【正文】 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目： 二維點(diǎn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué)生 姓名 ： 胡大千 學(xué) 號(hào)： 1008020210 所在院系 ： 電氣信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱 ： 自動(dòng)化 屆 次： 20xx 屆 指 導(dǎo) 教 師 ： 苗磊 目 錄 前 言 ..................................................................... 2 1 總體方案設(shè)計(jì) ............................................................ 2 總體方案實(shí)現(xiàn)框圖 .................................................. 2 軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具 .............................................. 3 2 二維點(diǎn)樣平臺(tái)上位機(jī)設(shè)計(jì) .................................................. 3 Visual Basic 語言概述 ............................................. 3 程序編寫 .......................................................... 4 錯(cuò)誤處理和調(diào)試 ................................................... 10 程序發(fā)布 ......................................................... 11 3 二維 點(diǎn)樣平臺(tái)下位機(jī)設(shè)計(jì) ................................................. 11 單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì) ............................................... 11 單片機(jī)軟件程序設(shè)計(jì) ............................................... 13 4 系統(tǒng)測(cè)試 ............................................................... 16 上位機(jī)串口通信測(cè)試 ............................................... 16 下位機(jī)電路和通信測(cè)試 ............................................. 17 5 總結(jié) ................................................................... 18 參考文獻(xiàn)： ............................................................... 18 淮南師 范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 二維點(diǎn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué)生 ： 胡大千（ 指導(dǎo)老師： 苗磊） （淮南師范學(xué)院 電氣信息工程學(xué)院） 摘 要 :二維點(diǎn)樣在各行各業(yè)中都得到重要的運(yùn)用，其工作原理是上位機(jī)通過控制步進(jìn)電機(jī)在 X、 Y 方向的拍數(shù)比實(shí)現(xiàn)對(duì)二維空間的精確定位并進(jìn)行點(diǎn)樣。本課題以 為平臺(tái)并通過與上位機(jī)的通訊實(shí)現(xiàn)點(diǎn)樣定位控制和對(duì)點(diǎn)樣進(jìn)程進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵字 ： 點(diǎn)樣；步進(jìn)電機(jī)；上位機(jī)； 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(diǎn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì) 2 前 言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)業(yè)朝著微型化，精密化發(fā)展，零件的微小化與運(yùn)動(dòng)位移的高速化、衡量化是未來的主要研究方向之一，其精準(zhǔn)的位置控制即準(zhǔn)確無誤的定位技術(shù)顯得日益重要。因此，開發(fā)功能實(shí)用，定位精確度高的定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。 二維點(diǎn)樣平臺(tái)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(tái)在國內(nèi)外取得了較快的發(fā)展。二維定位平臺(tái)是完成 X、 Y 維精確定位的工作平臺(tái)。它在微機(jī)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(jìn)步，這種重要性日益增強(qiáng)。生活中常見的一些機(jī)器如電子廠車間的高速機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)等。 在日常生活中我們能過接觸最多最常見的二維點(diǎn)樣平臺(tái)也就是車間的點(diǎn)膠機(jī)了，點(diǎn)膠機(jī)是一種對(duì)流體進(jìn)行控制并將流體進(jìn)行點(diǎn)滴、 涂覆于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動(dòng)化機(jī)器 ?？蓪?shí)現(xiàn)二維、三維的路徑點(diǎn)膠，能夠高效精準(zhǔn)的進(jìn)行點(diǎn)膠。其應(yīng)用的行業(yè)也非常的寬廣，可以在電子行業(yè)中進(jìn)行手機(jī)按鍵點(diǎn)膠，手機(jī)電池封裝，光學(xué)器件加工等；在工業(yè)電氣方面可以對(duì) 電容，變壓器，繼電器，按鈕等 進(jìn)行 粘接灌封 ， 對(duì) 電機(jī)線圈 進(jìn)行 涂膠， 對(duì) 電器柜門 進(jìn)行 封邊涂膠。 本設(shè)計(jì)就是以我在聯(lián)寶實(shí)習(xí)期間對(duì)點(diǎn)膠機(jī)的操作進(jìn)行實(shí)際的理論驗(yàn)證而設(shè)計(jì)一個(gè)基于 VB 平臺(tái)的二維點(diǎn)樣平臺(tái)。 用 VB 設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件控制 界面 ，能夠設(shè)置待點(diǎn)樣行數(shù)、列數(shù)及行列間距，并對(duì)點(diǎn)樣進(jìn)程進(jìn)行模擬。設(shè)計(jì)相應(yīng)插補(bǔ)算法。單片機(jī)通過串口通信接收上位機(jī)所給的坐標(biāo)控制 X、 Y步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)樣定位控制。 1 總體方案設(shè)計(jì) 總體方案實(shí)現(xiàn)框圖 本設(shè)計(jì)分兩部分設(shè)計(jì)，一部分是基于 Visual Basic 的二維點(diǎn)樣平臺(tái)的設(shè)計(jì)，另一部分是基于 51 單片機(jī)的下位機(jī)設(shè)計(jì)，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(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 3 上位機(jī)設(shè)計(jì)部分主要 是設(shè)置 相應(yīng)的控制界面（打開串口、手動(dòng)點(diǎn)樣、自動(dòng)點(diǎn)樣）和 實(shí)現(xiàn)串口通信，當(dāng)手動(dòng)點(diǎn)樣、自動(dòng)點(diǎn)樣或回原點(diǎn)操作時(shí)，會(huì) 通過串口 將相應(yīng)的 X軸和 Y軸的坐標(biāo)值傳給下位機(jī)。為了直觀看到坐標(biāo)位置和移 動(dòng)軌跡，在上位機(jī)上設(shè)計(jì)了二維坐標(biāo)顯示區(qū)。 下位機(jī)是由 51 單片機(jī)控制一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)接收到串口數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出上位機(jī)發(fā)送的坐標(biāo)值，驅(qū)動(dòng) X 軸和 Y 軸步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)二維點(diǎn)樣。 51 單片機(jī)的串口通信部分利用 51 單片機(jī)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(shí)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(yīng)用程序開發(fā)工具。 Microsoft Visual Basic 是用來開發(fā)上位機(jī)的平臺(tái)。 Keil uVision C51 是 一種 兼容單片機(jī) 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(biāo)準(zhǔn)的 Keil C 編譯器、宏匯編器、調(diào)試器、實(shí)時(shí)內(nèi)核、單板計(jì)算機(jī)和仿真器，支持所有的 251 系列微控制器 。在本設(shè)計(jì)中使用 Keil C51 是對(duì) 51 單片機(jī)程序進(jìn)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(jī)及外圍器件。 可以說是目前 最好的單片機(jī)仿真軟件。本設(shè)計(jì)中利用 Proteus 在單片機(jī)中加載 Keil 生成的 HEX 文件對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬。 為了讓上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠傳送給 Proteus 仿真的單片機(jī)，這里選用 Virtual Serial Port Driver 軟件，它可以模擬串口通信，虛擬出一對(duì)串口，這樣兩者之間就無需物理連接，即可以串口的形式進(jìn)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(jiǎn)單，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要用來調(diào)試上位機(jī)程序和測(cè)試下位機(jī)的串口通信功能。 2 二維點(diǎn)樣平臺(tái)上位機(jī) 設(shè)計(jì) Visual Basic 語言概述 Visual Basic 是一種 語言簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用的 軟件，適 用于開發(fā) Windows 環(huán)境下的 二維點(diǎn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì) 4 各類應(yīng)用程序， 并 增加了結(jié)構(gòu)化、可視化程序設(shè)計(jì)語言的功能 ，引入了“面向?qū)ο蟆焙汀笆录?qū)動(dòng)”等先進(jìn)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(duì)一些流行軟件進(jìn)行二次開發(fā)），對(duì)網(wǎng)絡(luò)、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(gè)特點(diǎn) ： 編程可視化 、 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 、 事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制 ，以及 結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì) 。 Visual Basic 的 可視化設(shè)計(jì)工具 可以 把 Windows 界面設(shè)計(jì)的復(fù)雜性 “ 封裝 ” 起來，利用 Visual Basic 提供的各種設(shè)計(jì)工具，程序開發(fā)人員只需按照程序界面的設(shè)計(jì)要求，在窗體中畫出各種 “控件” ，并設(shè)置這些對(duì)象的屬性，這樣程序設(shè)計(jì)人員 就不 需要為界面設(shè)計(jì)編寫代碼 而浪費(fèi)時(shí)間 ， 只需要編寫實(shí)現(xiàn)程序功能代碼。因此， 程序設(shè)計(jì)的效率會(huì)大大提高 。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言將整個(gè)現(xiàn)實(shí)世界或者其中的一部分看作是由不同種類的對(duì)象構(gòu)成的。各