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文檔簡介
1、<p><b> 機(jī)電一體化</b></p><p><b> 課程設(shè)計</b></p><p><b> 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺</b></p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 設(shè)計任務(wù)</b>
2、</p><p><b> 總體方案</b></p><p> 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計</p><p><b> 機(jī)械部分</b></p><p><b> 電氣部分</b></p><p> 二、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺功能的實現(xiàn)</p>
3、<p><b> 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p> 傳動比的計算及步進(jìn)電機(jī)的選用</p><p><b> 蝸桿傳動設(shè)計校核</b></p><p><b> 控制、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p> 控制系統(tǒng)應(yīng)滿足的條件</p>
4、<p><b> 控制系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p><b> 單片機(jī)選用</b></p><p><b> 鍵盤電路及程序</b></p><p><b> 顯示電路及顯示程序</b></p><p><b> 運行程
5、序</b></p><p><b> 延時子程序</b></p><p><b> 環(huán)形分配器電路</b></p><p><b> 功率放大電路</b></p><p><b> 控制系統(tǒng)仿真</b></p><p
6、><b> 單片機(jī)程序</b></p><p><b> 一、設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 題目:數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(Φ160)</p><p> 時間:1010年11月22日至1010年12月31日共六周</p><p> 要求:設(shè)計一回轉(zhuǎn)工作臺并開發(fā)其控制、驅(qū)動系統(tǒng),工作臺直徑
7、160mm,分辨率均為δ=5′/step,承受最大軸向載荷Tmax=400N。</p><p><b> 具體任務(wù):</b></p><p> 確定總體方案,繪制系統(tǒng)組成框圖1張(A2);</p><p> 進(jìn)行必要的匹配計算,選擇適當(dāng)?shù)脑骷?lt;/p><p> 機(jī)械部分裝配圖一張(A0);</p>
8、<p> 數(shù)控系統(tǒng)控制電路設(shè)計,繪制電氣原理圖一張(A1或A0);</p><p> 編寫設(shè)計說明書1份(不少于8000字)。</p><p><b> 二、總體方案</b></p><p> 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺總體設(shè)計</p><p> 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺大致包括以下幾部分:</p>&l
9、t;p> 完成回轉(zhuǎn)功能的執(zhí)行部件(即產(chǎn)品的機(jī)械裝置);</p><p> 操縱者操縱工作臺的操作面板;</p><p> 處理操作指令的控制系統(tǒng);</p><p> 對控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號進(jìn)行處理以及放大以驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動電路;</p><p><b> 系統(tǒng)總體示意圖:</b></p>&
10、lt;p> 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺功能的實現(xiàn)</p><p><b> 機(jī)械部分</b></p><p> 采用蝸輪蝸桿減速,蝸輪蝸桿傳動平穩(wěn),傳動比大,因工作臺轉(zhuǎn)速較低,所以發(fā)熱較輕,蝸桿與電機(jī)相連,蝸輪與回轉(zhuǎn)臺相連。</p><p> 采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,選擇適當(dāng)?shù)牟骄嘟桥c傳動比便可達(dá)到分辨率要求。</p><p&g
11、t;<b> 電氣部分</b></p><p> 采用專用環(huán)形分配器經(jīng)功率放大電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。</p><p> 采用單片機(jī)控制環(huán)形分配器,并控制顯示系統(tǒng)顯示控制命令。</p><p> 采用鍵盤輸入控制命令,單片機(jī)進(jìn)行顯示并處理。</p><p><b> 三、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計</b>&l
12、t;/p><p> 一、傳動比的計算及步進(jìn)電機(jī)的選用</p><p><b> 傳動比計算:</b></p><p> 初選電機(jī)步距角為,由傳動示意圖、所選電機(jī)步距角及任務(wù)書要求分辨率可得傳動比,因任務(wù)書要求分辨率,所以分辨率不可低于以上所得的傳動比,但可以高于它。</p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)的選用
13、:</b></p><p> 滑動導(dǎo)軌副動摩擦系數(shù)設(shè)為f=0.005,導(dǎo)軌半徑為80mm,最大軸向載荷為,則工作臺承受最大轉(zhuǎn)矩,故作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩,蝸輪蝸桿減速器有轉(zhuǎn)矩放大作用,蝸桿所承受轉(zhuǎn)矩,所以步進(jìn)電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩不可低于它,由以上數(shù)據(jù)選得步進(jìn)電機(jī)如下表所示。</p><p> 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速計算公式,其中為步距角(º),為通電頻率(步/s);因工作臺工作時帶負(fù)載,
14、所以電機(jī)運行頻率應(yīng)低于空載啟動頻率,取運行頻率f=625(步/s),進(jìn)行轉(zhuǎn)速計算得。</p><p> 二、蝸桿傳動設(shè)計校核</p><p> 1.選擇蝸桿傳動類型</p><p> 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)。</p><p><b> 2.選擇材料</b></p>
15、;<p> 考慮到蝸桿傳遞的功率不大,速度不高,故蝸桿用45鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45-55HRC。渦輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p> 3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計</p><p> 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲
16、勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計,再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p><b> 傳動中心距</b></p><p> 1)確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩</p><p> 滑動導(dǎo)軌副動摩擦系數(shù)f=0.005,導(dǎo)軌半徑為80mm,最大軸向載荷為,則工作臺承受最大轉(zhuǎn)矩,故作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩</p><p><b> 2)確定載
17、荷系數(shù)K</b></p><p> 因工作載荷較穩(wěn)定,故取載荷分布不均勻系數(shù);由表11-5選取使用系數(shù);由于轉(zhuǎn)速不高,可取動載系數(shù);則</p><p> 3)確定彈性影響系數(shù)</p><p> 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故。</p><p><b> 4)確定接觸系數(shù)</b></p&
18、gt;<p> 先假設(shè)蝸輪分度圓直徑和傳動中心距a的比值,從圖11-8中可查得。</p><p> 5)確定許用接觸應(yīng)力</p><p> 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從表11-7中差得蝸桿的基本許用應(yīng)力。</p><p><b> 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b>&l
19、t;/p><p><b> 壽命系數(shù)</b></p><p><b> 則</b></p><p><b> 6)計算中心距</b></p><p> 取中心距a=50mm,因i=18,故從表11-2中取模數(shù)m=1.6mm,蝸桿分度圓直徑=20mm。這時,從圖11-8中可查
20、得接觸系數(shù),因為,因此以上結(jié)果可用。</p><p> 4.蝸桿與渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸</p><p><b> 1)蝸桿</b></p><p> 蝸桿頭數(shù);軸向齒距;直徑系數(shù)q=12.5;齒頂圓直徑23.2mm;齒根圓直徑;分度圓導(dǎo)程角γ=;蝸桿軸向齒厚。</p><p><b> 2)渦輪&l
21、t;/b></p><p> 渦輪齒數(shù);變位系數(shù);</p><p> 驗算傳動比,傳動比大于最低傳動比18,因而是可以的;</p><p><b> 渦輪分度圓直徑;</b></p><p><b> 渦輪喉圓直徑;</b></p><p><b>
22、 渦輪齒根圓直徑;</b></p><p><b> 渦輪咽喉母圓半徑;</b></p><p> 5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p><b> 當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p> 根據(jù),,從圖11-19中可查得齒形系數(shù)。</p><p><b
23、> 螺旋角系數(shù)</b></p><p><b> 許用彎曲應(yīng)力;</b></p><p> 從表11-8中可查得ZCuSn10P1制造的渦輪的基本許用彎曲應(yīng)力</p><p><b> 壽命系數(shù)</b></p><p><b> 彎曲強(qiáng)度是滿足的。</b&
24、gt;</p><p> 6.精度等級公差和表面粗糙度的確定</p><p> 考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動,屬于通用機(jī)械減速器,從GB/T10089-1988圓柱蝸桿、渦輪精度中選擇8級精度,側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8fGB/T10089-1988。然后由有關(guān)手冊差得要求的公差項目及表面粗糙度,此處從略。</p><p><b> 7.蝸輪蝸桿零件
25、圖</b></p><p> 四、控制、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計</p><p> 一、控制系統(tǒng)應(yīng)滿足的條件</p><p> 1、回轉(zhuǎn)工作臺可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)與定角度旋轉(zhuǎn),分正逆方向;</p><p> 2、由鍵盤輸入命令,顯示器顯示,以直觀的判別是否輸對;</p><p> 3、有復(fù)位按鍵,可以重新輸入,重新旋
26、轉(zhuǎn)。</p><p> 二、控制系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p> 由鍵盤按順序輸入五位數(shù)字:</p><p> 第一位:運行方向,“1”為正向運行,“0”為逆向運行,存于18H;</p><p> 第二位:運行模式,“0”為連續(xù)運行模式,“1”為定角度運行模式,存于19H; </p><
27、p> 第三位:運行角度百位數(shù),在連續(xù)運行模式時此位無效,在定角度運行模式時此位乘以100即為旋轉(zhuǎn)度數(shù),存于1AH;</p><p> 第四位: 運行角度十位數(shù),在連續(xù)運行模式時此位無效,在定角度運行模式時此位乘以10即為旋轉(zhuǎn)度數(shù),存于1BH;</p><p> 第五位: 運行角度個位數(shù),在連續(xù)運行模式時此位無效,在定角度運行模式時此位乘以1即為旋轉(zhuǎn)度數(shù),存于1CH;</p
28、><p> 五位數(shù)字輸完后,再輸入數(shù)字沒有意義,按下“運行鍵”,將17H位置01H,顯示程序檢測到17H為01H時,跳轉(zhuǎn)運行程序。</p><p> LED數(shù)碼管依次顯示輸入的數(shù)據(jù),邊輸入邊顯示,數(shù)值輸完以后,按下“運行鍵”,顯示程序檢測到17H為01H后,停止顯示,跳轉(zhuǎn)運行程序,運行程序處理數(shù)據(jù)后,單片機(jī)發(fā)出方向信號與CP脈沖信號,控制環(huán)形分配器,環(huán)形分配器輸出三相六拍信號,再經(jīng)功率放大
29、電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。任何時候按下“復(fù)位”鍵,程序從頭執(zhí)行,可以重新輸入。</p><p><b> 單片機(jī)選用</b></p><p> 因程序不是很復(fù)雜,I/O連接數(shù)碼管與環(huán)形分配器以及連接鍵盤電路,不需要太多I/O口,故選用80C51單片機(jī),12MHz振蕩器,以下為80C51單片機(jī)簡介:</p><p> MCS-51 NMOS sin
30、gle-chip 8-bit microcontroller with PCA,</p><p> 32 I/O lines, 3 Timers/Counters, 7 Interrupts/4 priority levels,</p><p> ROM-less, 256 Bytes on-chip RAM,</p><p> Programmable S
31、erial Channel with Framing Detection and</p><p> Automatic Address Recognition</p><p><b> 鍵盤電路及程序</b></p><p> 由回轉(zhuǎn)工作臺的要求,鍵盤應(yīng)有11個鍵,其中包括“0”~“9”、“運行鍵”以及復(fù)位鍵,采用四行三列中斷式鍵盤。&l
32、t;/p><p><b> 鍵盤電路如下圖:</b></p><p> 如圖所示,P1.0到P1.3與鍵盤行線連接,P2.0到P2.3與鍵盤列線連接,鍵盤行線通過與門與INT0連接,初始化時P1口寫一,P2口寫零,按鍵閉合時,INT0電平由高變低,響應(yīng)中斷,P1口的高電平被P2口的低電平拉低,此時P1口即為行值,接著P2口輪流送高電平,檢測P1口電平,當(dāng)P1口全為高
33、電平時,此時P2口即為列值。接著由行值與列值判斷出鍵值,存于指定位置。鍵盤掃描程序完畢。按鍵行列值表如下:</p><p> 單片機(jī)初始程序與鍵盤掃描程序如下:</p><p><b> ORG 0000H</b></p><p> AJMP CHUSHI</p><p><b> ORG 0003H&
34、lt;/b></p><p> AJMP JPSM;中斷0地址</p><p><b> ORG 0100H</b></p><p> CHUSHI:MOV SP,#4FH;堆棧區(qū)</p><p> MOV TMOD,#00H;置定時器</p><p> SETB IT0;INT0
35、脈沖觸發(fā)方式</p><p> MOV R0,#18H;數(shù)據(jù)存放首地址</p><p> MOV R1,#00H;存放顯示位數(shù)</p><p> MOV 17H,#00H;運行標(biāo)志位置零</p><p> MOV A,#0FFH;P1口置1</p><p><b> MOV P1,A</b&g
36、t;</p><p> MOV A,#00H</p><p><b> MOV P2,A</b></p><p> MOV IE,#8FH;開中斷</p><p> AJMP DISPLAY</p><p> RETURN:RETI</p><p> JPSM:
37、CLR EA;鍵盤掃描子程序,關(guān)閉總中斷</p><p> XIAODOU:MOV A,#0FFH;讀行線,消除抖動</p><p><b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1</b></p><p><b> MOV R3,A</b>
38、;</p><p> LCALL D_10ms</p><p> MOV A,#0FFH</p><p><b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1</b></p><p> CJNE A,03H,RETURN;兩次結(jié)果不一致,轉(zhuǎn)
39、RETURN,相等則R3中存放行值</p><p> MOV R2,#01H</p><p> SJMP LIEZHI_2</p><p> LIEZHI_1:MOV A,R2</p><p><b> RL A</b></p><p><b> MOV R2,A</b&
40、gt;</p><p> LIEZHI_2:MOV A,R2</p><p><b> MOV P2,A</b></p><p> MOV A,#0FFH</p><p><b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1<
41、;/b></p><p><b> MOV R4,A</b></p><p> CJNE R4,#0FFH,LIEZHI_1;相等則R2中存放列值</p><p> MOV A,#00H</p><p><b> MOV P2,A</b></p><p> H
42、ANG_1:CJNE R3,#0FEH,HANG_2</p><p> HANG_1_1:CJNE R2,#01H, HANG_1_2</p><p> MOV @R0,#09H</p><p><b> INC R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p>&l
43、t;b> RETI</b></p><p> HANG_1_2:CJNE R2,#02H,RETURN</p><p> MOV 17H,#01H;置運行標(biāo)志位</p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> H
44、ANG_2: CJNE R3,#0FDH,HANG_3</p><p> HANG_2_1:CJNE R2,#01H,HANG_2_2</p><p> MOV @R0,#06H</p><p><b> INC R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p>&l
45、t;b> RETI</b></p><p> HANG_2_2:CJNE R2,#02H,HANG_2_3</p><p> MOV @R0,#07H</p><p><b> INC R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b&
46、gt; RETI</b></p><p> HANG_2_3:CJNE R2,#04H,RETURN</p><p> MOV @R0,#08H</p><p><b> INC R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> R
47、ETI</b></p><p> HANG_3:CJNE R3,#0FBH, HANG_4</p><p> HANG_3_1:CJNE R2,#01H,HANG_3_2</p><p> MOV @R0,#03H</p><p><b> INC R0</b></p><p>
48、; SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_3_2:CJNE R2,#02H,HANG_3_3</p><p> MOV @R0,#04H</p><p><b> INC R0</b></p><p> S
49、ETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_3_3:CJNE R2,#04H,RETURN</p><p> MOV @R0,#05H</p><p><b> INC R0</b></p><p> SETB EA
50、;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_4:CJNE R3,#0F7H,RETURN_1</p><p> HANG_4_1:CJNE R2,#01H,HANG_4_2</p><p> MOV @R0,#00H</p><p><b>
51、 INC R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_4_2:CJNE R2,#02H,HANG_4_3</p><p> MOV @R0,#01H</p><p><b> IN
52、C R0</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_4_3:CJNE R2,#04H,RETURN_1</p><p> MOV @R0,#02H</p><p><b> INC R0
53、</b></p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> RETURN_1:RETI</p><p> 其中D_10ms為延時子程序,延時10ms。</p><p><b> 顯示電路及顯示程序</b&g
54、t;</p><p> 顯示電路應(yīng)能顯示輸入的五位數(shù)據(jù),因而需要五個LED數(shù)碼管,選用7SEG-MPX6-CC共陰極數(shù)碼管,為了輸出字位碼與字形碼,僅用單片機(jī)自帶I/O管腳是不夠的,因而增加74LS48與74LS138,前者輸出字形碼,后者輸出字位碼。</p><p> (1)74LS48電路</p><p> 由以上兩表連接電路如圖(1)所示:其中BI/RB
55、O、RBI與LT接+5V電壓,QA~QG連接7SEG-MPX6-CC的段碼線。</p><p> ?。?)74LS138電路</p><p> 由以上兩表連接電路如下圖所示:</p><p><b> ?。?)</b></p><p> 其中E1連接+5V電壓,E1、E2與E3接地,Y0~Y5連接7SEG-MPX6-
56、CC的位碼線。</p><p> (3)7SEG-MPX6-CC電路</p><p><b> 電路連接如下圖所示</b></p><p><b> ?。?)顯示程序</b></p><p><b> 相等</b></p><p> 17H與 #
57、01H是否相等</p><p><b> 相</b></p><p><b> 不</b></p><p><b> 等</b></p><p><b> #18H送R1</b></p><p> #00H送R5(字位碼)
58、</p><p><b> 等</b></p><p><b> R1是否和R0相等</b></p><p><b> 不</b></p><p><b> 等</b></p><p> R5的高低四位互換與R1所指數(shù)據(jù)相
59、或送P0口</p><p><b> 延時10ms</b></p><p><b> R1自加一</b></p><p><b> R5自加一</b></p><p> DISPLAY:MOV A,17H</p><p> JNZ YUNXIN
60、G</p><p> MOV R5,#00H;字位碼</p><p> MOV R1,#18H</p><p> XIANSHI:MOV A,R1</p><p> CJNE A,00H,XUNHUAN</p><p> AJMP DISPLAY</p><p> XUNHUAN:M
61、OV A,@R1</p><p> MOV R7,A;R7的低四位放字形碼,高四位放字位碼</p><p><b> MOV A,R5</b></p><p><b> SWAP A</b></p><p><b> ORL A,R7</b></p>&l
62、t;p><b> MOV P0,A</b></p><p> LCALL D_10ms</p><p><b> INC R5</b></p><p><b> INC R1</b></p><p> AJMP XIANSHI</p><p&
63、gt;<b> 運行程序</b></p><p> 單片機(jī)輸出CP脈沖頻率:</p><p> 使用定時器0,門控位GATE置0,以運行控制位TR0啟動定時器,C/T位置0,采用定時工作方式,M1M0=00,定時器采用0方式,ET0置0,禁止定時/計數(shù)中斷,CH250的CP脈沖頻率由前所述應(yīng)為625HZ,固定時器所定時間應(yīng)為</p><p&g
64、t; 所以TH0=#0E7H,TL0=#00H</p><p> ?。?)0模式,連續(xù)回轉(zhuǎn)模式</p><p><b> 程序如下: </b></p><p> MOV IE,#00H;禁止中斷</p><p> MOV A,18H;18H中存放方向標(biāo)志位</p><p> CJNE A
65、,#00H,FX_1;18H不為0則轉(zhuǎn)FX_1</p><p> FX_0:CLR 00H;</p><p> MOV C,00H;將CY置0</p><p> MOV P3.0,C;將CY值送P3.0,P3.0連接CH250的CP口</p><p><b> AJMP YS</b></p><
66、;p> FX_1:SETB 00H</p><p> MOV C,00H;將CY置1</p><p> MOV P3.0,C;將CY值送P3.0,P3.0連接CH250的CP口</p><p> YS:MOV A,19H</p><p> CJNE A,#00H,MODEL_1;19H若為#00H則為0模式,不跳轉(zhuǎn)</p
67、><p> MODEL_0:CLR P3.1;模式0</p><p> LOOP_1:CPL P3.1</p><p> CLR TF0;清定時器0的溢出標(biāo)志位</p><p> MOV TH0,#0E7H;置定時器初值</p><p> MOV TL0,#00H</p><p> SE
68、TB TR0;開始定時</p><p> LOOP_2:JBC TF0,LOOP_1;如果定時器0溢出轉(zhuǎn)LOOP_1,否則繼續(xù)檢測</p><p> AJMP LOOP_2</p><p> ?。?)1模式,定角度模式</p><p> 工作臺轉(zhuǎn),因定時器到時兩次步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個步距角,所以定時器到時34次,工作臺旋轉(zhuǎn)。</p&g
69、t;<p> 為了利于程序編制,將程序分為三部分,第一部分為百位部分,第二部分為十位部分,第三部分為個位部分。這三個部分由前到后依次執(zhí)行,即發(fā)出一定數(shù)目的脈沖,全部執(zhí)行完后所發(fā)脈沖數(shù)相加即為輸入命令所要求的。三段程序結(jié)構(gòu)相同,現(xiàn)僅就百位部分進(jìn)行詳細(xì)說明,鍵盤所輸入的回轉(zhuǎn)角度百位數(shù)乘以100再乘以34就是定時器應(yīng)溢出的次數(shù),所以使用DJNZ指令使定時程序段重復(fù)運行以上所述次數(shù),便可以完成百位數(shù)部分脈沖個數(shù)要求,十位部分與個
70、位部分與百位部分相同。</p><p><b> 程序如下:</b></p><p> MODEL_1:CLR P3.1;模式1</p><p><b> MOV A,1AH</b></p><p> CJNE A,#00H,BAIWEI;百位數(shù)判0,如果為零跳轉(zhuǎn)十位數(shù)判0,否則百位循環(huán)&l
71、t;/p><p> AJMP SHIWEI_1</p><p> BAIWEI:MOV 15H,#22H;百位循環(huán),回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)1度對應(yīng)定時器溢出次數(shù)34=22H</p><p> LOOP1_2:MOV 12H,#64H;100=64H</p><p> LOOP1_1:MOV R1,1AH;將由鍵盤輸入的百位度數(shù)給R1</p&
72、gt;<p> LOOP1_3:CPL P3.1;由P3.1輸出CP脈沖</p><p> CLR TF0;清定時器0溢出標(biāo)志位</p><p> MOV TH0,#0E7H;定時器0賦初值</p><p> MOV TL0,#00H</p><p> SETB TR0;開始定時</p><p>
73、; LOOP1_4:JBC TF0,LOOP1_5;檢測定時器0是否溢出,溢出則轉(zhuǎn)LOOP1_5,否則繼續(xù)檢測</p><p> AJMP LOOP1_4</p><p> LOOP1_5:DJNZ R1,LOOP1_3;以下三句DJNZ完成了百位數(shù)乘100乘34次定時器溢出次數(shù)</p><p> DJNZ 12H,LOOP1_1</p>&l
74、t;p> DJNZ 15H,LOOP1_2;15H到0后,開始十位數(shù)部分</p><p> SHIWEI_1:MOV A,1BH</p><p> CJNE A,#00H,SHIWEI</p><p> AJMP GEWEI_1</p><p> SHIWEI:MOV 15H,#22H;十位循環(huán)</p><
75、p> LOOP2_2:MOV 13H,#0AH</p><p> LOOP2_1:MOV R2,1BH</p><p> LOOP2_3:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</b></p><p> MOV TH0,#0E7H</p><p> MOV T
76、L0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p> LOOP2_4:JBC TF0,LOOP2_5</p><p> AJMP LOOP2_4</p><p> LOOP2_5:DJNZ R2,LOOP2_3</p><p> DJNZ 13H,LOOP
77、2_1</p><p> DJNZ 15H,LOOP2_2</p><p> GEWEI_1:MOV A,1CH</p><p> CJNE A,#00H,GEWEI</p><p><b> AJMP HERE</b></p><p> GEWEI:MOV 15H,#22H;個位循環(huán)&
78、lt;/p><p> LOOP3_2:MOV 14H,#01H</p><p> LOOP3_1:MOV R3,1CH</p><p> LOOP3_3:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</b></p><p> MOV TH0,#0E7H</p>&
79、lt;p> MOV TL0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p> LOOP3_4:JBC TF0,LOOP3_5</p><p> AJMP LOOP3_4</p><p> LOOP3_5:DJNZ R3,LOOP3_3</p><p>
80、 DJNZ 14H,LOOP3_1</p><p> DJNZ 15H,LOOP3_2</p><p> HERE:SJMP HERE</p><p><b> 延時子程序</b></p><p> 按前述要求,鍵盤防抖與顯示程序所需,延時程序需要有10ms的延時,使用12MHz振蕩器,故一個機(jī)器周期為1us。
81、</p><p><b> 程序如下:</b></p><p> D_10ms:MOV 11H,#32H;1*1us </p><p> LOOP: MOV 10H,#63H;1*50us</p><p> DJNZ 10H,$;2*99*50us,原地跳轉(zhuǎn)</p><p> DJNZ
82、11H,LOOP;2*50us,(1+50+9900+100)us=10050us≈10ms</p><p><b> RET</b></p><p><b> 環(huán)形分配器電路</b></p><p><b> CH250工作狀態(tài)</b></p><p> 由前所述步進(jìn)
83、電機(jī)工作在三相六拍方式,由此可得電路如下圖所示:</p><p><b> 功率放大電路</b></p><p> 采用單電壓功率放大電路,如圖所示,A、B、C分別為步進(jìn)電機(jī)的三相,每相由一組放大器驅(qū)動。放大器輸入端與環(huán)形脈沖分配器相連。在沒有脈沖輸入時,3DK4和3DD15功率晶體管均截止,繞組中無電流通過。電動機(jī)不轉(zhuǎn)。當(dāng)A相得電時,電動機(jī)轉(zhuǎn)動一步。當(dāng)脈沖依次加
84、到A、B、C三個輸入端時,三組放大器分別驅(qū)動不同的繞組,使電動機(jī)一步一步轉(zhuǎn)動。電路終于繞組并聯(lián)的二極管VD起續(xù)流作用,記載功放管截止時,使儲存在繞組中的能量通過二極管形成續(xù)流回路泄放,從而保護(hù)功放管。與繞組W串聯(lián)的電阻R為限流電阻,限制通過繞組的電流不致超過其額定值,以免電動機(jī)發(fā)熱厲害被燒壞。R的阻值一般在5~20Ω范圍內(nèi)選取。</p><p><b> 電路如下圖:</b></p&
85、gt;<p><b> 三、控制系統(tǒng)仿真</b></p><p> 使用Proteus軟件進(jìn)行仿真</p><p> Proteus是一款可以對各種電路進(jìn)行仿真的軟件,可以驗證電路連線與程序的正確性,現(xiàn)將仿真步驟與結(jié)果向述于下。</p><p> 仿真方法:由前所述連接電路,因本軟件沒有環(huán)形分配器CH250,故僅對單片機(jī)發(fā)
86、出的方向信號與脈沖信號進(jìn)行檢驗是否滿足要求,由前所述,為了滿足工作臺的回轉(zhuǎn)要求,步進(jìn)電機(jī)運行頻率為625步/s,環(huán)形分配器每接到一個上升沿則走一拍,因而單片機(jī)的脈沖頻率應(yīng)為625HZ,即單片機(jī)發(fā)出的脈沖周期應(yīng)為1/625=1.6ms,電壓為5V。</p><p> 由前所述,連接仿真電路,從DEVICES中PICK各種元器件,并連接之,最后將示波器與P3.0和P3.1相連,電路圖如下:</p>&
87、lt;p> 其中用電壓表來檢測方向電壓是否正確,示波器來檢測脈沖波形是否正確;單片機(jī)所需程序由Keil軟件輸入,并導(dǎo)出成為hex文件,由上圖的單片機(jī)雙擊導(dǎo)入,并設(shè)定Clock Frequency為12MHz,點擊仿真按鈕開始仿真;</p><p> 將指令“00000”輸入(后三個零可以不用輸入,因為是連續(xù)運轉(zhuǎn),輸不輸入皆可以),按下“運行”鍵,指令表示負(fù)方向連續(xù)運轉(zhuǎn),運行結(jié)果如下圖所示:</p&
88、gt;<p> 由圖可知P3.0輸出低電平,即負(fù)方向電平,所以方向電壓正確;</p><p> 由圖可知,示波器中,綠顏色的格子,X方向一格表示0.8ms,Y方向一格表示5V,黃色波形即為P3.1所屬出的波形,由圖可以看出,脈沖的周期為1.6ms,電壓為5V,符合所輸入命令的要求;</p><p> 將指令“10000”輸入(后三個零可以不用輸入,因為是連續(xù)運轉(zhuǎn),輸不輸
89、入皆可以),按下“運行”鍵,指令表示正方向連續(xù)運轉(zhuǎn),運行結(jié)果如下圖所示:</p><p> 由圖可知,P3.0輸出高電平,即正方向電平,所以正確。</p><p> 仿真結(jié)論:由以上仿真結(jié)果,可以得出在0模式下,即連續(xù)運行模式下,本控制系統(tǒng)是可以滿足要求的,因本人能力與精力有限,沒有在Proteus中找到計數(shù)元件與后續(xù)電路所需原件,也沒有時間做出元件,故而不對1模式及后續(xù)電路進(jìn)行仿真,
90、請老師諒解。</p><p><b> 五、單片機(jī)程序</b></p><p><b> ORG 0000H</b></p><p> AJMP CHUSHI</p><p><b> ORG 0003H</b></p><p> AJMP J
91、PSM </p><p><b> ORG 0100H</b></p><p> CHUSHI:MOV SP,#4FH </p><p> MOV TMOD,#00H </p><p><b> SETB IT0</b></p><p> MOV R0,#18H &
92、lt;/p><p> MOV R1,#00H </p><p> MOV 17H,#00H </p><p> MOV A,#0FFH</p><p><b> MOV P1,A</b></p><p> MOV A,#00H</p><p><b> M
93、OV P2,A</b></p><p> MOV IE,#81H </p><p> AJMP DISPLAY</p><p> RETURN:RETI</p><p> JPSM:CLR EA </p><p> XIAODOU:MOV A,#0FFH </p><p>
94、<b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1</b></p><p><b> MOV R3,A</b></p><p> LCALL D_10ms</p><p> MOV A,#0FFH</p><p>&
95、lt;b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1</b></p><p> CJNE A,03H,RETURN </p><p> MOV R2,#01H</p><p> SJMP LIEZHI_2</p><p> LIEZHI_1
96、:MOV A,R2</p><p><b> RL A</b></p><p><b> MOV R2,A</b></p><p> LIEZHI_2:MOV A,R2</p><p><b> MOV P2,A</b></p><p> MO
97、V A,#0FFH</p><p><b> MOV P1,A</b></p><p><b> MOV A,P1</b></p><p><b> MOV R4,A</b></p><p> CJNE R4,#0FFH,LIEZHI_1 </p><
98、;p> MOV A,#00H</p><p><b> MOV P2,A</b></p><p> HANG_1:CJNE R3,#0FEH,HANG_2</p><p> HANG_1_1:CJNE R2,#01H, HANG_1_2</p><p> MOV @R0,#09H</p>&
99、lt;p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_1_2:CJNE R2,#02H,RETURN</p><p> MOV 17H,#01H &l
100、t;/p><p> SETB EA;開中斷</p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_2: CJNE R3,#0FDH,HANG_3</p><p> HANG_2_1:CJNE R2,#01H,HANG_2_2</p><p> MOV @R0,#06H<
101、;/p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_2_2:CJNE R2,#02H,HANG_2_3</p><p> MOV
102、 @R0,#07H</p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_2_3:CJNE R2,#04H,RETURN</p><
103、p> MOV @R0,#08H</p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_3:CJNE R3,#0FBH, HANG_4</p
104、><p> HANG_3_1:CJNE R2,#01H,HANG_3_2</p><p> MOV @R0,#03H</p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI<
105、/b></p><p> HANG_3_2:CJNE R2,#02H,HANG_3_3</p><p> MOV @R0,#04H</p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b&g
106、t; RETI</b></p><p> HANG_3_3:CJNE R2,#04H,RETURN</p><p> MOV @R0,#05H</p><p><b> INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p&
107、gt;<b> RETI</b></p><p> HANG_4:CJNE R3,#0F7H,RETURN_1</p><p> HANG_4_1:CJNE R2,#01H,HANG_4_2</p><p> MOV @R0,#00H</p><p><b> INC R0</b><
108、/p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_4_2:CJNE R2,#02H,HANG_4_3</p><p> MOV @R0,#01H</p><p><b> INC R0&l
109、t;/b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> HANG_4_3:CJNE R2,#04H,RETURN_1</p><p> MOV @R0,#02H</p><p><b&g
110、t; INC R0</b></p><p><b> SETB EA </b></p><p><b> RETI</b></p><p> RETURN_1:RETI</p><p> DISPLAY:MOV A,17H</p><p> JNZ Y
111、UNXING</p><p> MOV R5,#00H </p><p> MOV R1,#18H</p><p> XIANSHI:MOV A,R1</p><p> CJNE A,00H,XUNHUAN</p><p> AJMP DISPLAY</p><p> XUNHUAN
112、:CJNE A,#1DH,XUNHUAN_1</p><p> AJMP DISPLAY</p><p> XUNHUAN_1:MOV A,@R1</p><p><b> MOV R7,A </b></p><p><b> MOV A,R5</b></p><p>
113、;<b> SWAP A</b></p><p><b> ORL A,R7</b></p><p><b> MOV P0,A</b></p><p> LCALL D_10ms</p><p><b> INC R5</b></p>
114、;<p><b> INC R1</b></p><p> AJMP XIANSHI</p><p> D_10ms:MOV 11H,#32H;1*1us </p><p> LOOP: MOV 10H,#63H;1*50us</p><p> DJNZ 10H,$;2*99*50us</p
115、><p> DJNZ 11H,LOOP;2*50us,(1+50+9900+100)us=10050us≈10ms</p><p><b> RET</b></p><p> YUNXING: CLR EA </p><p><b> MOV A,18H</b></p><p
116、> CJNE A,#00H,FX_1</p><p> FX_0:CLR 00H </p><p><b> MOV C,00H</b></p><p> MOV P3.0,C </p><p><b> AJMP YS</b></p><p> FX_1:
117、SETB 00H</p><p><b> MOV C,00H</b></p><p> MOV P3.0,C</p><p> YS:MOV A,19H</p><p> CJNE A,#00H,MODEL_1 </p><p> MODEL_0:CLR P3.1</p>
118、<p> LOOP_1:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</b></p><p> MOV TH0,#0E7H</p><p> MOV TL0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p>
119、LOOP_2:JBC TF0,LOOP_1</p><p> AJMP LOOP_2</p><p> MODEL_1:CLR P3.1</p><p><b> MOV A,1AH</b></p><p> CJNE A,#00H,BAIWEI</p><p> AJMP SHIWEI
120、_1</p><p> BAIWEI:MOV 15H,#22H </p><p> LOOP1_2:MOV 12H,#64H</p><p> LOOP1_1:MOV R1,1AH</p><p> LOOP1_3:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</b><
121、;/p><p> MOV TH0,#0E7H</p><p> MOV TL0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p> LOOP1_4:JBC TF0,LOOP1_5</p><p> AJMP LOOP1_4</p><p>
122、 LOOP1_5:DJNZ R1,LOOP1_3</p><p> DJNZ 12H,LOOP1_1</p><p> DJNZ 15H,LOOP1_2</p><p> SHIWEI_1:MOV A,1BH</p><p> CJNE A,#00H,SHIWEI</p><p> AJMP GEWEI_1
123、</p><p> SHIWEI:MOV 15H,#22H </p><p> LOOP2_2:MOV 13H,#0AH</p><p> LOOP2_1:MOV R2,1BH</p><p> LOOP2_3:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</b></
124、p><p> MOV TH0,#0E7H</p><p> MOV TL0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p> LOOP2_4:JBC TF0,LOOP2_5</p><p> AJMP LOOP2_4</p><p>
125、LOOP2_5:DJNZ R2,LOOP2_3</p><p> DJNZ 13H,LOOP2_1</p><p> DJNZ 15H,LOOP2_2</p><p> GEWEI_1:MOV A,1CH</p><p> CJNE A,#00H,GEWEI</p><p><b> AJMP HE
126、RE</b></p><p> GEWEI:MOV 15H,#22H</p><p> LOOP3_2:MOV 14H,#01H</p><p> LOOP3_1:MOV R3,1CH</p><p> LOOP3_3:CPL P3.1</p><p><b> CLR TF0</
127、b></p><p> MOV TH0,#0E7H</p><p> MOV TL0,#00H</p><p><b> SETB TR0</b></p><p> LOOP3_4:JBC TF0,LOOP3_5</p><p> AJMP LOOP3_4</p>&
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