【正文】 ...................................................... 17 89C51 系列單片機基本配置 ............................................................................. 17 89C51 單片機引腳及其功能 ............................................................................. 18 單片機的 I/O 口結構 ......................................................................................... 20 A/D 轉換 .............................................................................................................. 20 驅動芯片的選擇 .................................................................................................. 20 驅動芯 片概念 ..................................................................................................... 20 L298 的簡介 ....................................................................................................... 21 L298 芯片引腳及其功能 ................................................................................... 21 L298 芯片原理 ................................................................................................... 22 直流電機 .............................................................................................................. 22 直流機簡介 ......................................................................................................... 22 主控電路的設計 ................................................................................................... 23 晶振電路設計 ..................................................................................................... 24 復位電路的設計 ................................................................................................. 24 時鐘電路設計 ..................................................................................................... 25 復位電路設計 ..................................................................................................... 25 矩陣按鍵模塊 ..................................................................................................... 26 串口通信模塊 ..................................................................................................... 26 開關量采集電路 ................................................................................................. 28 5 軟件設計 ...................................................................................... 29 軟件流程圖 ........................................................................................................... 29 主從機信息交換流 程圖 ....................................................................................... 30 軟件抗于擾 ........................................................................................................... 31 輸入輸出的軟件抗干擾 ..................................................................................... 31 程序執(zhí)行過程中的軟件抗于擾 ......................................................................... 32 系統(tǒng)的恢復 ......................................................................................................... 36 6 總結 .............................................................................................. 39 謝 辭 ............................................................................................... 40 參考文獻 ............................................................................................ 41 附 錄 ............................................................................................... 42 附錄一 程序清單 ........................................................................................................ 42 附錄二 原理圖 ............................................................................................................ 46 附錄三 PCB 圖 ............................................................................................................. 47桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 47 頁 引言 基于單片機控制的機械手，就其本質上來說，屬于工業(yè)機器人的范疇，機器人工程師近二十多年來迅速發(fā)展起來的綜合學科。它集中了機械工程、電 子工程、計算機工程、自動控制工程以及人工智能等多種學科的最新研究成果，師當代科學技術發(fā)展最活躍的領域之一，也是我國科技界跟蹤國際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機器人的研究、制造和應用水平，師一個國家科技水平和經濟實力的象征，正受到許多國家的廣泛重視。 本畢業(yè)設計是基于單片機控制的機械手的設計，機械手各活動部件采用直流電機驅動，單片機發(fā)送的控制信號經過功率放大，轉換后，控制直流電機轉動與停止，各個電機的協(xié)調轉動，完成機械手的升降，左右旋轉，伸縮等功能。工業(yè)機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強 度，提高勞動生產率和自動化水平。工業(yè)生產中經常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁，單調的操作，如果沒有機械手那么工人的勞動強度是很高的，有時候還要用行車員工件，生產速度大大延緩，這種情況采用機械手是很有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染環(huán)境條件上進行操作。更顯其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 機械手是一種模仿人體上肢運動的機器，它能按照預定要求輸送工種或握持工具進行操作的自動化技術設備，對實現(xiàn)工業(yè)生產自動化，推動工業(yè)生產的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力，受到人們的廣泛 重視和歡迎。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產設備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。機械手是在機械化，自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，機械人的研制和生產已成為高技術鄰域內，迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得 機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用在機械工業(yè)中，應用機械手的意義可以概括如下： （一）以提高生產過程中的自動化程度 應用機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產率和降低生產成本。 （二）以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有 灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 47 頁 污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故?？梢詼p輕人力，并便于有節(jié)奏的生產。綜上所述，有效的應用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 47 頁 1 緒論 機械手概述 隨著機器人技術的飛速發(fā)展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。 美 國機器人 協(xié)會 (RIARobot Institute of American):“一種用于搬運材料、部件、工具或其它特種裝置的可重復編程的多功能的操作機?！? 日本工業(yè)機器人協(xié)會 (JIRAJapanese Industrial Robot Association):“一種帶有存儲器件和末端執(zhí)行器的通用機械，它能夠通過自動化的動作替代人類勞動?！? 1987年國際標準化組織對工業(yè)機器人進行了統(tǒng)一的定義 :“工業(yè)機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機?！? 我國科學家對機器人的定義是 :“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器”。 在國外，機器人技術已經走在了前面，機器人的應用范圍越來越廣，使用的數(shù)量也越來越多。 1968年，日本川崎重工引進美國 UNIMATION公司的 UNIMATE機器人制造技術，開始了日本機器人時代。 1970年，在美國召開了第一屆國際工業(yè)機器人學術會議，此后，機器人的研究得到迅速廣泛的普及。 1979年 UNIMATION公司推出了 PUMA系列工業(yè)機器人。到 1990年已有 30萬臺的機器人在全世界使用，其中高性能的機器人所占比例不斷增加，特別是各種裝配機器人的產量增加較快，和機器人配套使用的機器視覺技術和裝備也得到迅速發(fā)展。