【導(dǎo)讀】通過論述X-Y工作臺機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制電路接口設(shè)計,闡述了機電一體化設(shè)計中。的共性和關(guān)鍵技術(shù).基于單片機二維數(shù)控系統(tǒng)是以單片機為主體，二維數(shù)控實驗平臺為核心的系統(tǒng)。要應(yīng)用單片機作為控制核心，LED點陣顯示芯片與數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)。其優(yōu)點硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特。點，具有一定的使用和參考價值。機床的控制;使機床的加工范圍擴大,精度和可靠性進一步得到提高.制使電機運動從而實現(xiàn)工作臺的移動。

　　

【正文】 BSHIFT： MOV A，＠ R1 ADD A，＃ 6 MOVC A，＠ A＋ PC MOV＠ R1， A INC R1 INC R1 DJNZ R5， BSHIFT RET DB 0， 80H， 40H， 0C0H， 20H， 0A0H， 60H， 0E0H， 10H， 90H 步進電機驅(qū)動電路和工作原理 步進電機的速度控制比較容易實現(xiàn)，而且不需要反饋電路。設(shè)計時的脈沖當(dāng)量為，步進電機每走一步，工作臺直線行進 。 步進電機驅(qū)動電路中采用了光電偶合器，它具有較強的抗干擾性，而且具有保護 CPU的作用，當(dāng)功放電路出現(xiàn)故障時，不會將大的電壓加在 CPU上使其燒壞。 該電路中的功放電路是一個 單電壓功率放大電路，當(dāng) A相得電時，電動機轉(zhuǎn)動一步。電路中與繞組并聯(lián)的二極管 D起到續(xù)流作用，即在功放管截止是，使儲存在繞組中的能量通過二極管形成續(xù)流回路泄放，從而保護功放管。與繞組 W串聯(lián)的電阻為限流電阻，限制通過繞組的電流不至超過額定值，以免電動機發(fā)熱厲害被燒壞。 第 23 頁 共 31 頁 由于步進電機采用的是三相六拍的工作方式（三個線圈 A、B、 C），其正轉(zhuǎn)的通電順序為：AABBBCCCAA，其反轉(zhuǎn)的通電順序為：AACCCBBBAA。 總體程序控制 ： 流程圖 ： 步進時鐘 A相波形 B 相波形 C 相波形 圖 35 三相六拍工作方式時相電壓波形（正轉(zhuǎn)） 第 24 頁 共 31 頁 主 程序 ： includereg51.h define uchar unsigned char define TURE 1 uchar code MOTO[4]={0x33,0xa6,0xcc,0x59}。 uchar status=0。 void delay(void) {unsigned int i。 for (i=0。i=450。i++)。 } /* void fanzhuan(void) { status。 if (status==255) { status=3。} status%=4。 P0=MOTO[status]。 delay()。 } 第 25 頁 共 31 頁 */ void zhengzhuan(void) {status++。 status%=4。 P0=MOTO[status]。 delay()。 } void main(void) {uchar dp1。 P0=MOTO[status]。 while(1){ dp1=P1。 dp1=dp1amp。0x03。 zhengzhuan()。 } } 第 26 頁 共 31 頁 第四章 基于單片機的二維數(shù)控實驗臺的實現(xiàn) 搭建單片機電路 領(lǐng)取單片機搭建電路零件 在搭建單片機電路前，先去學(xué)校實驗室領(lǐng)取搭建電路所需要的零配件，其中包括： 面包板 一塊 AT89S52 單片機 一片 74LS373,74LS138 鎖存器 各一 片 27128 存儲器 一片 8155 芯片 一片 LED 顯示器 六位 4*4 鍵盤（用開關(guān)代替） 四個 SN74HC244 顯示器驅(qū)動芯片 一片 線 若干 由于自己設(shè)計時選用配件和學(xué)校實驗室現(xiàn)有配件不能完全相符，故用功能類似的代替，如： 設(shè)計選用 AT89S51 單片機，實驗室用功能類似的 AT89S52 代替 , 設(shè)計選用 4*4鍵盤，實驗室 用開關(guān)代替 設(shè)計選用 7407 顯示器驅(qū)動芯片，實驗室用 SN74HC244 顯示器驅(qū)動芯片代替 等 根據(jù)所設(shè)計電器接線圖搭建電路 領(lǐng)取到配件后，將電氣接線圖打印好，對照圖紙開始搭建單片機電路，在搭建過程中，遇到一些不懂的地方， 請 教了老師和同學(xué)。經(jīng)過認(rèn)真的搭建，完成了單片機電路的搭建任務(wù)。 第 27 頁 共 31 頁 搭建圖 如 下： 調(diào)試程序 用設(shè)計中所編好的基于單片機實現(xiàn)二維數(shù)控實驗平臺的程序，在學(xué)校實驗室將其輸入進行試運行。經(jīng)過多次調(diào)試，程序無誤且能實現(xiàn)所要求的控制功能。 程序調(diào)試完畢。 第 28 頁 共 31 頁 程序調(diào) 試界面如下： 單片機控制完成，實現(xiàn)功能要求 將調(diào)試好的程序燒入芯片，此時其具有了完整的單片機功能。在實驗室，用單片機完 成對二維數(shù)控實驗平臺的控制，使實驗平臺能夠?qū)崿F(xiàn)所要求完成的功能 。 第 29 頁 共 31 頁 總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計， 我 增強 了對所學(xué)機械專業(yè)部分的理解， 讓我把在大學(xué)所學(xué)到的專業(yè)知識 從理論運用到了實際操作中，通過實踐，進一步的鞏固了我的專業(yè)知識， 同時也讓我對自己也有了更深一點的了解，讓我看到了在某些方面的不足，使我自己以后能更好的完善自我。在設(shè)計的過程中， 也學(xué)到了一些 新知識 。 該 系統(tǒng)設(shè)計 是一個開環(huán)控制系統(tǒng) ,其結(jié)構(gòu)簡單 .實現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度 .降低成本 ,是控制技術(shù)的最簡單的應(yīng)用 .它充分的利用了單片機軟件硬件功能以實現(xiàn)對機床的控制 。使機床的加工范圍擴大 ,精度和可靠性進一步得到提高 . 系統(tǒng)設(shè)計是利用 AT89S51 單片機 ,及 27128,6264 存儲器及 8155 芯片等硬件組成 ,在控制系統(tǒng)的硬件上編寫一定的程序以實現(xiàn)一定的加工功能 .其基本思想是 :通過 單片機控制使 電機運動 從而 實現(xiàn) 工作臺的移動。 第 30 頁 共 31 頁 致謝 本設(shè)計是 單片 機控制的數(shù)控 XY工作臺實驗系統(tǒng)，是為具有兩軸聯(lián)動功能的數(shù)控 工作臺設(shè)計。它具有數(shù)控系統(tǒng)所使用的常用功能，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，控制精度相對較高。特別適合在鉆床上，可實現(xiàn)坐標(biāo)孔系的加工。在小銑床上，可實現(xiàn)二維曲面的加工。 本設(shè)計使 我 增強 了對數(shù)控、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)等概念的理解， 讓我把在大學(xué)所學(xué)到的專業(yè)知識 從理論運用到了實際操作中，通過實踐，進一步的鞏固了我的專業(yè)知識，同時也讓我對自己也有了更深一點的了解，讓我看到了在某些方面的不足，使我自己以后能更好的完善自我。在設(shè)計的過程中， 學(xué)到了一些 新知識，新內(nèi)容，如接口技術(shù)等。總之，這個設(shè)計對我來說意義深遠，是我大學(xué)四年所學(xué)知識的 一個總結(jié)！ 由于本人水平有限，其中難免有疏漏和不當(dāng)之處，敬請老師指正， 從而 作出修正和補充。 第 31 頁 共 31 頁 參考文獻 [1]許海燕 付炎 .嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021.. [2]林琳 .消息驅(qū)動在單片機編程中的應(yīng)用 [J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 ,:. [3] MCS51 單片機原理、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 出版社： 清華大學(xué)出版社 . [4] 數(shù)控應(yīng)用技術(shù) 出版社 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 作者 ： 張志義 . [5] 單片機原理與接口技術(shù) 作者 ： 肖金球 編著 出版社 ： 清華大學(xué)出版社 . [6] .機床的數(shù)字控制技術(shù) [M]. 王永章 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,. [7] 現(xiàn)代計算機數(shù)控系統(tǒng) [M]. 馮勇 . 北京 :機械工業(yè)出版社 ,. [8] .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M](第二版 )[M] 張毅剛 .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1997.. [9] .MCS— 51單片機在普通機床數(shù)控改造中的應(yīng)用 [J]. 聶學(xué)俊 . [10] 單片機接口技術(shù) (C51 版 ) 作者 : 張道德 出版社 : 中國水利水電出版社 出版年 : 202131 [11] 機械原理教程 鄒慧君 ； 機械工業(yè)出版社； 2021 年 10月 . [12] 機械設(shè)計教程 作者： 劉向鋒 ； 出版社： 清華大學(xué) [13] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 作者 ：楊宗德 主編 ； 出版社 ： 國防工業(yè)出版社 ， 出版日期：202181. [14] 自動控制原理教程 作者 陳麗蘭 主編 ； 出版日期 ： 202105. [15] 吳祖育 . 秦鵬飛主編《數(shù)控機床》－ ：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 . [16] 沈紅衛(wèi) . 《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析》 .北京：航空航天大學(xué)出 版社。 [17] N. C. Singer and W. P. Seering, “Preshaping mand inputs to reduce system vibration,” . Syst., Meas. Control, vol. 112, pp. 76–82,1990. [18] C. Hsieh, R. E. Skelton, and F. M. Damra, “Minimum energy con trollers for linear discretetime systems,” Optimal Control: Appl. Methods, vol. 10, no. 4, pp. 347–366, 1989. 第 32 頁 共 31 頁