【正文】 非應答”來實現(xiàn)的，然后，從機釋放SDA線，以允許主機產生終止信號。 I2C總線的字節(jié)傳送與應答圖I2C的初始化程序如下：void I2C _init(void) { DDRS_DDRS6=1。 //SCLK DDRS_DDRS7=0。 //SDA //內部運行變量初始化 例如： EK EK1 EK2 //配置參數(shù)初始化 例如： KP KI KD MYDOC if(0x00== I2C _Read_i2(0xfffc)amp。amp。0x55==I2C_Read_i2(0xfffd)amp。amp。 0xaa== I2C _Read_i2(0xfffe)amp。amp。0xff== I2C _Read_i2(0xffff)) { I2C_powerup=0xff。 } else { I2C_Write_i2(0xfffc,0x00)。 I2C_Write_i2(0xfffd,0x55)。 I2C _Write_i2(0xfffe,0xaa)。 I2C _Write_i2(0xffff,0xff)。 I2C _powerup=0x00。 } }系統(tǒng)參數(shù)設置完成以后，控制器根據(jù)所設定的參數(shù)驅動電機轉動，同時發(fā)出指令松開剎車控制桿，拉緊離合控制桿，繞線器借助齒輪的傳動作用開始繞線，樁錘被提升。樁錘到達提升高度時控制器發(fā)出指令松開離合控制桿，拉緊剎車控制桿，經過預設的剎車時間后，控制器發(fā)出指令松開剎車控制桿，樁錘開始自由落體，以其自身重力撞向樁基。當樁錘到達剎車高度時，控制器發(fā)出指令拉緊剎車桿，但瞬間又松開，經過離合時間之后，控制器發(fā)出指令拉緊離合控制桿，樁錘再次被提升。如此往復進行打樁自動作業(yè)。開始松剎車、緊離合檢測起錐信號 N Y高度清零高度自檢大于設定高度? N Y松離合檢測高度達到設定高度+余繩 N緊剎車 Y返回 樁機運行流程圖打樁機運行控制程序如下：void Config_output(void) { DDRM_DDRM3=1。 //自檢 DDRM_DDRM1=1。 //剎車 DDRM_DDRM2=1。 //離合 DDRM_DDRM0=1。 //電機開關 }//================================================================= void Skid_on(void) //剎車緊 { skid_flag=0xff。 PTM_PTM1=0。 }void Skid_off(void) //剎車松 { skid_flag=0。 PTM_PTM1=1。 }//================================================================== void Cluth_on(void) //離合緊 { cluth_flag=0xff。 PTM_PTM2=1。 }void Cluth_off(void) //離合松 { cluth_flag=0。 PTM_PTM2=0。 }//================================================================== void Motor_on(void) //電機開 { PTM_PTM0=0。 ////////////////// }void Motor_off(void) //電機關 { PTM_PTM0=1。 }本設計中，控制器驅動電機轉動，控制離合和剎車的松、緊，以此來控制樁錘的升降，如此反復來實現(xiàn)樁機的打樁作業(yè)。本設計采用MC33035直流電機，MC33035 是 MOTORLORA 公司研制的第二代無刷直流電機控制專用集成電路，加上1片 MC3309 電子測速器將無刷直流電動機的轉子位置信號進行 F/V 轉換，形成轉速反饋信號，即可構成轉速閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)。從電機轉子位置檢測器送來的三相位置檢測信號（SA,SB,SC）一方面送入 MC33035，經芯片內部譯碼電路結合正反轉控制端、起停控制端、制動控制端、電流檢測端等控制邏輯信號狀態(tài)，經過運算后，產生逆變器三相上、下橋臂開關器件的6路原始控制信號，其中，三相下橋開關信號還要按無刷直流電機調速機理進行脈寬調制處理。處理后的三相下橋 PWM 控制信號 （Ar ,Br, Cr）經過驅動電路整形、放大后，施加到逆變器的6個開關管上，使其產生出供電機正常運行所需的三相方波交流電流。 另一方面，轉子位置檢測信號還送入 MC33039 經 F/V轉換，得到一個頻率與電機轉速成正比的脈沖信號FB。FB 通過簡單的 阻容網絡濾波后形成轉速反饋信號，利用 MC33035 中的誤差放大器即可構成一個簡單的P調節(jié)器，實現(xiàn)電機轉速的閉環(huán)控制，以提高電機的機械特性硬度。實際應用中，還可外接各種 PI, PD，調節(jié)電路以實現(xiàn)更為復雜的閉環(huán)調節(jié)控制。 MC33035管腳排列圖MC33035主要組成部分包括：: 該譯碼電路將電動機的轉子位置傳感器信號轉換成六路驅動輸出信號，三路上側驅動輸出和三路下側驅動輸出。它適合于集電極開路的霍爾集成電路或光耦合電路等傳感器。輸入端腳 6 都設有提升電阻，輸入電路分 TTL 電路電平兼容。該集成電路適用于傳感器相位差為,60176。、120176。、240176。、300176。 四種情況的三相無刷電動機。由于3個輸入邏輯信號，可有8種邏輯組合。其中 6 種正常狀態(tài)決定了電動機 ,個不同位置狀態(tài)。其余 2種組合對應于位置傳感不正常狀態(tài)，即3個信號線開路或對地短路狀態(tài)，此時腳 14 將輸出故障信號（低電平）。 用腳3邏輯電平來確定電動機轉向。當腳 3邏輯狀態(tài)改變時，傳感器信號在譯碼器內將原來的邏輯狀態(tài)改變成非，再經譯碼后，得到反相序的換向輸出，使電動機反轉。電動機的起?？刂朴赡_7使能端來實現(xiàn)。當腳7懸空時，內部有電流源使驅動輸出電路正常工作。若腳7接地，3個上側驅動輸出開路（1 狀態(tài)），3個下側驅動輸出強制為低電平（0狀態(tài)），使電動機失去激勵而停車，同時故障信號輸出為零。 當加到腳 23 上的制動信號為高電平時，電動機進行制動操作。它使 3 個上側驅動輸出開路，下側 3 個驅動輸出為高電平，外接逆變橋下側 3 個功率開關導通，使電動機 3個繞組端對地短接，實現(xiàn)能耗制動。芯片內設一個四與門電路，其輸入端是腳 23的制動信號和上側驅動輸出3個信號，它的作用是等待3個上側驅動輸出確實已轉變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)后，才允許 3個下側驅動輸出變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，從而避免逆變橋上下開關出現(xiàn)同時導通的危險。: 該芯片內設有高性能，全補償?shù)恼`差放大器。在閉環(huán)速度控制時，該放大器的直流電壓增益為80dB ，增益帶寬為 ,輸入共模電壓范圍從地到 VREF（ ），可得到良好性能。作開環(huán)速度控制時，可將此放大器改接成增益為1的電壓跟隨器，即速度設定電壓從其同相輸入端腳 11輸入。腳 12～13 短接。：內部斜升振蕩器頻率可以通過定時器件RT和CT確定。電容CT通過電阻RT在基準輸出端(管腳8)充電，通過內部放電二極管放電。考慮到噪聲和輸出轉換效率的折中，建議振蕩器頻率范圍在2030KHz之間。:使用脈沖寬度調制，在換相序列期間，通過改變提供給每個轉子線圈的平均電壓來控制馬達速率。當CT放電時，振蕩器都設置為鎖存，允許高速和低速驅動輸出導通。當CT的正極坡值大于放大器輸出時，PWM比較器復位上階鎖存器，停止低速驅動輸出。用PWM調制控制馬達速率只用于低速驅動輸出。 PID控制算法本文在第三章節(jié)對PID控制有一個詳細的介紹。經過比較本設計選擇的是PID增量算法，因為在增量形式的控制算法中，控制作用的比例、積分和微分部分是相互獨立的，便于檢查參數(shù)變化對控制效果的影響，在后期調試過程中可以起到較好的效果。本設計中直流電機是打樁機正常運行的驅動電機,因為直流電機系統(tǒng)存在靜態(tài)誤差，可以通過PID調節(jié)的方法，將系統(tǒng)參數(shù)調整到最佳，以此來加快系統(tǒng)的響應速度。增量式PID控制算式如下：打樁的過程中,除了正常的工作外,會有一些異常的情況,這時工人必須作出快速正確的反應,才能避免事故的發(fā)生, 本機的故障處理程序,可以在半秒鐘內作出象人一樣的“拉緊剎車,松開離合,切斷主電機電源，”的工作。由于打樁機是在戶外工作，現(xiàn)場工作環(huán)境比較復雜，不確定因數(shù)太多，而我們要保證整個打樁過程的安全，所以我們要正確處理好各種故障。，則系統(tǒng)自動緊剎車、松離合，同時檢查故障，排除故障后返回，繼續(xù)正常工作、粘錘和斜錘等情況，如果遇到這些情況，我們要及時的解決。：打樁機在自動打樁機過程中，受電源或者環(huán)境的影響，可能會使其因電源關閉而不能正常工作，在本設計中，采用掉電保護，對打樁機自動打樁過程中的數(shù)據(jù)信息進行實時采集、分析并儲存，如果電源關閉時，啟動報警裝置，向附近工作人員發(fā)出信號，避免人員靠近后發(fā)生安全事故，當系統(tǒng)再次上電時，系統(tǒng)能夠自動按照掉電前的參數(shù)對系統(tǒng)自動設置，使其能夠自動恢復為原來的工作狀態(tài)，正常工作，同時解除報警信號。，過斜巖：根據(jù)打樁過程中的提錐高度、速度信息等判斷是否在打樁過程中出現(xiàn)了斜巖，從而調整打樁策略。5系統(tǒng)調試硬件軟件調試方法及過程：對硬件的調試目的是在進行軟件編程之前，對硬件各部分電器檢查和對數(shù)字芯片進行初始化，使硬件各個部分穩(wěn)定工作。為軟件的使用提供一個穩(wěn)定、高效的平臺。本設計的主要調試任務為在正常運行的情況下進行軟件的調試工作。硬件調試：電路電氣檢查：對PCB板上的印刷線路進行線路檢查；查看焊點有無虛點、焊點孔是否符合標準。所有連線是否存在虛聯(lián)和冉線。對模擬元件的檢查：對模擬芯片，電源轉換芯片的檢查，用萬用表在輸出端進行測量，之后用示波器查看電源濾波電路對雜波的濾除程度；對繼電器的檢查，在電源上按原理圖所示在鍵盤上打開/關閉電源，看繼電器有無閉合。對數(shù)字芯片的調試；通過FPGA仿真器對各元件進行初始化編程，在quartusⅡ環(huán)境下將硬件程序灌入主芯片點擊調試，結果會通過LCD顯示屏顯示，然后在子菜單下編寫不同的小程序，芯片是否能正常工作，檢查存儲單元是否能正確讀寫。如正常則說明硬件電路狀況良好，否則需要檢查硬件配置及各元件間的連接是否良好及合理。軟件調試：在檢查硬件無誤后，檢查軟件部分。軟件調試是自動控制系統(tǒng)設計的最后階段。軟件調試是否順利進行，直接關系到工程的順利投產，在檢查硬件無誤后，開始調試軟件部分。對程序語法的檢查：首先利用軟件編寫工具對軟件進行分析，確保無編寫的語法及書寫格式等錯誤；對程序運行流程的檢查:單步跟蹤運行程序，檢查程序執(zhí)行流程及函數(shù)調用關系是否正確；對發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式的檢查：利用串口調試工具檢查上發(fā)數(shù)據(jù)格式及內容是否符合要求；將程序灌入到系統(tǒng)芯片后，在LCD顯示輸出結果,模擬PID控制器在調試過程中可以通過鍵盤來改變參數(shù)的值。該系統(tǒng)屬于過程控制系統(tǒng)，所以用該控制器替換過程控制實驗室的控制器對壓力進行控制，在調試過程中對PID的各參數(shù)進行不斷的修改，使系統(tǒng)達到了最佳的運行狀態(tài)，實現(xiàn)無靜差控制，使各項參數(shù)達到設計的指標要求。6論文工作總結經過為期三個多月的設計, 最終完成了“CK系列沖孔樁機自動控制系統(tǒng)”的設計，在整個設計中我完成了系統(tǒng)軟件的設計,順利完成任務。
本次設計按照計劃順利進行，三月份完成資料的查找并認真學習與論文相關的資料，四月份完成CK系列沖孔樁機自動控制系統(tǒng)軟件的編程，五月初開始主要進行畢業(yè)論文的撰寫。
將近四個月的畢業(yè)設計工作在老師的指導和同學的幫助下終于圓滿完成了，這次畢業(yè)設計給我的感觸很深，也讓我學到了很多東西。畢業(yè)設計不僅僅是單純的完成一項課題研究，更是對大學四年所學的專業(yè)理論知識和綜合運用能力的一次檢驗。通過這次畢業(yè)設計可以反映出一個大學生的專業(yè)知識、研究水平、實踐運用能力以及整體綜合素質，可以說是一次全方面的檢閱。經過這次畢業(yè)設計，我覺得自己學到了不少東西。歸納起來，主要有以下幾點：以前學過的理論知識非常的重要，如果沒有扎實的理論知識作基礎，畢業(yè)時即不可能很好地完成。當然，在以前學習中的各門課程的實驗更加重要，如果沒有平時的鍛煉就不可能有較好的動手能力，也就難以完成畢業(yè)設計這樣難度比較高的任務。進一步了解進行一項相對比較大型的科技設計所必不可少的幾個階段。畢業(yè)設計能夠從理論設計和工程實踐相結合、鞏固基礎知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識相結合、個人作用和集體協(xié)作相結