智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(黃色為原理)(編輯修改稿)
2025-04-01 01:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 6/32 A A0 位則對(duì)應(yīng)了芯片中相應(yīng)的寄存器地址，各功能控制指令的端口地址如表 11所示。 表 11 控制指令地址 功能 地址 作用 Z 軸步進(jìn)電機(jī)控制 0x267 控制指令端口地址 0x264 脈沖頻率端口地址（計(jì)數(shù)器 0） 0x265 位置控制端口地址（計(jì)數(shù)器 1） 0x266 時(shí)鐘分頻端口地址（計(jì)數(shù)器 2） 3 軸步進(jìn)電機(jī)控制 0x263 控制指令端口地 址 0x260 電機(jī)頻率端口地址（計(jì)數(shù)器 0） 0x261 位置脈沖端口地址（計(jì)數(shù)器 1） 0x262 時(shí)鐘分頻端口地址（計(jì)數(shù)器 2） I/O 接口控制 0x269 限位開(kāi)關(guān)端口地址（ PB0~PB3） 0x26B 電機(jī)方向控制端口地址 雙擊元件庫(kù)中需要添加到原理圖里的元件，然后就可以添加到原理圖里，鼠標(biāo)右鍵是取消。如果要旋轉(zhuǎn)或鏡向元件，用鼠標(biāo)左鍵一直點(diǎn)住元件，然后按空格或按“ x”鍵。雙擊原理圖里的元件，可以看到該元器件的屬性，其中就包括 PCB 封裝，如圖17 所示。 圖 17 元器件屬性 以下有一些快捷鍵，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)用到： Esc 退出當(dāng)前操作 PageDown or Ctrl+ mouse wheel 以光標(biāo)為中心縮小畫(huà)面 PageUp or Ctrl+ mouse wheel 以光標(biāo)為中心放大畫(huà)面 Mouse wheel 以鼠標(biāo)滾動(dòng)上下移動(dòng)畫(huà)面 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 7/32 Shift + mouse wheel 以鼠標(biāo)滾動(dòng)左右移動(dòng)畫(huà)面 Ctrl + z 撤消上一次操作 Ctrl + y 重復(fù)上一次操作 Ctrl + a 全選 Ctrl + s 保存當(dāng)前文件 Ctrl + c 復(fù)制 Ctrl + x 剪切 Ctrl + v 粘貼 Delete 刪除 p+w 電氣連接線（元件之間的連接一定要用這個(gè)） p+n 放置網(wǎng)絡(luò)編號(hào)（如圖中的 D0、 D1 等） p+o 放置電源符號(hào)（如圖中的 GND 或 +5V） 完成原理圖的元件擺放和連接后，需要給所有零件進(jìn)行唯一編號(hào)，可以采用自動(dòng)編號(hào)方式，過(guò)程如圖 18所示。點(diǎn)擊 Tools— Annotate，在跳出的對(duì)話框里點(diǎn)擊 Reset All，先將所有器件的編號(hào)清除；然后點(diǎn)擊 Update Changes List，給所有零件進(jìn)行唯一編號(hào)；最后點(diǎn)擊 Accept Changes(Create ECO)，在跳出的對(duì)話框里點(diǎn)擊 Execute Changes 接受編號(hào)的修改。 圖 18 零件自動(dòng)編號(hào) 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 8/32 在工程里創(chuàng)建印制電路板圖紙，將原理圖的信息導(dǎo)入 PCB 圖中。 此前只是完成了主控制器的原理圖設(shè)計(jì)，要制作真正的電路板，還需要進(jìn)行 PCB設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)際電路板的大小、走線、元器件的位置等進(jìn)行設(shè)計(jì)，所形成的擴(kuò)展名為*.PcbDoc 的文檔就是將來(lái)要生產(chǎn)實(shí)際電路板時(shí)，需要交給廠家的信息文件。 選擇 File— New 并點(diǎn)擊 PCB。一個(gè)名為 PCB1. PcbDoc 的 PCB 圖紙出現(xiàn)在設(shè)計(jì)窗口中，并且該圖紙文件也自動(dòng)地添加（連接）到項(xiàng)目 。 通過(guò)選擇 File— Save As 來(lái)將 PCB1. PcbDoc 文件重命名（擴(kuò)展名為 *.PcbDoc）。指定你要把這個(gè)原理圖保存在你的硬盤(pán)中的位置，在文件名欄鍵入 ，并點(diǎn)擊 Save。 回到原理圖 設(shè)計(jì)的界面，點(diǎn)擊 Design— Update PCB Document ，如圖 19 所示。在跳出的對(duì)話框里點(diǎn)擊 Execute Changes，如果沒(méi)有報(bào)錯(cuò)的話，電路的所有信息將導(dǎo)入 PCB文件 ，那么在 文件中可以看到如圖 110 所示，紅色圈的就是所有器件。 圖 19 原理圖信息導(dǎo)入 PCB 圖 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 9/32 圖 110 PCB 圖 PCB 圖中元件布局與電氣布線。 元器件導(dǎo)入到 PCB 文件中，僅僅是將元器件的封裝信息以及引腳電氣連接信息導(dǎo)入，器件的位置、走線和電路板尺寸還沒(méi)有確定，需要設(shè)計(jì)者手動(dòng)完成。 圖 111 是本實(shí)驗(yàn)所用主控制器元器件排布的 PCB 圖，供參考。元件布局原則是： 按電路模塊進(jìn)行布局，模塊中的元件采用就近集中原則 ； 重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局 ； 總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號(hào)線最短； 相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用 “對(duì)稱(chēng)式 ”標(biāo)準(zhǔn)布局 ； 貼片單邊對(duì)齊，字符方向一致，封裝方向一致。 圖 111 主控制器元件布局 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 10/32 如果要旋轉(zhuǎn)元件，用鼠標(biāo)左鍵一直點(diǎn)住元件，然后按空格鍵。元件布局完成后，選擇 KeepOut Layer，按 p+l 鍵為電路板畫(huà)出外形，這就是將來(lái)制作出來(lái)的電路板實(shí)際尺寸。接下來(lái)需要進(jìn)行布線（走線），可以手工布線也可以自動(dòng)布線，手工布線的快捷鍵是 p+t；自動(dòng)布線則點(diǎn)擊 Auto Route— All，在跳出的窗口中點(diǎn)擊 Route All，則啟動(dòng)布線引擎，最后顯示 100%則表示 所有的電氣連接線都能成功地布完。 圖 112 PCB 布線 三 實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要包括的內(nèi)容 繪制的主控制器原理圖（截圖，打?。?。 繪制的主控制器 PCB 圖（截圖，打?。?。 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 11/32 實(shí)驗(yàn)二 硬件尋址方式控制機(jī)器手運(yùn)動(dòng) 一 實(shí)驗(yàn)配置 裝有 windows 系統(tǒng)的 PC 一臺(tái)。 安裝 Visual C++ 。 U盤(pán)一個(gè)。 4 自由度機(jī)器手一臺(tái)。 二 實(shí)驗(yàn)步驟 建立對(duì)話框界面程序。 從“開(kāi)始”菜單里打開(kāi) Microsoft Visual C++ 。利用 VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)編寫(xiě)控制 程序。 MFC 是 MFC 是 Microsoft Foundation Class 縮寫(xiě)，即微軟基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)，是一個(gè)架構(gòu)在 Windows API 之上 C++ 類(lèi)別庫(kù)（ C++ Class Library），里面包含了很多現(xiàn)成的窗體控件類(lèi)，意圖使 Windows 程式設(shè)計(jì)過(guò)程更有效率，更符合物件導(dǎo)向的精神。 Visual C++里可以創(chuàng)建的 MFC 窗體程序有三種：對(duì)話框、單文檔視圖和多文檔視圖。其中以對(duì)話框結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，所以我們就以對(duì)話框作為我們的第一個(gè) Windows 視窗程序。按照如下步驟： 點(diǎn)擊左上角菜單項(xiàng)“ 文件”→“新建”→選擇 MFC AppWizard→輸入工程名： Test→確定。 圖 21 選擇工程性質(zhì) 智能機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 12/32 圖 22 選
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