【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)： 機(jī)電一體化綜合課程設(shè)計(jì) 題 目： 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 日期： 2021/10/3 第 1 頁(yè) 目 錄 1 前言 ................................................................................................................................................... 2 2 總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................................................................... 4 總體分析 .................................................................................................................................. 4 方案框圖 .................................................................................................................................. 4 3 單元模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................................... 5 鍵盤(pán)與顯 示模塊 ....................................................................................................................... 5 模塊工作原理 ................................................................................................................ 5 芯片 CH452介紹 ............................................................................................................. 6 特點(diǎn) ........................................................................................................................... 6 顯示驅(qū)動(dòng)原理 ............................................................................................................. 7 單片機(jī)控制單元模塊電路 ......................................................................................................... 9 控制原理 ....................................................................................................................... 9 光電耦合電路 .............................................................................................................. 10 芯片介紹 ..................................................................................................................... 11 串行通信模塊 ......................................................................................................................... 14 RS232通信協(xié)議 ........................................................................................................... 14 串行通信電路 .............................................................................................................. 15 4 電機(jī)與電氣控制電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 17 步進(jìn)電機(jī)模塊 ......................................................................................................................... 17 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 .................................................................................................... 17 步進(jìn)電機(jī)的步距角與工作拍數(shù) ...................................................................................... 19 步進(jìn)電機(jī)的頻率特性 .................................................................................................... 20 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 ....................................................................................................... 22 交流電機(jī)的星 — 三角形啟動(dòng) .................................................................................................... 23 電氣元件介紹 ......................................................................................................................... 23 5 設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝 ............................................................................................................................. 25 6 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 26 附錄Ⅰ：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì) ..................................................................................... 27 附錄Ⅱ :電氣控制原理圖 1................................................................................................................ 28 附錄Ⅲ :電氣控制原理圖 2................................................................................................................ 29 第 2 頁(yè) 機(jī)電一體化綜合課程設(shè)計(jì) 摘 要 ： 本設(shè)計(jì)是完成一兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；完成交流電機(jī)啟停的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其硬件部分共包括鍵盤(pán)操作、單片機(jī)控制、輸入電路、控制電路、顯示電路等五個(gè)主要組成部分。設(shè)計(jì)的總體思路是準(zhǔn)確安全的對(duì)工作 臺(tái)和電機(jī)進(jìn)行控制。 位置信號(hào)和按鍵信息通過(guò)傳輸線(xiàn)傳送給單片機(jī)和鍵盤(pán)接口芯片，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，將按鍵信息串行方式傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)相應(yīng)的程序，向控制回路發(fā)送控制信號(hào)，進(jìn)而控制工作臺(tái)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的控制。 關(guān)鍵詞： 鍵盤(pán)操作，單片機(jī)控制，數(shù)碼管顯示。 1 前言 機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主題，多門(mén)技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門(mén)新興的邊緣學(xué)科。機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)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”邁入了以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。 本設(shè)計(jì)中提到的微機(jī)數(shù)控機(jī)床是利用單板或單片微機(jī)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行數(shù)控及對(duì)機(jī)床輔助功能動(dòng)作進(jìn)行程序控制的一種自動(dòng)化機(jī)械加工設(shè)備。采用微機(jī)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地提高中、小批零件的加工生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。此外，由于微型計(jì)算機(jī)具有價(jià)格低、體積小、性能可靠和使用靈活等特點(diǎn)，微機(jī)數(shù)控機(jī)床的一次性投資比全功能數(shù)控機(jī)床節(jié)省得多，且又便于一般工人掌握操作和維修。因此將專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)成微機(jī)數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床設(shè)計(jì)的發(fā)展方向之一。本設(shè)計(jì)中用到的步進(jìn)電機(jī)是一種將 數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成角位移或線(xiàn)位移的控制驅(qū)動(dòng)元件，具有快速起動(dòng)和停止的特點(diǎn)。其驅(qū)動(dòng)速度和指令脈沖能 第 3 頁(yè) 嚴(yán)格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。它的運(yùn)行速度和步距不受電源電壓波動(dòng)及負(fù)載的影響，因而被廣泛應(yīng)用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、速度控制和位置控制系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)完成了如下要求： （ 1）單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì) （ 2）控制系統(tǒng)電路印制版的繪制 （ 3）利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)系統(tǒng)的手動(dòng)、自動(dòng)和回位等運(yùn)動(dòng) （ 4）實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)工作臺(tái)極限移動(dòng)的保護(hù)及顯示、報(bào)警 （ 5）設(shè)計(jì)交流電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制和星 三角形 啟動(dòng)的電氣控制原理圖 （ 6）電氣控制電路有相應(yīng)的保護(hù)電路（過(guò)載、過(guò)壓、欠壓等） （ 7）熟悉機(jī)電系統(tǒng)常用元器件（ PLC、交流電機(jī)、