【正文】 畢業(yè)論文（設計） 論文題目： 二維點樣平臺設計 學生 姓名 ： 胡大千 學 號： 1008020210 所在院系 ： 電氣信息工程學院 專業(yè)名稱 ： 自動化 屆 次： 20xx 屆 指 導 教 師 ： 苗磊 目 錄 前 言 ..................................................................... 2 1 總體方案設計 ............................................................ 2 總體方案實現(xiàn)框圖 .................................................. 2 軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具 .............................................. 3 2 二維點樣平臺上位機設計 .................................................. 3 Visual Basic 語言概述 ............................................. 3 程序編寫 .......................................................... 4 錯誤處理和調(diào)試 ................................................... 10 程序發(fā)布 ......................................................... 11 3 二維 點樣平臺下位機設計 ................................................. 11 單片機硬件電路設計 ............................................... 11 單片機軟件程序設計 ............................................... 13 4 系統(tǒng)測試 ............................................................... 16 上位機串口通信測試 ............................................... 16 下位機電路和通信測試 ............................................. 17 5 總結(jié) ................................................................... 18 參考文獻： ............................................................... 18 淮南師 范學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 二維點樣平臺設計 學生 ： 胡大千（ 指導老師： 苗磊） （淮南師范學院 電氣信息工程學院） 摘 要 :二維點樣在各行各業(yè)中都得到重要的運用，其工作原理是上位機通過控制步進電機在 X、 Y 方向的拍數(shù)比實現(xiàn)對二維空間的精確定位并進行點樣。本課題以 為平臺并通過與上位機的通訊實現(xiàn)點樣定位控制和對點樣進程進行模擬實現(xiàn)。 關(guān)鍵字 ： 點樣；步進電機；上位機； VB；通訊 Twodimensional Point Sample Platform Students: Hu Daqian（ Guidance Teacher: Miao Lei） （ College of Electrical and Information Engineering ,Huainan Normal University） Abstract： Twodimensional point sample is important in all walks of life, its working principle is the upper machine by controlling step motor than the number of beats in the X, Y direction implementations are precise positioning and of twodimensional space. This topic in by use of the platform and through munication with PC to realize the control and the positioning of the sample points simulated implementation sample process. Key words： Sample points。 Stepping motor。 PC。 VB。 munication 二維點樣平臺設計 2 前 言 隨著科學技術(shù)的不斷進步，機械產(chǎn)業(yè)朝著微型化，精密化發(fā)展，零件的微小化與運動位移的高速化、衡量化是未來的主要研究方向之一，其精準的位置控制即準確無誤的定位技術(shù)顯得日益重要。因此，開發(fā)功能實用，定位精確度高的定位平臺運動系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。 二維點樣平臺作為空間三維定位的重要組成部分，也可以說是二維定位平臺在國內(nèi)外取得了較快的發(fā)展。二維定位平臺是完成 X、 Y 維精確定位的工作平臺。它在微機電系統(tǒng)、微 電子、納米制造、納米電子及航空航天等眾多高科技領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用，隨著科技的進步，這種重要性日益增強。生活中常見的一些機器如電子廠車間的高速機、點膠機等。 在日常生活中我們能過接觸最多最常見的二維點樣平臺也就是車間的點膠機了，點膠機是一種對流體進行控制并將流體進行點滴、 涂覆于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動化機器 。可實現(xiàn)二維、三維的路徑點膠，能夠高效精準的進行點膠。其應用的行業(yè)也非常的寬廣，可以在電子行業(yè)中進行手機按鍵點膠，手機電池封裝，光學器件加工等；在工業(yè)電氣方面可以對 電容，變壓器，繼電器，按鈕等 進行 粘接灌封 ， 對 電機線圈 進行 涂膠， 對 電器柜門 進行 封邊涂膠。 本設計就是以我在聯(lián)寶實習期間對點膠機的操作進行實際的理論驗證而設計一個基于 VB 平臺的二維點樣平臺。 用 VB 設計上位機軟件控制 界面 ，能夠設置待點樣行數(shù)、列數(shù)及行列間距，并對點樣進程進行模擬。設計相應插補算法。單片機通過串口通信接收上位機所給的坐標控制 X、 Y步進電機，實現(xiàn)點樣定位控制。 1 總體方案設計 總體方案實現(xiàn)框圖 本設計分兩部分設計，一部分是基于 Visual Basic 的二維點樣平臺的設計，另一部分是基于 51 單片機的下位機設計，兩者之間通過串口通信。 系統(tǒng)框圖如圖 1 所示。 圖 1 系統(tǒng)框圖 淮南師 范學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 3 上位機設計部分主要 是設置 相應的控制界面（打開串口、手動點樣、自動點樣）和 實現(xiàn)串口通信，當手動點樣、自動點樣或回原點操作時，會 通過串口 將相應的 X軸和 Y軸的坐標值傳給下位機。為了直觀看到坐標位置和移 動軌跡，在上位機上設計了二維坐標顯示區(qū)。 下位機是由 51 單片機控制一個系統(tǒng)，當接收到串口數(shù)據(jù)時，對數(shù)據(jù)進行分析，提取出上位機發(fā)送的坐標值，驅(qū)動 X 軸和 Y 軸步進電機，實現(xiàn)二維點樣。 51 單片機的串口通信部分利用 51 單片機內(nèi)部的串口資源與外部串行端口電平轉(zhuǎn)換電路（即 RS232）來 實現(xiàn)。 軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具 軟件開發(fā)環(huán)境包括 Microsoft Visual Basic [1] [15] [21]和 Keil uVision C51 [2]。硬件開發(fā)環(huán)境是 Proteus SP2[4]。調(diào)試工具包括 Virtual Serial Port Driver 和串口調(diào)試助手 。 Visual Basic 是 Microsoft 公司開發(fā)的一種“可視化”的 Windows 應用程序開發(fā)工具。 Microsoft Visual Basic 是用來開發(fā)上位機的平臺。 Keil uVision C51 是 一種 兼容單片機 C 語言軟件開發(fā) 的 系統(tǒng) ，是由 德國 Keil Software 公司（ ARM 公司之一）出品。 包含 標準的 Keil C 編譯器、宏匯編器、調(diào)試器、實時內(nèi)核、單板計算機和仿真器，支持所有的 251 系列微控制器 。在本設計中使用 Keil C51 是對 51 單片機程序進行編譯、調(diào)試和下載 [2] [5] [7 [9]。 Proteus 軟件是英國 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA工具軟件。它 既 具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能， 又能 仿真單片機及外圍器件。 可以說是目前 最好的單片機仿真軟件。本設計中利用 Proteus 在單片機中加載 Keil 生成的 HEX 文件對步進電機的運動進行模擬。 為了讓上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠傳送給 Proteus 仿真的單片機，這里選用 Virtual Serial Port Driver 軟件，它可以模擬串口通信，虛擬出一對串口，這樣兩者之間就無需物理連接，即可以串口的形式進行通信 [4] [12]。 串口調(diào)試工具很多，本系統(tǒng)采用常用的串口調(diào)試助手 ，其功能簡單，在本系統(tǒng)設計中主要用來調(diào)試上位機程序和測試下位機的串口通信功能。 2 二維點樣平臺上位機 設計 Visual Basic 語言概述 Visual Basic 是一種 語言簡單、易學、易用的 軟件，適 用于開發(fā) Windows 環(huán)境下的 二維點樣平臺設計 4 各類應用程序， 并 增加了結(jié)構(gòu)化、可視化程序設計語言的功能 ，引入了“面向?qū)ο蟆焙汀笆录?qū)動”等先進思想，支持 ActiveX 控件（用于 Web 或其它支持這一技術(shù)的程序中）、 VBS（ VBScript， VB 的腳本語言，用于 Web 開發(fā)）和 VBA（ VB For Application，嵌入式 VB 語言，用于對一些流行軟件進行二次開發(fā)），對網(wǎng)絡、多媒體和數(shù)據(jù)庫的編程有良好的支持，擁有完全的 中文界面和幫助系統(tǒng) [1] [15] [21]。 Visual 主要有以下幾個特點 ： 編程可視化 、 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計 、 事件驅(qū)動的編程機制 ，以及 結(jié)構(gòu)化的程序設計 。 Visual Basic 的 可視化設計工具 可以 把 Windows 界面設計的復雜性 “ 封裝 ” 起來，利用 Visual Basic 提供的各種設計工具，程序開發(fā)人員只需按照程序界面的設計要求，在窗體中畫出各種 “控件” ，并設置這些對象的屬性，這樣程序設計人員 就不 需要為界面設計編寫代碼 而浪費時間 ， 只需要編寫實現(xiàn)程序功能代碼。因此， 程序設計的效率會大大提高 。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言將整個現(xiàn)實世界或者其中的一部分看作是由不同種類的對象構(gòu)成的。各