機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)【課程設(shè)計(jì)】

1、機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)械電子方向課程設(shè)計(jì) 題目：機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 目 錄第一章、前言1第二章、課程設(shè)計(jì)具體任務(wù)12.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義12.2 設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)22.3 設(shè)計(jì)的基本要求2第三章、總體方案設(shè)計(jì)23.1 設(shè)計(jì)基本依據(jù)23.2 總體方案確定3第四章、機(jī)械部分設(shè)計(jì)44.1 導(dǎo)軌的選擇44.2 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)程序及內(nèi)容44.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與核算64.4 聯(lián)軸器和電機(jī)選型12第五章、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)155.1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則155.2 步進(jìn)電機(jī)簡介155.3 單片機(jī)的選擇155.

2、4 放大電路高耐壓、大電流復(fù)合晶體管iculn2003 簡介165.5 人機(jī)接口設(shè)計(jì)18第六章、設(shè)計(jì)總結(jié)21參考文獻(xiàn)22 24第一章、前言現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備 ,又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)

3、械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù) ,而數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域。x-y數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車床的縱橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、電子元件表面貼裝設(shè)備等。模塊化的x-y數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來驅(qū)動(dòng)滾珠或螺旋絲杠，絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在x、y方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均已標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制

4、計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專用的微機(jī)控制系統(tǒng)。第二章、課程設(shè)計(jì)具體任務(wù)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義（1）課程設(shè)計(jì)題目機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)（2）主要內(nèi)容包括機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電氣測控系統(tǒng)（3）課程設(shè)計(jì)意義培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng)(產(chǎn)品)的初步設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合設(shè)計(jì)或試驗(yàn)研究課題進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大知識領(lǐng)域。培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書籍以及編寫技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等基本技能。培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般程序和方法，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)的訓(xùn)練。樹立正確的設(shè)計(jì)思想及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)、直

5、流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)；（2）機(jī)械傳動(dòng)方式：螺旋絲桿、滾珠絲桿、同步皮帶、鏈傳動(dòng)；（3）電氣控制方式：單片微機(jī)控制、plc 控制；（4）功能控制要求：速度控制、位置控制；（5）主要設(shè)計(jì)參數(shù)：單向工作行程1800、1500、1200 mm； 移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量100、50 kg； 負(fù)載移動(dòng)阻力50、100 n；（估算值） 移動(dòng)速度控制3、6 m/min； 速度控制精度0.5%或?qū)崿F(xiàn)行程（位置）控制，控制精度0.01mm、 0.1mm。2.3 設(shè)計(jì)的基本要求（1）方案設(shè)計(jì)：根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，并對各種方案進(jìn)行分析和

6、評價(jià)，進(jìn)行方案選優(yōu)。（2）總體設(shè)計(jì)：針對具體的原理方案，通過對動(dòng)力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后給出機(jī)械系統(tǒng)的控制原理圖或主要部件圖（a1一張）。（3）電氣原理圖：根據(jù)控制功能要求，完成電氣控制設(shè)計(jì)，給處電氣控制電路原理圖（a2一張）。（4）成果展示：課程設(shè)計(jì)的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)說明書和所繪制的設(shè)計(jì)圖紙上，完成課程設(shè)計(jì)說明書一份，字?jǐn)?shù)為3000 字以上，設(shè)計(jì)圖紙不少于兩張。（5）繪圖及說明書：用計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖，打印說明書。第三章、總體方案設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)基本依據(jù)（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號進(jìn)行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或位移的控制電機(jī)。它的直線位移量

7、或角位移量與電脈沖數(shù)成正比，所以電機(jī)的線速度或轉(zhuǎn)速也與脈沖頻率成正比，通過改變脈沖頻率的高低就可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向取決于控制繞組的通電順序。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)適合于作為數(shù)字控制系統(tǒng)的伺服元件?；旌鲜讲竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角小，啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高，消耗功率小。（2）滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的常用裝置。它以滾珠的滾動(dòng)代替絲桿螺母副中的滑動(dòng)，摩擦力小，具有良好的性能。滾珠絲桿的主要工作原理是在絲桿和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成螺旋管道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動(dòng)，并經(jīng)回珠管道作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)?；刂楣?/p>

8、道兩端還起擋滾珠的作用，以防止?jié)L珠沿滾道掉出。特點(diǎn)：摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（一般在90%以上）；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，啟動(dòng)時(shí)不顫動(dòng)，低速時(shí)不爬行； 螺母和螺桿經(jīng)調(diào)整預(yù)緊，可以得到很高的定位精度（5 m / 300mm）重復(fù)定位精度，并可以提高軸向剛度；工作壽命長，不易發(fā)生故障。適用于金屬切削機(jī)床、測試機(jī)械、儀器的傳動(dòng)螺旋和調(diào)整螺旋等。（3）單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機(jī)存儲(chǔ)器ram、只讀存儲(chǔ)器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)

9、小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。而可編程邏輯控制器（programmable logic controller，plc），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。3.2 總體方案確定 參數(shù)初設(shè)如下：（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)（2）機(jī)械傳動(dòng)方式：滾珠絲杠（3）電氣控制方式：單片機(jī)控制（4）功能控制要求：速度控制（5）主要設(shè)計(jì)參數(shù)：單向工作行程：1800mm；

10、 移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量：100kg； 負(fù)載移動(dòng)阻力：100n； 移動(dòng)速度控制：06mm/min； 實(shí)現(xiàn)行程（位置）控制，控制精度0.01mm； 選用矩形導(dǎo)軌，工作臺(tái)滑動(dòng)摩擦系數(shù) =0.15；絲杠兩端為固定支撐（e-f），每個(gè)支座安裝圓錐滾子軸承， 安裝時(shí)進(jìn)行預(yù)拉伸。第四章、機(jī)械部分設(shè)計(jì)4.1 導(dǎo)軌的選擇導(dǎo)軌性能的好壞，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。所以，導(dǎo)軌要滿足以下基本要求：結(jié)構(gòu)簡單,有良好的導(dǎo)向精度、精度保持性、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和工藝性好。導(dǎo)軌作為進(jìn)給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，不同類型的機(jī)床，對導(dǎo)軌的要求也不同。數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌比普通機(jī)床的導(dǎo)軌要求要高:高速進(jìn)給時(shí)不發(fā)生振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)

11、象，靈敏度高，耐磨性好，可在長期重載下連續(xù)工作，精度保持性好等。4.2 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)程序及內(nèi)容（1） 根據(jù)工作條件，選擇導(dǎo)軌類型為svr28。 （2）選擇導(dǎo)軌的截面形狀，以保證導(dǎo)向精度（如表1中圖示）。 （3）選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸，使其在給定的載荷及工作溫度范圍內(nèi)，有足夠的剛度，良好的耐磨性，以及運(yùn)動(dòng)輕便和平穩(wěn)。 （4）選擇導(dǎo)軌的補(bǔ)償及調(diào)整裝置，經(jīng)長期使用后，通過調(diào)整能保持需要的導(dǎo)向精度。 （5）選擇合理的潤滑方法和防護(hù)裝置，使導(dǎo)軌有良好的工作條件，以減少摩擦和磨損。 （6）制訂保證導(dǎo)軌所必須的技術(shù)條件，如選擇適當(dāng)?shù)牟牧希约盁崽幚?、精加工和測量方法等。表1. svr28型直線滑動(dòng)矩形導(dǎo)軌類型

12、直線滑動(dòng)矩形導(dǎo)軌截面形狀結(jié)構(gòu)尺寸單位hb0.0050.005ktmm283220114222.57.5間隙調(diào)整裝置鑲條導(dǎo)軌材料與熱處理灰鑄鐵時(shí)效處理4.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與核算表2.滾珠絲杠及軸承設(shè)計(jì)與核算序號計(jì)算項(xiàng)目單位計(jì)算依據(jù)計(jì)算結(jié)果1絲桿載荷： 導(dǎo)軌摩擦力強(qiáng)力切削時(shí)載荷一般銑削時(shí)載荷精銑時(shí)載荷快移載荷nnnn680 1802電機(jī)轉(zhuǎn)速（最大）絲杠最大轉(zhuǎn)速（快移）強(qiáng)力銑削一般銑削精密銑削r/minr/minr/minr/minr/min假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速最大為15001500100060801003絲杠導(dǎo)程mm移動(dòng)的最大速度=6m/min = mm/min 64當(dāng)量轉(zhuǎn)

13、速 當(dāng)量負(fù)載r/min n133 10385 初選滾珠絲桿（1）計(jì)算動(dòng)載荷（2）要求壽命（3）綜合系數(shù)（4）滾珠絲杠副的型號nh 使用推薦壽命15000h；查表得：， ，由表2.8-27選用ffzd型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號ffzd3206，額定動(dòng)負(fù)載 預(yù)緊力115923.110.63 0.442符合要求6絲杠螺紋部分長度mm=工作臺(tái)最大行程（1800）+螺母長度（102）+兩端余程（40）19827支承距離mm支承跨距應(yīng)大于21008（1）臨界轉(zhuǎn)速核算 （2）絲杠底徑 （3）支承方式系 數(shù)（4）臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 長度r/minmm查表得：由表2.8-66查的要求3651 0.

14、0272 4.731.95符合要求9壓桿穩(wěn)定校核兩端固定支承，絲杠不受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性10預(yù)拉伸計(jì)算（1）溫升引起的伸長量（2)絲杠全長伸長量（3）預(yù)拉力n取溫升為3 65.41 69.3 426411軸承選擇軸端結(jié)構(gòu)軸承型號選擇固定支承e、f型軸端軸端結(jié)構(gòu)軸承型號為7602020tvpe、f型軸端結(jié)構(gòu)型號為7602020tvp 12主要參數(shù)和尺寸（1）預(yù)緊力的確定（2）疲勞強(qiáng)度計(jì)算額定動(dòng)載荷cnn由表查得：因?yàn)?/3=1779n由軸承負(fù)載計(jì)算公式校核進(jìn)給方向是可變的，負(fù)載可能是也可能是，取其平均值4246n，因?yàn)槌踹x7602020tvp型軸承的額定動(dòng)負(fù)載小于20960n,所以改用76

15、03020tvp型軸承，參數(shù)如下： 5336符合要求20960滿足壽命要求13定位精度校核（1）絲杠在拉壓載荷下最大彈性位移（2）絲杠與螺母間的接觸變形（3）軸承的接觸變形（4）絲杠系統(tǒng)的總位移（5）定位精度快移時(shí)強(qiáng)力銑削時(shí)精密銑削時(shí)查表2.8-27得滾珠絲杠的接觸剛度：所以得快移時(shí) 強(qiáng)力銑削時(shí) 精密銑削時(shí) 快移時(shí) 強(qiáng)力銑削時(shí)精密銑削時(shí)快移時(shí) 強(qiáng)力銑削時(shí)精密銑削時(shí) 發(fā)生在螺母處于絲杠種部處，和與螺母位置無關(guān)，所以以上求得的位移均為mm,查表2.8-18和2.8-21，取絲杠的精度為1級，任意300mm的行程公差為6?？梢詽M足速度控制精度0.5%的要求0.779.372.92 0.161.900

16、.590.647.732.41 1.57 19.00 5.92滿足定位精度要求 設(shè)計(jì)絲杠的結(jié)果如下： 選用絲杠副型號ffzd3206，兩端支承為e、f型，軸承型號為角接觸球軸承7603020tvp。4.4 聯(lián)軸器和電機(jī)選型表3.聯(lián)軸器及電機(jī)計(jì)算序號計(jì)算項(xiàng)目單位計(jì)算依據(jù)計(jì)算結(jié)果1工件最大速度m/min62滑動(dòng)部分質(zhì)量kg1003絲杠導(dǎo)程m0.0064絲杠長度m1.9825絲杠直徑m0.02726聯(lián)軸器質(zhì)量kg 1.167聯(lián)軸器外徑m0.0808摩擦因數(shù)0.39加速時(shí)間s0.2510機(jī)械效率0.911電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min1000 12（1） 滑動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（2）滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（3）聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣

17、量（4）折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（設(shè)滾珠絲杠的材料為鐵，其密度為）初選聯(lián)軸器直徑選19mm，選用凸緣聯(lián)軸器gy1，質(zhì)量為1.16kg，外徑為0.080mm。13折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩因 ，故2.43414電動(dòng)機(jī)軸上的加速轉(zhuǎn)矩其中，為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，15折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩16電動(dòng)機(jī)選型取安全系數(shù)k=2。5，則必需轉(zhuǎn)矩初步選定電動(dòng)機(jī)型號為110byg350ch-0501，其轉(zhuǎn)子慣量，則有 110byg350ch-0501的最大靜轉(zhuǎn)矩（保持扭矩）為129.45，滿足要求，步距角3.789.4517電動(dòng)機(jī)的驗(yàn)算 工件最快速度對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為，則對應(yīng)的運(yùn)行頻率為從上圖的距頻特性曲線上可以看出，

18、此速度（或頻率）時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于，即43.78,故此電動(dòng)機(jī)滿足要求。10000電動(dòng)機(jī)滿足要求18 精度校核三相異步電機(jī)，取脈沖當(dāng)量，要求，而，故滿足要求。符合要求 選用電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器結(jié)果如下： 電動(dòng)機(jī)型號為110byg350ch-0501，三相六拍，聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器，型號為gy1。第五章、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：（1）最大限度滿足機(jī)床和工藝對電氣控制的要求；（2） 在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，不宜盲目追求自動(dòng)化和高性能指標(biāo)；（3）妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系。很多生產(chǎn)機(jī)械是采用機(jī)電結(jié)合

19、控制方式來實(shí)現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用維護(hù)等方面協(xié)調(diào)處理好二者的關(guān)系；（4）把電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用安全、可靠。（5）合理的選用電器元件。5.2 步進(jìn)電機(jī)簡介步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號,電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。三相電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度

20、電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。 5.3 單片機(jī)的選擇單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機(jī)存儲(chǔ)器ram、只讀存儲(chǔ)器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 89c51是一種帶4k

21、字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的89c51是一種高效微控制器，89c2051是它的一種精簡版本。89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。5.4 放大電路高耐壓、大電流復(fù)合晶體管iculn2003 簡介 （1

22、）uln2003a是一個(gè)7路反向器電路，即當(dāng)輸入端為高電平時(shí)uln2003a輸出端為低電平，當(dāng)輸入端為低電平時(shí)uln2003a輸出端為高電平。在自動(dòng)化密集的的場合會(huì)有很多被控元件如繼電器，微型電機(jī)，風(fēng)機(jī)，電磁閥，空調(diào)，水處理等元件及設(shè)備，這些設(shè)備通常由cpu所集中控制，由于控制系統(tǒng)不能直接驅(qū)動(dòng)被控元件，這需要由功率電路來擴(kuò)展輸出電流以滿足被控元件的電流，電壓。uln2xxxx高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬于這類可控大功率器件，由于這類器件功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍語廣。因此，許多公司都生產(chǎn)高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品，從而形成了各種系列產(chǎn)品。其原理圖如下： （2）uln2003 工作電壓高于工

23、作電流大于灌電流可達(dá)500ma，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50v 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。uln2003 管腳圖如下所示: 引腳1：cpu 脈沖輸入端，端口對應(yīng)一個(gè)信號輸出端。引腳2：cpu 脈沖輸入端。引腳3：cpu 脈沖輸入端。引腳4：cpu 脈沖輸入端。引腳5：cpu 脈沖輸入端。引腳6：cpu 脈沖輸入端。引腳7：cpu 脈沖輸入端。引腳8：接地。引腳9：該腳是內(nèi)部7 個(gè)續(xù)流二極管負(fù)極的公共端，各二極管的正極分別接各達(dá)林頓管的集電極。用于感性負(fù)載時(shí)，該腳接負(fù)載電源正極，實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。如果該腳接地，實(shí)際上就是達(dá)林頓管的集電極對地接通。引腳10：脈沖信號輸出端?對應(yīng)7 腳信號輸入

24、端。引腳11：脈沖信號輸出端?對應(yīng)6 腳信號輸入端。引腳12：脈沖信號輸出端?對應(yīng)5 腳信號輸入端。引腳13：脈沖信號輸出端?對應(yīng)4 腳信號輸入端。引腳14：脈沖信號輸出端?對應(yīng)3 腳信號輸入端。- （3）單片機(jī)硬件接線圖：5.5 人機(jī)接口設(shè)計(jì)本次電氣設(shè)計(jì)中，根據(jù)對平臺(tái)速度控制的設(shè)計(jì)，分為3個(gè)銑削檔，銑削類型依次為快進(jìn)、精密銑削、強(qiáng)力銑削，分別由三個(gè)按鍵構(gòu)成，同時(shí)由一個(gè)七段譯碼管組成，一個(gè)輸入端與一個(gè)輸出端，構(gòu)成一個(gè)簡單的人機(jī)接口。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種，由兩個(gè)按鍵構(gòu)成。平臺(tái)兩端由兩個(gè)觸碰開關(guān)的閉合與否判斷工作臺(tái)是否運(yùn)行到端頭。5.6 單片機(jī)程序#includesbit p1_0=p1

25、0;sbit p1_1=p11;sbit p1_2=p12;sbit p1_3=p13;sbit p1_4=p14;sbit p1_5=p15;sbit p1_6=p16;sbit p1_7=p17;sbit p0_0=p00;sbit p0_1=p01;sbit p0_2=p02;sbit p0_3=p03;sbit p0_4=p04;sbit p3_4=p34;sbit p3_5=p35;sbit p3_6=p36;sbit p3_7=p37;unsigned char idata step=0; /step為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)unsigned char idata high=0;unsigne

26、d char idata low=0;unsigned char idata mode=0; /mode為銑削模式unsigned char idata direct=0; /direct為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向void main(void) /主程序ea=1; /允許外部中斷ex1=1;px1=1;p1_6=0;p1_7=0;while(1) /引人外部中斷程序;void output()step+;if(step=252)step=0; /電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)為252時(shí)與電機(jī)初始狀態(tài) 一致if(direct=1&p1_5=1) /電機(jī)正轉(zhuǎn)且工作臺(tái)未到平臺(tái)右端端頭switch(step%6) /電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)

27、case 0:p3=0x3f;break;case 1:p3=0x7f;break;case 2:p3=0x5f;break;case 3:p3=0xdf;break;case 4:p3=0x9f;break;case 5:p3=0xbf;break;if(direct=0&p1_4=1) /電機(jī)反轉(zhuǎn)且工作臺(tái)未到平臺(tái)左端端頭switch(step%6)case 0:p3=0xbf;break;case 1:p3=0x9f;break;case 2:p3=0xdf;break;case 3:p3=0x5f;break;case 4:p3=0x7f;break;case 5:p3=0x3f;bre

28、ak;void time_0() interrupt 1/計(jì)數(shù)器中斷程序output();th0=high; tl0=low;void int_1() interrupt 2/外部中斷程序 if(p0_0=0) mode=1; /1代表快進(jìn)工作模式p1=p1&0xf0|mode;/譯碼管輸出字符及平臺(tái)左右兩端開關(guān) 狀態(tài)high=0xff;low=0x9c; if(p0_1=0) mode=2; /2代表精密銑削工作模式 p1=p1&0xf0|mode;high=0xfc;low=0x18; if(p0_2=0) mode=3; /3代表強(qiáng)力銑削工作模式p1=p1&0xf0|mode; high=0xf9;low=0x7d; if(p0_3=0) direct=1;p1_7=1;p1_6=0; /1代表電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) if(p0_4=0) direct=0;p1_6=1;p1_7=0; /0代表電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) tmod=1; /計(jì)數(shù)器選用模式1 th0=high; tl0=low; et0=1; /計(jì)數(shù)器允許內(nèi)部中斷 tr0=1; /計(jì)數(shù)器允許啟動(dòng)第六章、設(shè)計(jì)總結(jié)本課程設(shè)計(jì)針對目前現(xiàn)場數(shù)控車床上單向數(shù)控中存在的問題，以機(jī)械車