【正文】 300步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的確定(4) 確定電動機(jī)最大轉(zhuǎn)速絲桿轉(zhuǎn)速：步進(jìn)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速：(5) 確定運(yùn)行頻率步進(jìn)電機(jī)采用3相6拍方式 驅(qū)動回路運(yùn)行參數(shù)確定采用三相六拍方式的控制脈沖。每相工作三拍改變依次通電狀態(tài)，但為了每一拍都能正常工作，每拍脈沖寬度的時間電流上升至額定電流的60%，即負(fù)載回路的時間常數(shù)L步進(jìn)電機(jī)一相繞組的平均電感量 ； ——通電回路的電阻。 若選用線路簡單的串聯(lián)電阻法改善靜電流上升沿，其時間常數(shù)為：在電阻上損耗的功率為：顯然不合理。故選用雙電源電路。 高壓電源的確定電機(jī)每相工作三拍改變一次通電狀態(tài)，設(shè)要求在控制脈沖寬度時間內(nèi)相電流達(dá)到額定電流的60%，這個時間也就是高壓電源工作時間，即單穩(wěn)翻轉(zhuǎn)時間，其值為：高電壓電源電壓 原件的確定（1）三極管的選擇為了使電路簡單，緊湊，功率放大T1與T2選用硅NPN型半導(dǎo)體三極管2SC3858。其極限參數(shù)為：200V200V17A5A≥50200W150℃55~150℃（2）電阻R5和R6的確定當(dāng)步進(jìn)電機(jī)穩(wěn)定工作時，其負(fù)載電流，此時三極管T1處于飽和狀態(tài)，T2截止，則：T1基極電流β——電流放大倍數(shù)，取2000；等效電阻光耦合器選擇（G0103）， 則：選擇光耦輸入電流為，（最大電流為50mA），電流傳輸比，解方程得：R5= KΩ，R6=2 KΩ（3） 電阻RR2的確定，所以電阻R2為：（4） 電阻RR4的確定若使電流上升沿陡，希望T2工作于飽和狀態(tài)（實(shí)際還沒有達(dá)到飽和電流，單穩(wěn)已翻轉(zhuǎn)成低電平）。首先確定基極電流。① 負(fù)載的平均阻抗：② T2飽和電流：③T2基極電流：④光耦合器輸入電流為10mA，所以輸出電流為：⑤⑥確定T2發(fā)射極電勢在期間，是變化的，變化范圍近似為，故計算平均值⑦計算T2等效電阻：⑧電阻⑨電阻（5） 確定為提供給單穩(wěn)和驅(qū)動門足夠的輸入電流(取10mA)，所以：=500。（6） 二極管DD2選擇選用MUR1540二極管，最高反向電壓400V，整流電流15A。（7） 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器HD74HC221翻轉(zhuǎn)時間確定 當(dāng)HD74HC221的“清除端”加高電平，A端加低電平時，B端正躍變可使HD74HC221的Q端從低電平變成高電平，經(jīng)過一段時間自動翻轉(zhuǎn)成低電平，恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，Q端輸入一個脈沖，脈沖寬度由外電阻RT取10K和CZ決定，如圖所示，則：采用3片HD74HC221對電動機(jī)的三相進(jìn)行控制。第四章 微機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計一、模塊組成本程序主要由如下模塊組成：主模塊，用于系統(tǒng)初始化和監(jiān)控。子程序模塊。越界報警、急停處理模塊。實(shí)時修改顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)模塊。鍵盤、顯示定時掃描管理模塊。其中除主模塊和子程序模塊外，其余均為中斷執(zhí)行方式模塊。二、緩沖區(qū)設(shè)置應(yīng)設(shè)置兩個緩沖區(qū)：鍵盤緩沖區(qū)和顯示緩沖區(qū)。鍵盤緩沖區(qū)主要用于存放由鍵盤輸入的命令，長度為4字節(jié)，地址為AT89S51內(nèi)部RAM區(qū)20H~23H，第一字可用于緩沖區(qū)空、滿等標(biāo)志，定義如下：（20H）=00H，緩沖區(qū)為空，（20H）=01H，緩沖區(qū)內(nèi)未處理完的命令個數(shù)，顯然（20H）=30H時即為滿。其余3個字節(jié)內(nèi)存放具體的命令碼。為防止誤操作，可以進(jìn)一步規(guī)定：命令碼若為00H，為無效命令。從本系統(tǒng)的施加情況及后面的軟件框圖可以看出，鍵盤緩沖區(qū)很少出現(xiàn)兩個或兩個以上未處理的命令碼，一般情況只要一個命令碼，馬上會得到處理。 顯示緩沖區(qū)主要用于存放欲顯示的具體數(shù)據(jù)，每一字節(jié)對應(yīng)一顯示位，共5個字節(jié)，地址為AT89S51內(nèi)部RAM 25H~29H，分別對應(yīng)百位、十位、個位（包括小數(shù)點(diǎn)）、10E1位和10E2位。除以上緩沖區(qū)外，根據(jù)需要，可以設(shè)立一些標(biāo)志位，視具體情況而定。三、中斷優(yōu)先級所處理時間為緊急的則其中斷級別為最高，根據(jù)本題實(shí)際情況，中斷模塊的優(yōu)先級如下： 模塊名 級別越界報警、急停處理模塊 0 高 實(shí)時修改顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)模塊 1鍵盤、顯示定時掃描管理模塊 2 低四、各模塊說明及流程圖主模塊主模塊功能為：初始化、監(jiān)控。其中初始化包括8155初始化、緩沖區(qū)清零、定時/計數(shù)常數(shù)的設(shè)置、開中斷等處理；監(jiān)控主要判斷是否有命令按下，并根據(jù)命令調(diào)用相應(yīng)的子程序模塊。主模塊流程圖如下； 根據(jù)鍵盤功能鍵的設(shè)定，相應(yīng)的子程序模塊包括“←”、“→”、“↑”、“↓”各個命令及“暫停”命令處理模塊。這里設(shè)定一標(biāo)志，其作用是反映XY工作臺的當(dāng)前運(yùn)動方向。標(biāo)志位為內(nèi)部RAM區(qū)的2BH ，其定義如下：2BH單元值 當(dāng)前運(yùn)動方向（2B）=01H → +X（2B）=02H ← X（2B）=03H ↑ +Z（2B）=04H ↓ Z（2B）=00H 初始時為00H暫停鍵“STOP”子模塊 暫停鍵功能是暫時使XY工作臺停止移動，因此只需停止步進(jìn)脈沖信號即可。中斷模塊（1）報警、急停處理中斷模塊 本模塊的主要功能是當(dāng)XY工作臺移動越出邊界時進(jìn)行應(yīng)急處理，停止一切正常工作，由復(fù)位重新使系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。報警用紅燈亮指示。（2）鍵盤、顯示定時掃描管理模塊 根據(jù)鍵盤的接口電路，可以用編程掃描方式和定時掃描方式。這里選擇后一種，用定時中斷模塊同時完成鍵盤和顯示的掃描。對于鍵盤掃描，應(yīng)該解決去抖動問題，一般調(diào)用延時10ms左右來實(shí)現(xiàn)，而對于顯示掃描，為保證多位同時顯示而無閃爍，應(yīng)使掃描頻率高于50Hz。設(shè)定定時時間為3ms，即每隔3ms中斷 次，修改一次顯示位，每位顯示的點(diǎn)亮?xí)r間是3ms，掃描一遍共需53=15ms，掃描頻率約64Hz，高于50Hz。 鍵盤采用每隔33=9ms掃描一次，其目的是消除鍵盤抖動。設(shè)置一標(biāo)志位，其地址為內(nèi)存RAM30H單元，用于計數(shù)中斷次數(shù)，當(dāng)其等于3時，正好隔9ms，馬上查詢鍵盤。另外還應(yīng)設(shè)一標(biāo)志位，用以標(biāo)志連續(xù)兩次查詢到按鍵值是否一樣，其地址為31H，定義如下：（31H）=1，表明上次查詢有鍵按下；（31H）=0，則為無鍵按下。只要當(dāng)上次有鍵按下，且隔9ms后再次查詢有同一鍵按下時，才能確認(rèn)有鍵按下，否則均視為誤動作，不予理睬。實(shí)時修改顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)模塊 本模塊采用中斷方式，其作用是通過對8155定時/計數(shù)的輸出信號，也即對步進(jìn)脈沖進(jìn)行計數(shù)，來修改顯示緩沖區(qū)中工作臺當(dāng)前工作位置。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際脈沖當(dāng)量，一個步進(jìn)脈沖，可以設(shè)定中斷計數(shù)常數(shù)為10，每中斷一次，這里用內(nèi)部RAM單元為中斷次數(shù)計數(shù)器。設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計的過程是艱辛的，但是收獲是巨大的。首先，我再一次的加深鞏固了對已有的知識的理解及認(rèn)識；其次，我再一次將課本知識運(yùn)用到了實(shí)際設(shè)計，使得所學(xué)知識在更深的層次上得到了加深。再次，因?yàn)檫@次課程設(shè)計的確在某些方面存有一定難度，這對我來講都是一種鍛煉，培養(yǎng)了我自學(xué)、查閱搜集資料的能力；再有，計算操作工程中，我曾經(jīng)面臨過失敗、品味過茫然，但是最終我還是堅持下來了，這就是我意志、耐力上的勝利。在今后的工作生活中，這次課程設(shè)計中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)必將成為我以后走向成功的保障。在設(shè)計過程中，我遇到了很多問題和困難，在我遇到困難去問黃江老師的時候,老師往往會耐心地給我講解，給我指出制圖方面的不足及設(shè)計方面的缺陷，給我提供資料，讓我回去查閱，在此我非常感謝黃江老師給予我的幫助和指導(dǎo)！總之，通過這次課程設(shè)計，讓我進(jìn)一步鞏固和深化了所學(xué)的知識，讓我學(xué)會和掌握了機(jī)電一體化課程設(shè)計的方法。除此之外，這次課程設(shè)計還讓我學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識，尤其是還學(xué)會了Protel軟件的運(yùn)用，使自己的計算機(jī)應(yīng)用能力有了一定的加強(qiáng)和提高。同時我也積累了有關(guān)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)，比如如何從整體上分析整個系統(tǒng)，怎樣設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)才能獲得比較高的傳動精度，如何運(yùn)用電子設(shè)備控制機(jī)械裝置，怎樣設(shè)計電子電路等。有了這些經(jīng)驗(yàn)，我想我以后在工作崗位上會走得更好。參考資料機(jī)床設(shè)計參考圖冊（車床部分）。上海紡織工業(yè)學(xué)院機(jī)械制造專業(yè)教研室。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計。張建民等編著。高等教育出版社，2001年8月。機(jī)電一體化技術(shù)手冊（上、下冊）。機(jī)電一體化技術(shù)手冊編委會編，機(jī)械工業(yè)出版社。單片機(jī)原理及其接口技術(shù)。胡漢才編著，清華大學(xué)出版社。機(jī)械設(shè)計（第七版）。濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）。唐增寶等主編，華中科技大學(xué)出版社?；Q性及測量技術(shù)。鄭鳳琴主編，東南大學(xué)出版社。金屬切削機(jī)床簡明手冊。范云漲，陳兆年主編，機(jī)械工程出版社微型計算機(jī)原理及應(yīng)用。許立梓等編，機(jī)械工程出版社MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用 蔡美琴等 高等教育出版社