
4、mcu价格便宜，接口丰富，但是无法实现多电机的同步运动，且受限于单片机的处理能力，无法输出高速pwm(伺服电机可输入高达4mhz的频率)。
5、fpga的并行执行能力以及低成本的特点能很好的实现在低成本方案中多电机的同步运动，且方便实时的检测伺服电机的运动状态，及时处理在运行过程中出现的问题，但是接口需要自己编写，使用麻烦，且占用大量的的逻辑资源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于mcu与fpga的试管防碰撞装置及控制方法，旨在解决现有伺服电机控制处理器，控制成本较
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于mcu与fpga的试管防碰撞装置，包括第一处理器、第二处理器、子模块、上位机、伺服驱动器、伺服电机和电爪，所述第一处理器和所述第二处理器连接，所述子模块和所述上位机分别与所述第一处理器连接，所述伺服驱动器与所述第二处理器连接，所述伺服电机与所述伺服驱动器连接，所述电爪与所述伺服电机连接；
3、所述第一处理器，用于数据处理、信息传递和信号采集，并将所述伺服电机控制参数发送至所述第二处理器；
4、所述第二处理器，基于所述控制参数控制伺服驱动器驱动所述伺服电机，并采集反馈所述伺服电机状态，将采集到的状态上传到所述第一处理器；
5、所述子模块，用于将需要进行分类的试管信息发送到所述第一处理器；
6、所述上位机，用于将样本的查询测试结果发送至所述第一处理器；
7、所述伺服驱动器，用于驱动所述伺服电机；
8、所述伺服电机，用于驱动所述电爪夹持或放置试管。
9、其中，所述控制参数包括加减速参数和脉冲发送数量。
10、其中，所述第一处理器和所述第二处理器的一个通信周期为：所述第一处理器发送命令到所述第二处理器；所述第一处理器通过查询命令查询所述第二处理器的工作状态；所述第一处理器查询到所述第二处理器的工作为停止状态。
11、其中，所述电爪包括反馈弹簧、电爪本体和检测器，所述反馈弹簧与所述电爪本体固定连接，且位于所述电爪本体一侧，所述检测器设置于所述电爪本体一侧。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种基于mcu与fpga的试管防碰撞控制方法，包括以下步骤：
13、第一处理器上电从flash中读取到存储数据，并保存到数据缓冲区；
14、子模块通过试管架id与上位机进行匹对，获取上位机分拣命令；
15、第一处理器将所述分拣命令发送至第二处理器，控制伺服驱动器驱动伺服电机运行；
16、通过电爪夹持试管移动至放置位置下放试管，并判断试管是否放置到位。
17、本专利技术的一种基于mcu与fpga的试管防碰撞装置，所述第一处理器上电从flash中读取到存储数据，并保存到数据缓冲区；所述子模块通过试管架id与上位机进行匹对，获取上位机分拣命令；所述第一处理器将所述分拣命令发送至所述第二处理器，控制所述伺服驱动器驱动所述伺服电机运行；通过所述电爪夹持试管移动至放置位置下放试管，并判断试管是否放置到位，该装置利用所述第二处理器(fpga)强大的并行运行能力，实现多轴的联动，且能快速的检测到伺服驱动器反馈的故障，实现对所述伺服电机的精准控制，所述第一处理器(mcu)丰富的外设资源实现外设的控制和与外部通信，节约所述第二处理器的逻辑资源，减小开发的难度。相比于plc，降低了开发的难度，缩短开发周期，节约了控制成本，解决现有伺服电机控制处理器，控制成本较高的问题。
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【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马彦祖，林昌，陈业钦，
申请(专利权)人：桂林优利特医疗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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