【正文】 通過置位 PDWN 位來進入低功耗模式，低功耗模式中晶振將停止工作因此定時器和串行口都將停止工作，至少有兩伏的電壓加在芯片上，因此 RAM 中的數(shù)據(jù)仍將保北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 40 存退出低功耗模式只有兩種方式上電或復位。從時間的數(shù)值我們也可以看出，與理論數(shù)值相差不多，所得到的時間完全可以接受，所以不影響本次畢業(yè)設計的結果。這樣實驗就結束了。 由于 KeilC51單片機實驗臺 的高性能，本次實驗所編程序均采用 C 語言編程，使源程序容易讀寫和修改。其中 0x05 代表壓力最小時的電壓 0V，代表壓力 0MPa； 0x0E 代表壓力最大時的電壓15V，代表壓力 30Mpa。 /* 不 符合條件，結束循環(huán)函數(shù) */ } } void interrupt (void) { IT0 = 1 。 /* 定義函數(shù) */ 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 23 p1=0x0。 /* 延時循環(huán) */ } unsigned char AD0809(void) /* A/D 函數(shù) */ { unsigned char result。 所以步進電機要走 942步，根據(jù)每 200 步一圈，步進電機要轉至少 圈，才能達到需要的壓力，這大約需要 。步進電機各相為低電平有效。之后進行下一步通過放大電路，把脈沖傳給步進電機，使步進電機轉動，北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 20 當步進電機轉動起來以后，會帶動數(shù)字液壓閥的伸出軸一起轉動，這樣數(shù)字液壓閥的系統(tǒng)壓力就會升高。 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 18 ADC0809 芯片，引腳 A、 B、 C 接地，而 CLK 引腳與系統(tǒng)的 CLK 相連以獲得相同的系統(tǒng)時鐘。最后芯片 ADC0809 的 CLK 引腳需要于系統(tǒng)的 CLK 引腳相連，使其與單片機 89C51的 CLOCK 保持一致。這樣，當輸出電壓為 5DC 時，測量出來的系統(tǒng)內部壓力就是 0MPa；當輸出電壓為 15DC 時，測量出來的系統(tǒng)內部壓力就是 30MPa。單片機內部的 RAM 和 ROM 即可滿足該項目的要求 ,在以后的實際運用中 ,如需擴展較多的外部 RAM 和 ROM 時 ,可加上數(shù)據(jù)緩沖器。若改變通電順序為 :A→ C→ B→ A,則電機反向轉動。 ～ （ 21～ 28 腳）：訪問片外存貯器時作為高八位地址線。負載能力為 8LSTTL 門。高電平有效，寬度在 24 個時鐘周期寬度以上， （圖 ） 使單片機復位。 這樣步進電機就可以驅動負載（數(shù)字液壓閥），當絲杠開始動作（相當于旋緊手柄），系統(tǒng)的內部壓力開始逐漸加大，此時壓力傳感器將不斷測量負載（數(shù)字液壓閥）的內部壓力，并不斷反饋給 ADC0809 這個 A/D轉換芯片，而 ADC0809 芯片也會將電信號轉換成數(shù)字信號后，再次反饋 給 89C51單片機 ，這樣周而復始，直到壓力到達需要值，系統(tǒng)將停止工作。首先，編號 6 部分原是一個旋緊手柄，用于給液壓閥調定一個固定的壓力值，為了讓其可以進行遠程控制，我把旋緊手柄卸下，換上步進電機，并用 軸套 （圖示編號 6）連接步進電機的伸出軸與的伸出軸，讓其可以聯(lián) 動，即當步進電機旋轉時，液壓閥的軸也隨北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 12 其一起旋轉。） Length L(mm) Holding Torque () Resistance (Ω) Inductance (mH) Rotor inertia () Weight (Kg) BS86HB6504 51 275 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 10 我選擇這款壓力傳感器 的原因是， 高溫壓力 傳感器 TQ550它有很適合的量程 0～30MPa（與本次畢業(yè)設計的要求相符）；其次，它可以使用于液壓環(huán)境，可以耐高溫、高壓；然后，它的 響應時間 很短、 響應頻率 較快，可以說是很精密，很適合數(shù)字控制；最后，它體積較小，尺寸很合適我選定的液壓閥。 技術參數(shù) ： 量 程 : 0～ 30 MPa 工作電壓 : 5 DC 精 度 : 177。 一、步進電機常識 常見的步進電機分三種：永磁式（ PM），反應式（ VR）和混合式（ HB），永北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 8 磁式步進 電機 一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為 15度；反應式步進 電機 一般為三相，可實現(xiàn)大轉矩輸出，步進角一般為 ，但噪聲和振動都很大。通過調節(jié)調節(jié)彈簧壓力設定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導 閥啟閉驅動活塞調節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。 最后是反饋部分，對于一個閉環(huán)系統(tǒng)，反饋部分是很重要的一個部分。步進電機可以 運用單片機的輸出功能 ,通過編程實現(xiàn)輸出 3 個信號分別給步進電機的三相 A、 B、C,并通過輸出時信號的循環(huán)次序 ,來設定步進電機的轉動方向及輸出信號的頻率以便設定步進電機的轉動頻率。但這只是從表面上看，我國液壓工業(yè)與國外相比在液壓閥方面的差距，在中低端市場上既不在于技術也不在于質量，而在于管理。隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，催生出以微處理器與軟件技術結合的具體總線傳輸控制的液壓閥系列化產(chǎn)品。與常規(guī)的伺服閥相比，派克漢尼汾公司開發(fā)的采用 VCD（音圈驅動）技術的 DFplus 系列比例閥的動、靜態(tài)特性完全能滿足液壓伺服系統(tǒng)的要求，而其結構上避免了 “ 噴嘴 ” 等對污染極其敏感的因素。比例技術與電子技術的結合可以解決這類問題，是未來液壓應用領域的發(fā)展方向。另一方面采用高性能、高質量、高可靠及低成本的液壓閥就是一種節(jié)能措施。由于多路閥是三位六通的，控制聯(lián)可以做成串聯(lián)功能的，幾個閥組之間只需一根油管就可以組成一個過橋油路，使用起來非常方便，對防止設備聯(lián)動，提高設備的使用安全性是相當必要的。其中手柄控制使用最為廣泛，即可以控制動作又可以作為應急備用。典型的應用在 SauerDanfoss 的 PVG比例多路閥上已經(jīng)可見， EATON－ VICHERS 的二 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 2 通插裝流量閥專利產(chǎn)品也可見到。這是因為螺紋插裝閥不只是一種結構形式的變化，而它還給液壓閥的發(fā)展帶來了原來意想不到的推動力。第二個層面是技術與市場相結合。s innovation also bring new vigor to the fluid system. Now, the hydraulic valve had enormous development in aspects volume, performance, energy consumption, intellectualized, manufacture processing craft and etc. Along with the hydraulic system, the electronic technology, the IT technology and working39。一方面，流體傳動系統(tǒng)的優(yōu)化升級需要液壓閥相應提高性能；另一方面，液壓閥本身的創(chuàng)新也給流體系統(tǒng)帶來了新的活力。 看它的獨特性能，在今后的市場上，勢必將占有更大的份額！ 關鍵詞 ： 數(shù)字液壓閥；步進電機；單片機控制；壓力傳感器反饋 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） Abstract The hydraulic valve is the indispensable part of function unit in the fluid drive. The fluid drive system39。各大跨國液壓公司已經(jīng)或正在發(fā)展基于這一技術基礎上的液壓閥系列產(chǎn)品，并用 于液壓泵的變量控制以及系統(tǒng)的各種閥控回路上。今后的趨勢是螺紋插裝閥在擠壓板式閥的市場空間。同時應該看到液壓正向 42～ 48MPa 領域發(fā)展，要能達到這一壓力領域，閥的連接形式只有插裝式。安裝閥板的配合孔精度要求很高，在單件小批量非數(shù)控加工的條件下，很容易產(chǎn)生不合格品。多路閥進油聯(lián)、控制聯(lián)、出油聯(lián)能夠有機地組合在一起，只進行簡單的拆分就可以湊成聯(lián)數(shù)不同的換向閥組來分別控制多個執(zhí)行機構，如油缸、液壓、馬達等。從節(jié)能的角度看，采用泵控的液壓系統(tǒng)應比閥控的系統(tǒng)好。所以液壓閥的集成化發(fā)展方向應該在節(jié)能方面是可行的，這樣可以減少泄漏，提高產(chǎn)品間的兼容性，一種閥可以實現(xiàn) 3種甚至 4 種功能，這樣對節(jié)能是有幫助的，也提高了應用的便捷性。通過一個帶有內置位移傳感器的伺服缸，一個帶有閉環(huán)功能數(shù)字控制器的比例閥，連接到電源和閥體本身的電子傳感器反饋，并連接到機器設備的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中，是實現(xiàn)高精度可控制軸運動的最佳解決方案。但隨著材料技術的發(fā)展，電子計算機技術的發(fā)展，以及先進加工技術的發(fā)展，呈現(xiàn)出液壓閥發(fā)展的多元性及深入性。 在今后幾年，螺紋插裝閥的市場占有量將由現(xiàn)在的 5%～ 10%增至 25%～ 30%，二通插裝閥的市場占有量將由現(xiàn)在的 15%～ 20%增至 20%～ 25%，而疊加式、板式、管式等閥種的市場占有量將有可能下降。 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 6 第二章 數(shù)字液壓閥結構 設計 機械 部分設計，其中一個主要的部分就是對于普通液壓閥的改造，使其成為一個數(shù)字液壓閥，可以用計算機進行遠程控制。 89C51 單片機是一個使用很普遍的芯片，它的 40 個引腳的功能，也基本上可以滿足我這次設計的需要，是一個很好用的芯片。由主閥和導閥兩部分組成。 我選擇這款液壓閥有以下幾個理由：首先 ，它本身可以用于液壓油路，而且它的性能可以適應大流量（本次畢業(yè)設計，液壓閥必須可以承受 30MPa 的壓力）；其次，他可以適應大流量的變化（ 0～ 30MPa 的壓力變化）；它的靈敏度比較高，比較適合改造成數(shù)字液壓閥；最后，它的結構比較好，可以較為容易的進行改造工作。它 應用 了 先進的離子束濺射和離子束刻蝕工藝 ， 將應變電橋直接制作在金屬測壓膜片上。%FS/℃ 溫度對靈敏度影響 :177。壓力油由閥的進口流入，經(jīng)減壓口減壓后從出油口流出。 第三章 控制系統(tǒng)硬件設計 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 13 本次畢業(yè)設計中， 采用 89C51 單片機 、驅動芯片， A/D 轉換器、壓力傳感器、步進電機和負載來構成一個整體的控制系統(tǒng)的硬件部分。 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。 ALE 端負載驅動能力為 8 個 LSTTL 門。負載能力為 8 個 LSTTL 門。當 A 相控制繞組接通脈沖電流時 ,在磁拉力作用下使 A相的定、轉子對齊 ,相鄰的 B相和 D 相的定、轉子小齒錯開。運用單片機的輸出功能 ,通過編程實現(xiàn)輸出 3 個信號分別給步進電機的三相 A、 B、 C,并 通過輸出時信號的循環(huán)次序 ,來設定步進電機的轉動方向及輸出信號的頻率以便設定步進電機的轉動頻率。 反饋電路 本次畢業(yè)設計，我選用的傳感器為 高溫壓力傳感器 TQ550 型。89C51 單片機 P00～ P07 引腳根據(jù)介紹我們可以知道， 它們的作用是 訪問片外存貯器時作為低八位地址線和八位數(shù) 據(jù)線（復用）。引腳 9與步進電機的四個相位 4 相連。 本次軟件編程的主要要達到的目的是： 89C51單片機通過輸出脈沖來控制 步進電機的轉速和旋轉方向，然后接受壓力傳感器通過 A/D轉換的反饋信號，以控制系統(tǒng)是否繼續(xù)動作。四相八拍 環(huán)形脈沖控制字存放在數(shù)組 step [ ]中。 根據(jù)本次畢業(yè)設計的實際情況，期望的步進電機轉速 n為 30 轉 /分 、固有步進角T為 度、 細分倍數(shù) x 為 2。 /* 定義函數(shù) */ for(i=0。 /* 結果保存到 ADRESULT的存儲空間 */ return result。m7。 /* INT0、 INT1 中斷允許 */ while (1) 。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。 上述過程完成后，就是根據(jù)實驗要求做模擬實驗。 至此對象選擇完畢。 特殊功能寄存器 中斷系統(tǒng)和外部功能控制寄做特殊功能寄存器 簡稱 SFR 其中很多寄存器都可位尋址 可通過名字進行引用 如果要對中斷使能寄存器中的 EA 位進行尋址 可使用 EA 或 或 0AFH SFRs 控制定時 / 計數(shù)器 串行口 中斷源及中斷優(yōu)先級等 這些寄存器的尋址方式和 DATA 取中的其它字節(jié)和位一樣可位尋址 SFR 如表 A1所示 可進行位尋址的 SFR 表 A1 IDATA 區(qū) 8051 系列的一些單片機如 8052 有附加的 128 字節(jié)的內部 RAM 位于從 80H 開始的地址空間中 被稱為 IDATA 因為 IDATA 區(qū)的地址和 SFRs 的地址是重疊的 北京工商大學畢業(yè)論文（設計） 37 通過區(qū)分所訪問的存儲區(qū)來解決地址重疊問題 因為 IDATA 區(qū)只能通過間接尋址來訪問 XDATA 區(qū) 8051 的最后一個存儲空間為 64K 和 CODE 區(qū)一樣 采用 16 位地址尋址