【文章內容簡介】 大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數(shù)設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數(shù)設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。增量式編碼器特點：增量式編碼器轉軸旋轉時，有相應的脈沖輸出，其計數(shù)起點任意設定，可實現(xiàn)多圈無限累加和測量。編碼器軸轉一圈會輸出固定的脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵的線數(shù)決定。需要提高分辨率時，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號進行倍頻或更換高分辨率編碼器。（8）絲桿及螺母副(1).主要確定絲桿的外徑d，及長度，選擇螺紋的類型，牙型角β，計算出螺紋中徑d2，螺紋升角φ，定出螺距P，求出螺紋導程S?？捎孟率竭M行計算此公式也用來計算齒輪等圓形零件的轉動慣量i 由電機軸到絲杠一級齒輪減速器的傳動比，（10）滾動軸承滾動軸承的類型、尺寸和公差等級均已制定有國家標準，在機械設計中只需根據(jù)工作條件選擇合適的軸承類型，尺寸和公差等級等，并進行軸承的組合結構設計。按滾動軸承承受載荷的作用方向，常用軸承可分為三類，即徑向接觸軸承、向心角接觸球軸承和軸向接觸軸承。在機械手的設計中，通常使用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承和推力球軸承的組合件。選擇軸承要根據(jù)它所支承的軸的粗度（一般軸徑的設計要先由計算的強度來確定基本尺寸，再根據(jù)GB/T282281 來選取標準尺寸，也可以根據(jù)標準件如軸承等決定）來決定的，選定軸承后，還要進行軸承的壽命計算，可以根據(jù)下面的經驗公式來計算。軸承的壽命：4 軟件電路部分設計 單片機的選擇（1） 單片機的概念單片機是將計算機的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機。通常在芯片內含有CPU、ROM、RAM、并行I/O 口、串行口、定時/計數(shù)器、中斷控制系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。（2） 單片機特點1) 優(yōu)異的性能價格比。2) 高、體積小、可靠性高。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內部采用總線結構，減少了各芯片之間的連線，大大提高了計算機的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。3) 控制功能強。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)種均有極豐富的轉移指令、I/O 口的邏輯操作及位處理功能，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。4) 低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品。5) 單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置叫典型、規(guī)范，容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。（3） 單片機硬件結構1) 89C52 系列單片機基本配置如下：a) 微處理器該單片機中有一個8 位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進行位變量的處理。b) 數(shù)據(jù)存儲器片內為128 個字節(jié)，片外最多可外擴至64k 字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。c) 程序存儲器由于受集成度限制，片內只讀存儲器一般容量較小，如果片內的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至64k 字節(jié)。d) 中斷系統(tǒng)具有5 個中斷源，2 級中斷優(yōu)先權。e) 定時器/計數(shù)器片內有2 個16 位的定時器/計數(shù)器， 具有四種工作方式。f) 串行口1 個全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來進行串行通訊，擴展并行I/O 口，甚至與多個單片機相連構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。g) P1 口、P2 口、P3 口、P4 口為4 個并行8 位I/O 口。h) 特殊功能寄存器共有21 個，用于對片內的個功能的部件進行管理、控制、監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM 區(qū)。2) 引腳及其功能a) 電源及時鐘引腳VCC：接+5V 電源正端；VSS：接+5V 電源地端；X1：接外部晶體振蕩器的一端；X2：接外部晶體振蕩器的另一端。b) 控制引腳RESET：單片機上電復位端。ALE：當訪問外部存儲器時，ALE 一每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0 口的低8 位地址。PSEN：為片外程序存儲器讀選通信號輸出端。EA ：為訪問外部程序存儲器控制信號，低電平有效。c) 輸入/輸出引腳P3 口的第二功能：：RXD，串行輸入通道；：TXD，串行輸出通道；：INT0，外部中斷0；：INT1，外部中斷1；：T0，計數(shù)器0 外部輸入；：T1，計數(shù)器1 外部輸入；：WR ，外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通；： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。 圖41 89c51 引腳圖 驅動芯片的選擇在微機控制系統(tǒng)中，還要處理另一類數(shù)字量，即開關信號、脈沖信號。它們是以二進制的邏輯“1”和“0”，即電平的高和低出現(xiàn)的。如開關觸電的閉合和斷開，指示燈的亮和滅，繼電器和接觸器的吸合和釋放，馬達的啟動和停止，晶閘管的通和斷，閥門的打開和關閉等，我們稱為開關量。開關量所控制的執(zhí)行器所要求的控制電壓一般都比較高，電流一般都較大，有的是直流驅動，有的是交流驅動，必須根據(jù)具體對象采用適當?shù)慕涌?。開關量的輸出接口實質上是利用計算機做“弱電”控制“強電”。它需要解決兩個重要問題：隔離和驅動。用單片機控制各種各樣的高壓、大電流負載，如電動機、電磁鐵、繼電器、燈泡等時，不能用單片機的I/O 線來直接驅動。P0、PPP3 四個口都可以做輸出口，但其驅動能力不同。P0 口的驅動能力較大，當其輸出高電平時，可提供400 m A的電流；當其輸出低電平（）時，的灌電流，如低電平允許提高，灌電流會相應加大。PPP3 口的每一位只能驅動四個LSTTL，即可提供的電流只有P0 口的一半。所以，用低電平輸出可獲得比高電平輸出更大的驅動能力。目前，一些MCS51 系列單片機的引腳驅動能力有所提高，如89C2051，一些引腳可提供20mA 的灌入電流。但大多數(shù)場合，單片機I/O 口的驅動能力是不夠的，必須通過各種驅動電路的開關電路來提高驅動能力。 電機驅動芯片LMD18200 原理及應用 LMD18200 是美國國家半導體公司(NS)推出的專用于直流電動機驅動的H 橋組件。同一芯片上集成有CMOS 控制電路和DMOS 功率器件，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統(tǒng)。LMD18200 廣泛應用于打印機、機器人和各種自動化控制領域。下面介紹 LMD18200 芯片的結構、原理及其典型應用。（1）主要性能峰值輸出電流高達6A，連續(xù)輸出電流達3A；工作電壓高達55V；Low RDS(ON) typically per switch；TTL/CMOS 兼容電平的輸入；無 “shootthrough” 電流；具有溫度報警和過熱與短路保護功能；芯片結溫達145℃，結溫達170℃時，芯片關斷；具有良好的抗干擾性。（2） 典型應用l 驅動直流電機、步機電機l 伺服機構系統(tǒng)位置與轉速l 應用于機器人控制系統(tǒng)l 應用于數(shù)字控制系統(tǒng)l 應用于電腦打印機與繪圖儀（3） 內部結構和引腳說明LMD18200 外形結構如圖1 所示，內部電路框圖2 如圖所示。它有11 個引腳,采用TO220 和雙列直插式封裝。 各引腳的功能如下LMD18200 工作原理：內部集成了四個DMOS 管，組成一個標準的H 型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2 個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz 左右的工作頻率。可在引腳11 外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。引腳 10 接直流電機電樞，正轉時電流的方向應該從引腳步到引腳10；反轉時電流的方向應該從引腳10 到引腳2。電流檢測輸出引腳8 可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，并周期性的自動恢復輸出。如果過電流持續(xù)時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9 輸出，當結溫達到145 度時引腳9 有輸出信號。 典型應用LMD18200 典型應用電路如圖3 所示。LMD18200 提供雙極性驅動方式和單極性驅動方式。雙極性驅動是指在一個PWM 周期里，電動機電樞