【正文】 通過這次課程設計我深刻的感到了理論和實踐之間的巨大差距極其之間的聯系。 第 25 頁 5 設計總結、致謝 本次課程設計是我所做的最綜合的一個題目，它跨越了機械和電氣兩大領域。它具有結構簡單、體積小、使用維護方便、分斷能力較高、限流性能良好等特點，以內功用十分廣泛。 ⑵ 接觸器 接觸器是用來接通或分斷電動機主電路或其他負載電路的控制電器。要求正反轉互鎖、 Y/△互鎖。圖中各元器件的作用如表所示： 表 元器件作用列表 第 23 頁 交流電機的星 — 三角形啟動 對于正常運行時定子繞組接成三角形的鼠籠型異步電動機，在啟動時，為了保護電動機，一般采用 Y/△降壓啟動方法來達到限制啟動電流的目的。為了保證在矩形脈沖電壓相當窄時，也即頻率足夠高時，步進電機仍能正常步進工作，可以提高開關回路的電壓。但是，增大 Rc時，又會使穩(wěn)態(tài)電流值減小，從而影響電機的力矩。 (2)線路時間常數對頻率特性的影響 步進電機的每相繞組供電都是通過功率開關電路進行的。步進電機的頻率特性曲線，是步進電機的工作頻率及其對應轉動力矩所作出的曲線，典型的步進電機頻率特性曲線如圖 2所示。 例如：對于三相反應式步進電機而言，工作方式有三拍和六拍之分。若勵磁信號反向傳送，則步進電動機反轉。若勵磁信號反向傳送，則步進電動機反轉。若每旋轉一圈以 200 個勵磁信號來計算，則每個勵磁信號前進 18 度，其旋轉角度與脈沖數成正比，正、反轉可由脈沖順序來控制。在 RS232C 的總線連接上采用最簡單的三線連接模式，即連接 DB9 的 TXD、RXD 和 GND 三端。 162738495DB9TextDCDDSRRXDRTSTXDCTSDTRRIGND 圖 DB9連接器引腳定義 表 DB9連接器信號說明 引腳號 符號縮寫 方向 說明 1 DCD 輸入 數據載波 檢出 2 RXD 輸入 接受數據 3 TXD 輸出 發(fā)送數據 4 DTR 輸出 數據終端準備好 5 GND 信號地 6 DSR 輸入 數據準備就緒 7 RTS 輸出 請求發(fā)送 8 CTS 輸入 允許發(fā)送 9 RI 輸入 振鈴提示 RS232C 標準的電氣特性參數有帶 37KΩ時驅動器的輸出電平、輸出開路時接受器的輸出邏輯、輸入經 300Ω接地時接收器的輸出邏輯和驅動器轉換速率等。 P2 口： 8位準雙向 I/O 口，與地址總線（高 8位）復用，可驅動 4 個 LS 型 TTL負載。 PSEN（ 29引腳）：程序存儲器允許輸出控制端，為低電平有效。 RST/VPD(9 引腳 )： RST（ RESET）是復位信號輸入端，高電平有效。 Vss(20 引腳 )：接地。光電耦合器件是把發(fā)光器件 (如發(fā)光二極管 )和光敏器件 (如光敏三極管 )集成在一起，通過光線實現耦合構成電 光和光 電的轉換器件。 表 CH452按鍵編址 單片機控制單元模塊電路 控制原理 本次設計是以單片機為核心進行設計的。在鍵盤掃描期間， DIG7～ DIG0 引腳按照 DIG0至 DIG7 的順序依次輸出高電平，其余 7個引腳輸出低電平； SEG7～ SEG0引腳的輸出被禁止，當沒有鍵被按下時， SEG7～ SEG0都被下拉為低電平；當有鍵被按下時，例如連接 DIG3與 SEG4的鍵被按下，則當 DIG3輸出高電平時 SEG4 檢測到高電平；為了防止因為按鍵抖動或者外界干擾而產生誤碼， CH452實行兩次掃描，只有當兩次鍵盤掃描的結果相同時，按鍵才會被確認有效。通過設定， CH452 還可以工作于 BCD譯碼方式， 該方式主要應用于數碼管驅動，單片機只要給出二進制數 BCD 碼，由 CH452 將其譯碼后直接驅動數碼管顯示對應的字符。 CH452內部具有 8 個 8 位的數據寄存器，用于保存 8 個字數據，分別對應于 CH452所驅動的 8個數碼管或者 8 組每組 8 個的發(fā)光二極管。 其它 ? 內置時鐘振蕩電路，不需要外部提供時鐘或者外接振蕩元器件，更抗干擾。 第 7 頁 ? 提供按鍵釋放標志位 ，可供查詢按鍵按下與釋放。 ? 各數碼管的數字獨立閃爍控制，可選快慢兩種閃爍速度。 S E G 015S E G 116S E G 217S E G 318S E G 419S E G 520S E G 621S E G 722D I G 01D I G 12D I G 23D I G 34D I G 45D I G 56D I G 67D I G 78V C C23A D D R25H 3L 214G N D9G N D10R S T12I N T24S C L27S D A26C H 4 52R 6620 0C222 0C10. 1V C CK0K88 1N 40 018 2K 圖 顯示單元模塊電路圖 鍵盤的掃描原理與數碼管的掃描顯示原理類似，依次將矩陣鍵盤的某行或某列置一，再逐個判斷改行或該列上是否有信號為高，有則說明兩座標相交處的按鍵按下了。 三相交流 單片機 H D 727 9 A 4*8 鍵盤 8L E D 顯示 串行通信 光電隔離 光電隔離 功率接口 功率接口 步進電機 X 步進電機 Y 行程開關 工作臺 至上位即 繼電器控制 圖 總體方案設計圖 第 5 頁 3 單元模塊設計 鍵盤與顯示模塊 模塊工作原理 本單元模塊電路的功能是通過對單片機編程，使當前按鍵信息在 8個 LED上顯示出來，由芯片 CH452來對數碼管進行驅動，并對鍵盤進行掃描 。它的運行速度和步距不受電源電壓波動及負載的影響，因而被廣泛應用于數模轉換、速度控制和位置控制系統(tǒng)。 1 前言 機電一體化是以機械技術和電子技術為主題，多門技術學科相互滲透、相互結合的產物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科。設計的總體思路是準確安全的對工作 臺和電機進行控制。因此將專用機床設計成微機數控機床已成為機床設計的發(fā)展方向之一。設計采用單片機對系統(tǒng)進行控制，單片機的包括鍵盤與顯示的控制、與 PC 機的串口通訊、以及電機輸入輸入輸出信號的控制。同樣，在下一時刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選通位顯示出相應的字符，而其他各位則是熄滅的。 ? 可選數碼管的段與數據位相對應的不譯碼方式或者 BCD 譯碼方式。 （ 2） 鍵盤控制 ? 內置 64 鍵鍵盤控制器，基于 8 8 矩陣鍵盤掃描。 ? 2 線串行接口：支持兩個 CH452 芯片并聯（由 ADDR 引腳電平設定各自地址）。 CH452內部具有電流驅動級，可以直接驅動 1 英寸的共陰數碼管，段驅動引腳 SEG6～ SEG0 分別對應數碼管的段 G～段 A，段驅動引腳 SEG7 對應數碼管的小數點，字驅動引腳 DIG7～ DIG0分別連接 8 個數碼管的陰極； CH452 也可以連接 8 8矩陣的發(fā)光二級管 LED陣列或者 64 個獨立發(fā)光管或者 64級光柱； CH452可以改變字驅動輸出極性以便直接驅動共陽數碼管（不譯碼方式），或者通過外接反相驅動器支持共陽數碼管，或者外接大功率管支持大尺寸的數碼管。 CH452默認情況下工作于不譯碼方式，此時 8個數據寄存器中字數據的位 7～位 0分別對應 8 個數碼管的小數點和段 G～段 A，對于發(fā)光二極管陣列，則每個字數據的數據位唯一地對應一個發(fā)光二級管。在鍵盤掃描期間， DIG7～ DIG0 引腳用于列掃描輸出， SEG7～ SEG0 引腳都帶有內部下拉電阻，用于行掃描輸入。單片機可以在任何時候讀取按鍵代碼，但一般在 CH452檢測到有效按鍵而產生鍵盤中斷時讀取按鍵代碼，此時按鍵代碼的位 6總是 1，另外，如果需要了解按鍵何時釋放，單片機可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位 6為 0。工作臺工作時的指示燈則由 P14P17 和 T0、 T1 控制，分別用于提示操作人員工作臺是在哪個坐標上朝哪個方向運動?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 XTAL1（ 18 引腳）：接外部晶體的另一端，在該引腳的內部接至內部反向放大器的輸出端。當單片機訪問外部存儲器時， ALE 輸出信號的負跳沿用于單片機 發(fā)出的低 8位地址經外部鎖存器鎖存的鎖存控制信號。在對 Flash 閃速存儲器編程時，該引腳加上 +12V 或是 +5V 的編程允許電源。 RS232C 的推薦最大電纜 長度為 15m，實際通信中可以以降低通信速率為代價適當延長通信距離。 本設計采用 MAX232 芯片實現單片機和上位機之間電平的轉換，而且該芯片本身對電流具有一定的泵升的作用，因此廣泛應用于串行通信中。它在工業(yè)過程控制中得到廣泛的應用，尤其在智能儀表和需要精確定位的場合應用更為廣泛。 分述如下： A、 1 相勵磁法：在每一瞬間只 有一個線圈導通。 C、 12 相勵磁法：為 1 相與 2 相輪流交替導通。通電一周的周期越短，即驅動頻率越高，則電機轉速越快，但步進電機的轉速也不可能太快，因為它每走一步需要一定的時間，若信號頻率過高，可能導致電機失步，甚至只在原步顫動。步進電機對繞組的通電頻率有一定的要求。拍數本質上也就是轉動一個齒距所需的電源電壓換相次數，值得指出的是換相是指對步進電機各相繞組進行轉換，而電源電壓是單極性的固定的。 第 21 頁 圖 步進電機一線繞組的開關回路 開關回路時間常數 Tj 對注入電機繞組的電流達到穩(wěn)定值的時間有極大關系，它影響到步進電機的工作頻率。 (3)開關回路電壓對頻率的影響 在一般應用中，開關電路的脈寬和流人繞組的電流的最大值，必定會隨開關電路換相頻率的提高而相應減小。 本設計對交流電機的正反轉控制的電氣原理圖如下所示： U?07 0 2 0 3U?07 0 2 0 3U?U?U?U?U?07 1 3 0 1 U?07 1 3 0 1U?07 1 3 0 1U?07 1 3 0 1U?07 1 5 0 1U?07 1 5 0 1U?07 1 5 0 1U?07 1 5 0 1U?常閉開關 _1U?常閉開關 _1_1( 2 / 1 )K1( 2 / 3 )K2F U S 1F R 1( 2 / 1 )M～3U?三相電機 _1 圖 交流電機正反轉控制的電氣原理圖 要實現三相鼠籠型異步電動機的正反轉控制，只要把三相線當中的任意兩相調