【正文】 ................................................................................17 存儲器結(jié)構(gòu) ..............................................................................................................17 存儲器擴展電路設(shè)計 ..............................................................................................18 芯片介紹 ..................................................................................................................18 ADC0809.............................................................................................................18 8051 芯片 ..........................................................................................................21 2764 芯片 ..........................................................................................................22 地址鎖存器 74LS373...............................................................................................23 MCS51 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的地址譯碼 ...................................................................24 I/O 口擴展電路設(shè)計 ...............................................................................................24 傳感器的選擇 ..........................................................................................................26 其它輔助電路的設(shè)計 ............................................................................................272 / 36 單片機的時鐘電路 .........................................................................................27 單片機的復(fù)位電 路 ...........................................................................................275. 系統(tǒng)控制軟件 的設(shè)計 ...................................................................................................28 系統(tǒng)管理程序 ..........................................................................................................28 控制子程序 ..............................................................................................................28 測試子程序 ..............................................................................................................28 鍵盤操作和顯示處理程序 ......................................................................................286. 總結(jié) ...............................................................................................................................28參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................29致 謝 ..............................................................................................................................301 / 361. 緒論 課題研究的目的和意義機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產(chǎn)生升力，同時也可以在機翼內(nèi)布置彈藥倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。 由于飛機是在空中飛行的，因此和一般的運輸工具和機械相比，就有很大的不同。飛機的各個組成部分要求在能夠滿足結(jié)構(gòu)強度和剛度的情況下盡可能輕，機翼自然也不例外，加之機翼是產(chǎn)生升力的主要部件，而且許多飛機的發(fā)動機也安裝在機翼上或機翼下，因此所承受的載荷就更大，這就需要機翼有很好的結(jié)構(gòu)強度以承受這巨大的載荷，同時也要有很大的剛度保證機翼在巨大載荷的作用下不會過分變形。機翼的基本受力構(gòu)件包括縱向骨架、橫向骨架、蒙皮和接頭。其中接頭的作用是將機翼上的載荷傳遞到機身上，而有些飛機整個就是一個大的飛翼，如 B2 隱形轟炸機則根本就沒有接頭。以下是典型的梁式機翼的結(jié)構(gòu)。畢業(yè)設(shè)計首先應(yīng)滿足教學(xué)與教育功能，培養(yǎng)和造就學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程意識，通過畢業(yè)設(shè)計教學(xué)與教育功能的實現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的智能結(jié)構(gòu)的形成；其次，畢業(yè)設(shè)計大多來源于實際，其成果可直接或間接地滿足市場需求，為社會服務(wù)，實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計的社會功能. 國內(nèi)外的研究狀況隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的進(jìn)步，新的飛行動力理論的應(yīng)用，飛機機身的外形也呈現(xiàn)千姿百態(tài)，變化多端，如隱身戰(zhàn)斗機所使用的機翼和機身融為一體的翼身融合體；除去機身和尾翼的飛翼；除去機翼的升力體機身；以汽車作為機身的汽車飛機等等。 機翼的外形五花八門、多種多樣，然而，不論采用什么樣的形狀，設(shè)計者都必須使飛機具有良好的氣動外形，并且使結(jié)構(gòu)重量盡可能的輕。所謂良好的氣動外形，是指升力大、阻力小、穩(wěn)定操縱性好。以下是用來衡量機翼氣動外形的主要幾何參數(shù)。除此之外，機翼在安裝時還可能帶有上反角或者下反角。上反角是指機翼基準(zhǔn)面和水平面的夾角，當(dāng)機翼有扭轉(zhuǎn)時，則是指扭轉(zhuǎn)軸和水平面的夾角。當(dāng)上反角為負(fù)時，就變成了下反角(Cathedral angle)。飛機機身的功用主要是裝載人員、貨物、燃油、武器、各種裝備和其他物資，它還可用于連接機翼、尾翼、起落架和其他有關(guān)的構(gòu)件，并把它們連接成為一個整體。2 / 36按照機身的功用，首先在使用方面，應(yīng)要求它具有盡可能大的空間，使它的單位體積利用率最高，以便能裝載更多的人和物資，同時連接必須安全可靠。應(yīng)有良好的通風(fēng)加溫和隔音設(shè)備；視界必須廣調(diào)，以利于飛機的起落。其次在氣動方面，它的迎風(fēng)面積應(yīng)減小到最小，表面應(yīng)光滑，形狀應(yīng)流線化而沒有突角和縫隙，以便盡可能地減小阻力。另外，在保證有足夠的強度、剛度和抗疲勞的能力情況下，應(yīng)使它的重量最輕。對于具有氣密座艙的機身，抗疲勞的能力尤為重要。飛機機身的型式一般有機身型、船身型和短艙型，機身型是陸上飛機的機體，水上飛機機體一般采用船身型，至于短艙型則是沒有尾翼的機體，它包括雙機身和雙尾撐?？v向骨架 機翼的縱向骨架由翼梁、縱檣和桁條等組成，所謂縱向是指沿翼展方向，它們都是沿翼展方向布置的。 翼梁是最主要的縱向構(gòu)件，它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣、腹板和支柱構(gòu)成。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強度合金鋼制成，腹板用硬鋁合金板材制成，與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁，承受由外載荷轉(zhuǎn)化而成的彎矩和剪力。 縱檣與翼梁十分相像，二者的區(qū)別在于縱檣的凸緣很弱并且不與機身相連，其長度有時僅為翼展的一部分?？v檣通常布置在機翼的前后緣部分，與上下蒙皮相連，形成封閉盒段，承受扭矩?？亢缶壍目v檣還可以懸掛襟翼和副翼。桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成，鉚接在蒙皮內(nèi)表面，支持蒙皮以提高其承載能力，并共同將氣動力分布載荷傳給翼肋。橫向骨架 機翼的橫向骨架主要是指翼肋，而翼肋又包括普通翼肋和加強翼肋，橫向是指垂直于翼展的方向，它們的安裝方向一般都垂直于機翼前緣。 普通翼肋的作用是將縱向骨架和蒙皮連成一體，把由蒙皮和桁條傳來的空氣動力載荷傳遞給翼梁，并保持翼剖面的形狀。加強翼肋就是承受有集中載荷的翼肋。 課題任務(wù)、研究的內(nèi)容和要求本設(shè)計要研制出針對飛機尾翼動作的自動控制系統(tǒng)，包括手柄，執(zhí)行機構(gòu)和控制器。設(shè)計內(nèi)容如下： 系統(tǒng)總體方案的制定其中包括機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、信號機檢測系統(tǒng)及其它部分設(shè)計的制定。 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計3 / 36其中包括操縱機構(gòu)、尾翼齒輪傳動系統(tǒng)等。 電氣系統(tǒng)設(shè)計其中包括單片機及擴展芯片系統(tǒng)設(shè)計。本設(shè)計實現(xiàn)對尾翼轉(zhuǎn)角 的控制，要求系統(tǒng)用步進(jìn)電動機作為驅(qū)動執(zhí)行元件，由單片機或可45??編程序控制器組成控制系統(tǒng)，尾翼運動過程中不能有沖擊、振動現(xiàn)象，尾翼可穩(wěn)定在任意位置。尾翼傾角應(yīng)能實時顯示。尾翼傾角誤差≦177。2主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)是用來表示機器的主要技術(shù)特征，工作性能的數(shù)據(jù)，也作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，是總體設(shè)計所必要的。主要技術(shù)參數(shù)如下：① 最大轉(zhuǎn)角： （左右尾翼）45??② 運動形式：左右尾翼分開運動③ 驅(qū)動方式：步進(jìn)電機④ 用單片機控制2. 系統(tǒng)總體方案整個系統(tǒng)由操縱系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、步進(jìn)電機控制系統(tǒng)、齒輪傳動系統(tǒng)組成。操縱機構(gòu)采用十字手柄，包括前后左右四個方向的運動，這樣就能分別控制左右兩片尾翼正負(fù)方向 45 度的轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)飛機起飛、降落、左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時對水平尾翼的控制。 操縱系統(tǒng)十字操縱桿可以有四個運動方向，分別是前、后、左、右偏轉(zhuǎn)。操縱桿的前后運動能實現(xiàn)尾翼的下和上的偏轉(zhuǎn)；操縱桿的左右運動能實現(xiàn)左右兩尾翼的一上一下偏轉(zhuǎn)。但飛機平穩(wěn)飛行時，飛機機翼和尾翼保持空氣動力和飛機重力的力矩平衡。假設(shè)飛行駕駛員向前推操縱桿，傳感器接收到信號并將其傳送給傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)控制飛機尾翼向下偏轉(zhuǎn)，這樣產(chǎn)生的附加空氣動力和力矩打破了原來的平衡。正面氣流自下吹向尾翼，產(chǎn)生了一個向上的附加力，這個力的作用點位于飛機中心后面，因而產(chǎn)生了一個使飛機機尾上升的力矩，正是這個例句使飛機實現(xiàn)低頭，飛機向下降落。操縱桿后拉與前推控制飛機尾翼相似，能實現(xiàn)飛機抬頭，飛機向上升起。4 / 36飛機實現(xiàn)方向偏轉(zhuǎn)是駕駛員通過左右推動操縱桿偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。假設(shè)駕駛員向左擺動操縱桿，傳感器接收到操縱桿偏轉(zhuǎn)角度和位移，并將其作為輸入信號傳遞給步進(jìn)伺服電機傳動機構(gòu)，實現(xiàn)左尾翼向上偏轉(zhuǎn)，使迎角減小，因而左尾翼升力降低，右尾翼向下偏轉(zhuǎn)，迎角增大，因而右尾翼升力增大。左右尾翼產(chǎn)生的壓力差相對于飛機縱軸產(chǎn)生一個橫滾力矩，這個力矩使飛機向左方向傾斜，實現(xiàn)飛機向左方向偏轉(zhuǎn)。操縱桿向右擺動與向左擺動類似，實現(xiàn)飛機向右方向偏轉(zhuǎn)。 信號檢測系統(tǒng)信號檢測系統(tǒng)主要由角度測量儀等相關(guān)元器件組成，通過角度測量儀來測量,十字軸在轉(zhuǎn)動時所對應(yīng)軸的轉(zhuǎn)角，并將此轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)化為電信號。電信號經(jīng)過信號處理后，通過步進(jìn)電機驅(qū)動電路來控制步進(jìn)電機的運動，從而帶動齒輪來控制水平尾翼。在水平尾翼的轉(zhuǎn)動軸處安裝角度測量儀來檢測尾翼的轉(zhuǎn)角，將此信號返回并檢測判斷轉(zhuǎn)角是否達(dá)到所要求的精度，當(dāng)尾翼所轉(zhuǎn)角不足或過大時，檢測出相差的值，并根據(jù)這差值作出相應(yīng)的動作來使轉(zhuǎn)角達(dá)到要求。在此過程中還要不斷檢測水平尾翼的轉(zhuǎn)角、判斷、動作直到滿足要求。 信號處理系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由單片機、地址鎖存器、存儲器、I/O 口擴展芯片、步進(jìn)電機驅(qū)動電路等組成。主要負(fù)責(zé)將信號檢測系統(tǒng)檢測到的信號經(jīng)過處理并其輸出給步進(jìn)電機。 步進(jìn)電機控制系統(tǒng)功率放大器：功率放大器由前置放大和大功率驅(qū)動兩部分組成，前者用于推動大功率器件而設(shè)置，一般由反相器、射極跟隨器等構(gòu)成；后者都為大功率器件，按電路主要劃分為單電壓電路、雙電壓電路、恒流斬波電路、調(diào)頻調(diào)壓電路、細(xì)分電路等，是步進(jìn)電機驅(qū)動電路中最重要的部分。脈沖頻率的實現(xiàn)：每輸出一個控制字就相當(dāng)于發(fā)送一個步進(jìn)脈沖，脈沖與脈沖之間應(yīng)有時間