機(jī)電傳動(dòng)同步帶設(shè)計(jì)(共29頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書 專 業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)：機(jī)自11-8班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師：2014年12月12日目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)1.3 設(shè)計(jì)的基本要求2總體方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)的基本依據(jù)2.2 總體方案的確定3機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1機(jī)械傳動(dòng)裝置的組成及原理3.2主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 控制系統(tǒng)的基本組成 4.2 電器元件的選型 4.3 電氣控制電路的設(shè)計(jì) 4.4 控制程序的設(shè)計(jì)及說明5 結(jié)束語(yǔ)6參考文獻(xiàn)機(jī)械部分CAD圖紙下載：電控部分CA

2、D圖紙下載：1. 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義u 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)u 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (2)電氣控制系統(tǒng)u 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(shí)，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。 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)。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)：機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)：1.21 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)；1.22 機(jī)械傳動(dòng)方

3、式：螺旋絲桿、滾珠絲桿、同步皮帶、鏈傳動(dòng)等；1.23 電氣控制方式：?jiǎn)纹C(jī)控制、PLC控制；1.24 功能控制要求：速度控制、位置控制；1.25 主要設(shè)計(jì)參數(shù)：?jiǎn)蜗蚬ぷ餍谐?800、1500、1200 mm；移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量100、50 kg；負(fù)載移動(dòng)阻力100、50 N；移動(dòng)速度控制3、6 m/min；1.3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(duì)各種方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，進(jìn)行方案選優(yōu)。（2）總體設(shè)計(jì)：針對(duì)具體的原理方案，通過對(duì)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

4、圖或主要部件圖（A2圖一張）。（3）電氣控制線路圖：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圖一張）。（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，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成課程設(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，打印說明書；（6）設(shè)計(jì)選題：分組進(jìn)行，每位同學(xué)采用不同方案（或參數(shù)）獨(dú)立完成。2總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)基本依據(jù)步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及頻率成正比

5、，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步。只要控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電機(jī)繞組通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：1、工作狀態(tài)不易受各種干擾因素(如電壓波動(dòng)、電流大小與波形變化、溫度等)的影響； 2 、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后，其累積誤差變?yōu)椤傲恪?；3、由于可以直接用數(shù)字信號(hào)控制，與微機(jī)接口 比較容易；4、控制性能好,在起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟步”；5、不需要傳感器進(jìn)行反饋，可以進(jìn)行開環(huán)控制；6、缺點(diǎn)是能量效率較低。同步帶是一種綜合了帶、鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。如圖所示，它在帶的工作面及帶輪外圓周上均制成齒形，通過

6、帶輪與帶齒相嚙合，作無(wú)滑移的嚙合傳動(dòng)。同時(shí)，帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主、從帶輪作無(wú)滑差的同步運(yùn)動(dòng)。圖1 同步帶與一般傳動(dòng)帶相比，同步帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)： 1工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，雖然同步帶是彈性體，但由于其中承受負(fù)載的承載繩具有在拉力作用下不伸長(zhǎng)的特性，故能保持帶節(jié)距不變，使帶與輪齒槽能正確嚙合，實(shí)現(xiàn)無(wú)滑差的同步傳動(dòng)，獲得精確的傳動(dòng)比。 2傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好 由于同步帶作無(wú)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)，故有較高的傳動(dòng)效率，一般可達(dá)0.98。它與三角帶傳動(dòng)相比，有明顯的節(jié)能效果。 3傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊 同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可達(dá)到

7、10左右，而且在大傳動(dòng)比情況下，其結(jié)構(gòu)比三角帶傳動(dòng)緊湊。因?yàn)橥綆鲃?dòng)是嚙合傳動(dòng)，其帶輪直徑比依靠摩擦力來傳遞動(dòng)力的三角帶帶輪要小得多，此外由于同步帶不需要大的張緊力，使帶輪軸和軸承的尺寸都可減小。所以與三角帶傳動(dòng)相比，在同樣的傳動(dòng)比下，同步帶傳動(dòng)具有較緊湊的結(jié)構(gòu)。 4維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 由于同步帶中承載繩采用伸長(zhǎng)率很小的玻璃纖維、鋼絲等材料制成，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中帶伸長(zhǎng)很小，不需要像三角帶、鏈傳動(dòng)等需經(jīng)常調(diào)整張緊力。此外，同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不需要任何潤(rùn)滑，所以維護(hù)保養(yǎng)很方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比三角帶、鏈、齒輪要低得多。 5惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作盡管同步帶傳動(dòng)與其它傳動(dòng)相比有以上優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)安裝時(shí)

8、的中心距要求等方面極其嚴(yán)格，同時(shí)制造工藝復(fù)雜、制造成本高。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)數(shù)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)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自

9、動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。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。硬件特性:1、主流單片機(jī)包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM 、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位并行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。2

10、、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化；3、單片機(jī)可靠性高，可工作到106 107小時(shí)無(wú)故障；4、處理功能強(qiáng)，速度快。5、低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品6、控制功能強(qiáng)7、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。2.2可行性方案比較 本平臺(tái)主要用于小巧靈活且精度不高的場(chǎng)合，可以使用步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，由于步進(jìn)電機(jī)相對(duì)價(jià)格較低，且控制容易所以選步進(jìn)電機(jī)。滾珠絲杠雖然精度高，但價(jià)格貴，不如同步帶合適。達(dá)到簡(jiǎn)單控制功能的前提下，PLC的價(jià)格比單片微機(jī)高很多，所以選單片機(jī)。2.3總體方案的確定參數(shù)初設(shè)如下：(1)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)方式：同步皮帶電氣控制方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制功能控制要求：位置控制、速度控制主要設(shè)計(jì)參數(shù)：

11、單向最大工作行程1200mm； 移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量10kg； 負(fù)載移動(dòng)阻力0N；移動(dòng)速度控制6 選用矩形導(dǎo)軌；工作臺(tái)滑動(dòng)摩擦系數(shù)； 本平臺(tái)設(shè)計(jì)用于便攜式火焰切割機(jī)，所以移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量選擇10kg,負(fù)載阻力為零3.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及核算3.1機(jī)械傳動(dòng)裝置的組成及原理組成： 步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步皮帶、滑動(dòng)導(dǎo)軌主要采用同步皮帶和同步輪的簡(jiǎn)單傳動(dòng)方式，同步帶在帶的工作面及帶輪外圓周上均制成齒形，通過帶輪與帶齒相嚙合，作無(wú)滑移的嚙合傳動(dòng)。同時(shí)，帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主、從帶輪作無(wú)滑差的同步運(yùn)動(dòng)。3.2主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算及說明結(jié)果3.2同步皮帶的設(shè)計(jì)及核算3.

12、2.1導(dǎo)軌動(dòng)載荷的計(jì)算 作用在滑塊上的力 F=(m1+m2)g=10*9.8=98N 滑動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦阻力 Ff=F=0.1*98=9.8N3.2.2同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1）傳遞的功率：P=Ffv=9.8×0.1=0.98W 2）功率：Pd=KAPKA 工況系數(shù)，查表B&C-6Pd=KAP=1.2×0.98=1.176W 3)按功率初選電機(jī)空載啟動(dòng)轉(zhuǎn)速為225r/min的57BYG450E步進(jìn)電機(jī),電機(jī)直接連接皮帶輪按運(yùn)行速度的要求，由表B&C初選帶輪的參數(shù)為 XL型 Pb=5.082mmZ=28d=45.28mmda=44.77mm應(yīng)設(shè)計(jì)要求，主帶輪直徑等

13、于從帶輪直徑3)運(yùn)行速度驗(yàn)算： 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)頻率為280Hz時(shí)v=2n*d/2*60=0.0996m/s所以能符合速度要求 4）初定軸間距a0L+d+Lh+2*Ly=1395.28mm取a0=1395.28mm5）求帶長(zhǎng)： L0=2a0+*(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0=2932.8mm 查表B&C-3得Lp=3048mm6)實(shí)際軸間距a=a0+(LP-L0)/2=1453mm7)基本額定功率 查表B&C-12得Ta=50.17N，m=0.022kg/m P0=(Ta-mv2)v/1000=0.005kW 8)帶寬 =2.67mm取帶寬為9.5mm 9)作用在軸上的

14、力 Fr=1000Pd/v=11.76N 10)預(yù)緊力 查表B&C-13 取F0=60N3.2.3步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算已知參數(shù)：工作臺(tái)與負(fù)載重量G=10x9.8N=98N工作臺(tái)與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)u=0.15定位精度0.5毫米3.2.3.1脈沖當(dāng)量的選擇 脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離=0.90/1.80=2*d/(2*360)=0.356mm符合定位精度要求3.2.3.2等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩TLF 1）穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩M1：M1=Ff*(d1/2)*10-3=9.8*(45.28/2)*10-3=0.222N·m 2）電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩：帶輪用塑

15、料材質(zhì)，帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jd=0.164*10-3kg·m2折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1，估算帶輪質(zhì)量為0.090kgJ1=2*Jd*(wm/w)2=2*Jd/i2=0.328*10-3kg·m2 負(fù)載和工作臺(tái)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2，取負(fù)載和工作臺(tái)質(zhì)量為10kgJ2=m*(v/w)2=10*(d1/2)2=5.13*10-3kgm2 同步帶折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3估算同步帶的單位長(zhǎng)度密度為m0=0.05kg/m J3= m*(v/w)2=m0*Lp*(d1/2)2=0.256*10-3 kgm2 折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩為JJ=J1+J2+J3=5.714*10-3kg

16、·m23.2.3.3初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)距M1=0.222N·m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL=5.714*10-3kg·m2,選定電動(dòng)型號(hào)57BYG450E為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距Tmax=1N·m，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=1.5*10-5kg·m2為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)能力: Tmax/M1=1/0. 222=4.5>2所以該電機(jī)帶慣性負(fù)載時(shí)能夠起動(dòng)且負(fù)載啟動(dòng)時(shí)間符合要求以上計(jì)算，選57BYG450E型號(hào)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能滿足設(shè)計(jì)要求。3.2.4滾動(dòng)軸承的選用與校核根據(jù)工作情況以及滾珠絲杠的受力，初選軸承為深溝球軸承，

17、型號(hào)為6000基本額定載荷為：C0=4.58KN ，C0r=1.98KN 因?yàn)檩S承只受徑向力Fr為徑向外載荷 Fr=71.76NFa為軸向外載荷 Fa=0計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：P=fpFr=1.2*71.76N=86.112N 計(jì)算軸承的壽命:取溫度系數(shù) ft=1故 因?yàn)長(zhǎng)n>12000 所以軸承符合要求6000深溝球軸承基本尺寸內(nèi)圈直徑 d=10mm外圈直徑 D=26mm軸承寬度 B=8mm靜載荷 C0=4.58KN動(dòng)載荷 C0r=1.98KN 圖2 深溝球滾珠軸承3.2.5鍵的選擇與校核鍵許用擠壓應(yīng)力，查表3.2得 帶輪軸上的鍵根據(jù)該處軸的直徑d = 8mm，取b×h=2

18、5;2采用B型鍵，根據(jù)GB/T1095-2003,GB/T1096-2003暫選：鍵 B2×6 GB/T1096-2003T=uGr=0.333N·m所以鍵符合要求3.2.6潤(rùn)滑與密封裝置由已知條件選擇脂潤(rùn)滑，密封裝置為毛氈圈。F=98N=0.15Ff=9.8N P=0.98WKA=1.2Pd=1.176W選LPb=5.082mm z1=28d1=45.28mm z2=28d2=45.28mmn=42.17r/minv=0.1m/sa0=1395.28mmL0=2932.8mmLP=3048mma=1453mmTa=245Nm=0.022kgm-1P0=0.005kWbs0

19、 =9.5mmbs=9.5mmFr=11.76NF0=60NTLF =0.034N·mM1=0.222NmJ1=0.328*10-3kg·m2 J2=5.12*10-3kgm2J3=0.256*10-3 kgm2J= 5.714*10-3kg·m2C0=4.58KNC0r=1.98KNFr=71.76NFa=0P=86.112Nft=1n=42.17r/minLn=5.9*107h鍵 B2×6T=uGr=0.333Nm符合要求4.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 控制系統(tǒng)的基本組成 圖3 開環(huán)電機(jī)單向數(shù)控平臺(tái)控制系統(tǒng)組成4.2 電器元件的選型步進(jìn)電機(jī)是一種特殊的機(jī)

20、電元件,不能直接接到交直流電源上工作,必須使用專用的驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速、啟動(dòng)或停止都完全取決于CP脈沖的有無(wú)或頻率。環(huán)形分配器用來接受來自控制器的CP脈沖信號(hào)，并按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作方式要求的各相脈沖信號(hào)狀態(tài)順序產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)，但是環(huán)形分配器的輸出電流很小，不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此需要功率放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖分配回路輸出的弱信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生電機(jī)脈沖信號(hào)工作所需的激磁電流。其控制流程如下圖所示：圖4 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)圖AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Mem

21、ory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000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和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51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。對(duì)于本小型系統(tǒng)此芯片功能、容量、價(jià)格都合適。ULN2803，八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣系列特別適用于低邏輯電平數(shù)

22、字電路（諸如TTL, CMOS或PMOS/NMOS）和較高的電流/電壓要求之間的接口，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)用和消費(fèi)類產(chǎn)品中的燈、繼電器、打印錘或其它類似負(fù)載中。所有器件具有集電極開路輸出和續(xù)流箱位二極管，用于抑制躍變。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容，而ULN2804 最適于6至15伏高電平CMOS或PMOS。此晶體管用作功率放大器，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)脈沖由微機(jī)軟件控制輸出步進(jìn)脈沖。373為三態(tài)輸出的八 D 鎖存器，共有 54S373 和 74LS373 兩種線路。八 D 鎖存器(3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性), 當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，Q0Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)

23、負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，Q0Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。用于掃描輸出顯示。4.3 電氣控制電路的設(shè)計(jì)表1 I/O口分配輸入針腳控制功能P3.0開始P3.1暫停P3.2復(fù)位P3.3顯示轉(zhuǎn)換P3.4速度A/位移+P3.5速度B/位移-P3.6左行程開關(guān)P3.7右行程開關(guān)圖5 電氣控制簡(jiǎn)圖4.4控制程序的設(shè)計(jì)及說明設(shè)計(jì)框圖開始初始化是否開始右行走是否復(fù)位

24、左行走是否回到初始位置暫停掃描暫停掃描NYYNN是否到達(dá)最右端位置NY程序： ORG 0000H LJMP MAIN ;主程序跳轉(zhuǎn) ORG 001BH LJMP CP;跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)脈沖函數(shù) ORG 0100HMAIN: MOV P0,#00H ; P0口清零 MOV P1,#00H ; P1口清零 MOV P2,#00H ; P2口清零 MOV P3,#0FCH ;P3口寫1，用作輸入I/O口，P3.1置0表示程序開始時(shí)處暫停狀態(tài) MOV 33H,#00H ;33H-30H存放A檔速度的BCD碼 MOV 32H,#09H MOV 31H,#09H MOV 30H,#06H MOV 43

25、H,#01H ;43H-40H存放B檔速度的BCD碼 MOV 42H,#09H MOV 41H,#09H MOV 40H,#02H MOV TMOD,#10H ;設(shè)置定時(shí)器1工作在模式1、定時(shí)方式、軟件控制啟停 MOV TL1,#06H MOV TH1,#0F9H MOV IE, #88H ;開放CPU和定時(shí)器1的中斷 MOV 2FH,#00H ;2FH中的位寄存器7FH,7EH,7DH分別作為顯示標(biāo)志位(0速度，1位移)、左右移動(dòng)標(biāo)志位（0右、1左）、AB檔速標(biāo)志位（0 A、1 B） MOV 2EH,#00H ;2EH中存放P3口的掃描結(jié)果。P3.0開始鍵、P3.1暫停鍵、P3.2復(fù)位鍵、P

26、3.3顯示轉(zhuǎn)換鍵、P3.4（A檔速/位移+） ;P3.5（B檔速/位移-）、P3.6左行程開關(guān)、P3.7右行程開關(guān)A1: MOV 2EH,P3 ;將P3口的值存入2EH JNB 70H,START ;70H存放P3.0的值，開啟鍵A2: JNB 71H,STOP ;71H存放P3.1的值，暫停鍵 ACALL RESET ;調(diào)用復(fù)位子程序 ACALL CHANGE ; 調(diào)用顯示轉(zhuǎn)換子程序 JNB 76H, STOP; 76H為左行程開關(guān) JNB 77H, STOP; 77H為右行程開關(guān) ACALL OUTPUT ;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序1 MOV 2EH,P3 SJMP A2 ;循環(huán)掃描/* 開始

27、子程序*/START: SETB TR1 ;開始計(jì)時(shí) MOV P3,#0FFH ;將P3口處于輸入狀態(tài) SJMP A2 ;跳轉(zhuǎn)/* 暫停子程序*/STOP: CLR TR1 ;暫停計(jì)時(shí) MOV 27H,#25H ;27H用于掃描計(jì)數(shù)STOP1: MOV 2EH,P3 ACALL CHANGE ;調(diào)用顯示轉(zhuǎn)換子程序 ACALL OUTPUT2 ;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序2 DJNZ 27H,STOP3 ;27H為零則調(diào)用P3.4和P3.5口的操作函數(shù) MOV 27H,#25HSTOP2: ACALL ZJ ;調(diào)用P3.4和P3.5口的操作函數(shù)STOP3: ACALL RESET;調(diào)用復(fù)位子程序 JB

28、 70H, STOP1;開始鍵按下則開始，否則循環(huán)掃描 SJMP START ;跳轉(zhuǎn)到開始子程序/* 復(fù)位子程序*/RESET: JNB 72H,RESET0 ;判斷P3.2復(fù)位鍵是否按下,有跳轉(zhuǎn)，沒有返回 RET ;返回RESET0: MOV P3,#0FFH ;復(fù)位鍵按下，將P3口處于輸入狀態(tài) MOV 54H,#00H ;54H-52H存放目標(biāo)位置，52H存放十分位小數(shù)的BCD碼，53H和52H存放整數(shù)部分，位16進(jìn)制 MOV 53H,#00H MOV 52H,#00H SETB 7EH ;左移RESET1: ACALL OUTPUT ;顯示輸出 MOV 2EH,P3 JB 76H,RES

29、ET1 ;判斷是否到達(dá)最左邊，即起始位置，是繼續(xù)執(zhí)行，否跳轉(zhuǎn)RESET2: MOV R0,#57H ;到達(dá)起始位置后，目標(biāo)位置清零 ;57H-55H存放當(dāng)前位置，55H存放十分位小數(shù)的BCD碼，57H和56H存放整數(shù)部分，位16進(jìn)制 MOV R1, #03HRESET3: MOV R0,#00H DEC R0 DJNZ R1,RESET3 CLR 7EH ;標(biāo)志位改為右移 CLR TR1 ;開始計(jì)時(shí) RET/*顯示轉(zhuǎn)換子程序*/CHANGE: JNB 73H, CHANGE0 ;顯示轉(zhuǎn)換子程序，P3.3按下則跳轉(zhuǎn)，否則返回 RET ;返回CHANGE0: CPL 7FH ;轉(zhuǎn)換顯示，顯示速度或

30、位置 RET/*共陰極數(shù)碼管字型編碼表*/L1:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH/*共陰極數(shù)碼管帶小數(shù)點(diǎn)的字型編碼表*/L2:DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH/*數(shù)碼管顯示子程序1*/OUTPUT: JB 7FH,B1 ;判斷顯示標(biāo)志位，速度時(shí)順序執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn) JB 7DH,B2 ;判斷顯示檔速/*速度顯示輸出*/ MOV R0,#33H;33H為A檔速BCD碼起始寄存器地址 AJMP C2B2: MOV R0,#43H ;43H為B檔速BCD碼起始寄存器地址C2: MOV

31、 R2,#0FEH ;數(shù)碼管最高位開始顯示 MOV A,R2 MOV DPTR,#L1LP0: MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DIMS ;調(diào)用延時(shí)程序 DEC R0 MOV A,R2 JNB ACC.1,LP1 ;判斷是否到帶小數(shù)點(diǎn)的顯示位，是轉(zhuǎn)移，否繼續(xù) RL A MOV R2,A AJMP LP0LP1: MOV DPTR,#L2 RL A MOV R2,A MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,AACALL DIMS DEC R0 MOV DPTR ,#L1 MOV A,R2 RL A

32、 MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DIMS RETDIMS: MOV R7,#02H;延時(shí)程序DL: MOV R6,#0FFHDL1: DJNZ R6,DL1 DJNZ R7,DL RET/*位移顯示輸出*/B1: ACALL XSZHY;調(diào)用16進(jìn)制與BCD碼轉(zhuǎn)換的子程序 MOV R0,#3CH ;3CH為當(dāng)前位置的BCD碼起始寄存器地址C3: MOV R2,#0FEH ;數(shù)碼管最高位開始顯示 MOV A,R2 MOV DPTR,#L1LP2: MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A AC

33、ALL DIMS;調(diào)用延時(shí)程序 DEC R0 MOV A,R2 JNB ACC.2,LP3;判斷是否到帶小數(shù)點(diǎn)的顯示位，是轉(zhuǎn)移，否繼續(xù) RL A MOV R2,A AJMP LP2LP3: MOV DPTR,#L2 RL A MOV R2,A MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DIMS DEC R0 MOV DPTR,#L1 MOV A,R2 RL A MOV P2,A MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DIMS RET/*數(shù)碼管顯示子程序2*/OUTPUT2: JB 7FH,C1 ;判斷顯示

34、標(biāo)志位，速度時(shí)順序執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn) JB 7DH,C5 ;判斷顯示檔速/*速度顯示輸出2*/ MOV R0,#33H AJMP C4C5: MOV R0,#43HC4: ACALL C2 RET/*位移顯示輸出2*/C1: ACALL XSZHX MOV R0,#4CH ;4CH為目標(biāo)位置的BCD碼起始寄存器地址 ACALL C3 RET/*A/B檔速或位移+/-子程序*/ZJ: JB 7FH,D1;判斷顯示標(biāo)志位，0/速度時(shí)順序執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn)/*A/B檔速*/ JB 74H,D2 ;判斷P3.4是否按下，是繼續(xù)，否跳轉(zhuǎn) CLR 7DH ;0為A檔速 RETD2: JB 75H,D5 ;判斷P3

35、.5是否按下，是繼續(xù)，否跳轉(zhuǎn) SETB 7DH ;1為B檔速D5: RET/*位移+/-*/D1: JB 74H,D6 ;判斷P3.4是否按下，是繼續(xù)，否跳轉(zhuǎn) CLR C ;p3.4按下，則目標(biāo)位移加0.7mm MOV A,52H ; ADD A,#07H CJNE A,#0AH,D7CLR C MOV 52H,#00HMOV A,53HADD A,#01H MOV 53H,A JNC D8 INC 53HD8:RET D7: JNC D9 MOV 52H,A RETD9: CLR C SUBB A,#0AHMOV 52H,AMOV A,53H ADD A,#01HMOV 53H,A JNC

36、D10 INC 53HD10: RET D6: JB 75H,D11 ;p3.5按下，則目標(biāo)位移減0.7mm CLR CMOV A,52HSUBB A,#07HJNC D12 ADD A,#0AH MOV 52H,A CLR C MOV A,53H SUBB A,#01H MOV 53H,A JNC D11 DEC 54H SJMP D11D12: MOV 52H,AD11: RET /*T1中斷子程序*/CP: PUSH 00H ;保存數(shù)據(jù)，00H-07H為R0-R7的地址 PUSH 01H PUSH 02H PUSH 03H PUSH 04H PUSH 05H PUSH 06H PUSH

37、07H PUSH ACC PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL MOV A,20H;20H存儲(chǔ)步進(jìn)電機(jī)的脈沖拍序 JB 7EH,CP1 ;判斷左/右移CP0: MOV DPTR,#K1 ;K1為右移脈沖表起始地址 AJMP CP2CP1: MOV DPTR,#K2 ;K2為左移脈沖表起始地址CP2: MOVC A,A+DPTR MOV P1,A INC 20H MOV A,#08H CJNE A,20H,CP3 MOV 20H,#00HCP3: ACALL TIME;調(diào)用定時(shí)器初始值T0的設(shè)置函數(shù) ACALL JS;JS用于判斷是否到達(dá)目標(biāo)位置 POP DPL POP DPH

38、POP PSW POP ACC POP 07H POP 06H POP 05H POP 04H POP 03H POP 02H POP 01H POP 00H RETI/*驅(qū)動(dòng)脈沖表*/K1:DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09HK2:DB 09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H/*判斷是否到達(dá)目標(biāo)位置子程序*/JS: CLR C MOV A,55H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,#24H CJNE A,#64H,CP4 MOV 55H,#00H CLR C MOV A,56H ADD A,#01H MOV 56H,A J

39、NC CP18 INC 57HCP18: SJMP CP7 CP4: JNC CP6 MOV B,#0AH DIV AB MOV 55H,A SJMP CP7CP6: SUBB A,#64H MOV B,#0AH DIV AB MOV 55H,A MOV A,56H ADD A,#01H MOV 56H,A JNC CP7 INC 57HCP7: CLR C MOV A,54H CJNE A,57H,CP9 MOV A,53H CJNE A,56H,CP9 MOV A,52H CJNE A,55H,CP10 CLR TR1 AJMP CP11CP9: JNC CP12 SETB 7EH AJM

40、P CP11CP12: CLR 7EH AJMP CP11CP10: JNC CP13 MOV A,55H CLR C SUBB A,52HCP17: CJNE A,#04H,CP14CP16: CLR TR1 AJMP CP11CP14: JNC CP15 AJMP CP16CP15: SETB 7EH AJMP CP11CP13: CLR C SUBB A,55H AJMP CP17CP11: RET/*T0的設(shè)置函數(shù)*/TIME: CLR TR1 JB 7DH,TIME1 MOV TH1,#0F9H MOV TL1,#06H AJMP TIME2TIME1: MOV TH1,#0FCH MOV TL1,#83