【正文】 四、設(shè)計目標(biāo)： 本設(shè)計的設(shè)計目標(biāo)是將連桿平行度測量儀的機械系統(tǒng)進(jìn)行裝配和控制。它極大地提高了檢測效率，同時也提高了檢測的精度，具有很好的市場前景。因而連桿檢測成了生產(chǎn)中頻繁而又不可缺少的環(huán)節(jié)。11代明君 11111，19901，畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、設(shè)計（論文）題目： 連桿平行度測量儀 二、設(shè)計的目的和意義： 我國汽車及相關(guān)零部件行業(yè)發(fā)展迅速，而連桿又是連桿是發(fā)動機的五大主關(guān)件之一，是發(fā)動機傳遞動力的主要運動件。感謝黃海職業(yè)學(xué)院在這大學(xué)四年來對我的大力栽培。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。如果沒有他們的努力工作，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。除了敬佩各位老師的專業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師曹傳劍老師，曹老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。相信這些收獲對將來的工作也會有很大的幫助。經(jīng)過半年的努力，終于完成了畢業(yè)設(shè)計。在這次設(shè)計的是一臺連桿平行度測量儀，這個題目涉及的內(nèi)容很廣，包括機械系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計，機械系統(tǒng)又涵蓋了液壓部分、電機部分，還有一些傳動和檢測的知識。更讓我高興的是我又一次系統(tǒng)的總結(jié)大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識，學(xué)會了如何去解決問題，嘗到了解決問題的樂趣。它的作用還體現(xiàn)在報廢連桿的修復(fù)上，它不但能提示零件是否合格，還能將檢測結(jié)果顯示出來，供我們參考，以便我們采取相應(yīng)措施提高產(chǎn)品的合格率。在我國汽車及相關(guān)零部件快速發(fā)展的今天，它一定會受到廣大汽車行業(yè)的歡迎。直線方程為同理，因兩孔為同時測量，則另一孔也會同樣通過兩點A′（x′, ′, ′）,B′(x1′, ′,L)，則另一條軸線的方程為則兩條直線在空間的夾角為：而根據(jù)所要求的平行度所夾的最大角為如所測得的角則連桿為合格品，否則為不合格品。其中則 y1，y2，y3由檢測器輸出電壓的變化來求得，當(dāng)測頭向前移動L時，再次測得y1′，y2′，y3′。 連桿平行度誤差分析與計算當(dāng)測頭進(jìn)入連桿中心孔時，測頭上的三套傳感器能自動檢測與孔壁之間的距離，即為y1，y2，y3。 根據(jù)設(shè)計的要求，本設(shè)計中選用非接觸測量方式，并使用電容式傳感器，傳感器如圖所示：圖71 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 本傳感器的工作原理式以被測連桿圓孔為一極板，另一極板在傳感器上，當(dāng)傳感器在側(cè)頭的帶動下伸入孔內(nèi)時，由于孔的平行度存在誤差，必然會引起傳感器上的極板和孔的內(nèi)壁之間的距離的變化，從而引起傳感器電容兩極板之間電壓的變化。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點得到克服。缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等。介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)。δ、A、ε 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器（見圖）。其中電容傳感器為例：電容器傳感器把被測的機械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。即模擬式傳感器輸出模擬信號，數(shù)字式傳感器輸出數(shù)字信號.(4)、根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理可分為：有源傳感器和無源傳感器。(2)、根據(jù)工作原理可分為：電阻式、電感式、電容式及電勢式等。最簡單也是應(yīng)用最廣泛的是位置傳感器，位置傳感器的檢測方式有接觸式和非接觸式兩種。傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 傳感器具有以下作用與功能：（1）、測量與數(shù)據(jù)采集；（2）、檢測與控制作用；（3）、診斷與監(jiān)測作用；（4）、輔助觀測儀器；（5）、資源探測與環(huán)境保護(hù)；（6）、醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器； 傳感器的基本組成：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，有時還加上輔助電源。CD4051的引腳圖如下：圖66 CD4051引腳圖 圖中INH為片選信號，低電平有效，C、B、A為通道選擇信號，COM為公共端，多路輸入信號S0～S7被C、B、A選中者，由COM端輸出。（2）多模擬開關(guān)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被測回路往往有幾路或幾十路，對這些回路的參數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，常公用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，利用多路開關(guān)輪流切換被測回路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的通道，以達(dá)到分時檢測的目的。AC和DC：模擬器和數(shù)字器。轉(zhuǎn)換進(jìn)行時為高電平，結(jié)束后為低電平。CE：芯片允許信號。CS：片選信號，按地址譯碼輸出。④轉(zhuǎn)化時間25。②本身自帶時鐘和參考電壓源。（1）A/D轉(zhuǎn)換器本設(shè)計采用的A/D轉(zhuǎn)換器是AD574，它是混合集成的逐次比較A/D轉(zhuǎn)換器，它由兩片集成電路進(jìn)行組裝而成，這樣可獲得較高的技術(shù)性能，其中一片為一個12位的D/ A，另一片集成了逐次比較寄存器、控制電路、時鐘電路、比較器和總線接口電路。由于脈沖分配器的輸出功率小，必須將其輸出信號驅(qū)動才能產(chǎn)生足夠大的功率，才能驅(qū)動電機正常運轉(zhuǎn)。光電耦合器由發(fā)光器件和受光器件組成，當(dāng)輸入信號加到輸入端時，發(fā)光二極管導(dǎo)通，激發(fā)發(fā)出紅外光，受光三極管受照射后，由于主敏效應(yīng)產(chǎn)生光電流，通過輸出端輸出，從而實現(xiàn)了以光為媒介的電信號傳輸。用軟件環(huán)形分配器可以使線路簡化，成本下降，并可靈活地改變步進(jìn)電動機的控制方案，來實現(xiàn)步進(jìn)電機驅(qū)動電器。接口一般由以下幾部分組成： 本設(shè)計的計算機接口選用8255A作為接口芯片，8255A能實現(xiàn)可編程并進(jìn)行輸入輸出，并可設(shè)計擴展接口電路來控制步進(jìn)電機與其它外設(shè)，脈沖分配器是驅(qū)動步進(jìn)電機必不可少的環(huán)節(jié)，其作用是將控制裝置送來的一系列指令脈沖進(jìn)行分配。⑤有足夠的驅(qū)動能力，以驅(qū)動功率晶體管的通斷。③能實現(xiàn)升、降速控制。微機與步進(jìn)電機的接口實際上是微機和步進(jìn)電機驅(qū)動電源的接口，接口電源具有下列功能：①能將計算機發(fā)出的控制信號準(zhǔn)確地傳給步進(jìn)電機驅(qū)動電源。需要哪位顯示，便使哪位導(dǎo)通，某位顯示一段時間后，反復(fù)重上位，計算機送另一位要顯示的數(shù)據(jù)，并選通相應(yīng)的顯示位，重復(fù)上述過程，各位數(shù)碼管便輪流顯示，但由于有關(guān)過程，所以如果輪流時間太長，會發(fā)生閃爍，因此需限制間隔時間，掃描過程可以采用按位掃描和按字段掃描，在顯示器位數(shù)少時，多采用按位掃描。這種方式各位的段位驅(qū)動可分別共用一個鎖存器。如圖：圖中采用8255作接口芯片，將8255PA和PB口編程為基本輸入輸出方式，單片機先向8255PA輸出低電平，這樣當(dāng)有鍵按下時，與輸出低電平向單片機發(fā)出中斷請求信號，單片機響應(yīng)后對鍵盤進(jìn)行掃描。當(dāng)CPU檢測到列線中有“0”時，存儲“0”線列號，并延時一段時間消除，接著進(jìn)入掃描過程，從C1行到C6行逐行置0，每置一行便讀一次列值，并判斷是否有“0”，若有“0”則存儲行量，根據(jù)行號可以計算所按下鍵的編碼值，然后根據(jù)該編碼值查鍵值表，查到后便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的鍵處理程序。按矩陣方式連接的鍵盤檢測是否有鍵按下，可用行掃描法。8255A及外設(shè)的接口電路設(shè)計（1）鍵盤接口設(shè)計因考慮本設(shè)計中的按鍵數(shù)目較多，故采用矩陣方式與計算機連接，即將所有按鍵排成M行、N列，將行數(shù)和列數(shù)通I/O接口和計算機的數(shù)據(jù)線相等，這種方式的優(yōu)點是占用的I/O線少，圖示是以8088CPU為核心的單片機的鍵盤接口76。(3)WR——寫信號，低電平有效，它控制把CPU的數(shù)據(jù)或命令信號寫到8255A。8255的一些控制命令：(1)CS——選片信號，低電平有效，由它啟動CPU與8255A之間的通信。(3)方式2——雙向傳送。8255A有三種基本工作方式：(1)方式0——基本輸入輸出。Intel8255A是一個為8080、8085和8088微型機系統(tǒng)設(shè)計的通用I/O接口片，與它可用程序來改變功能，通用行強，使用靈活，通過它可直接將CPU總線接向外設(shè)，其引腳如圖：圖63 8255A引腳圖8255A有三個輸入輸出端口PORTA、PORTB、PORTC。現(xiàn)在常用的是Intel公司生產(chǎn)的8255A可編程并行接口芯片。并行接口芯片的選擇及外設(shè)的接口技術(shù)當(dāng)CPU要從外設(shè)輸入信號或輸出信號給外設(shè)，可采用程序查詢方式等許多方式，但不論哪一種方式，CPU總要通過接口電路才能與外設(shè)連接。OE接地，使芯片不僅能鎖存，而且能輸出。因為單片機規(guī)定D0提供低8位地址線，同時又要作數(shù)據(jù)線，所以分為時輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口，為了把地址信息分離出來保存，以便為外接存儲器提供低8位地址信息，一般要采用地址鎖存器，根據(jù)實際情況，本設(shè)計采用74LS373作為鎖存器I是輸入端，0是相應(yīng)的輸出端。(2)數(shù)據(jù)線的連接。(4)時序配合是一個重要問題，CPU、存儲器兩者必須相匹配，根據(jù)以上幾點及本設(shè)計的要求，選用隨機存儲器6264，只讀存儲器為可擦出除存儲芯片2732，即可滿足上述要求，又足夠電路的設(shè)計需要。(2)主存儲的RAM，ROM必須要占據(jù)合理的地址空間，并通過適當(dāng)?shù)碾娐愤M(jìn)行控制。RAM又可分為雙級型和MOS兩大類，RAM又可分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。存儲器容量越大，則記憶的信息越多，計算機功能越強。計算機最基本的功能是對程序的讀取，并執(zhí)行，執(zhí)行程序由CPU完成。存儲器選擇及與CPU接口技術(shù)存儲器是計算機系統(tǒng)的一個非常重要的組成部分。 連桿平行度測量儀中的接口技術(shù)在微機控制的系統(tǒng)中，除了存儲器外還有很多輸入/輸出裝置，如紙帶閱讀機、磁盤驅(qū)動器、顯示器、鍵盤、伺服電機等。在最小模式下，該信號與其它兩個信號一起反應(yīng)8088總線操作類型。當(dāng)MN／MX接低電平時，則CPU工作在最大模式。 　　MN/MX：最?。畲蠊ぷ髂Ｊ娇刂菩盘?，輸入?！　D：讀信號，三態(tài)、輸出、低電平有效。在最大模式中，這兩個信號用來供CPU以外的兩個協(xié)處理器發(fā)出總線請求（RQ）和接收CPU對其總線請求信號的響應(yīng)信號（GT0，GT1）。LOCK信號可由指令前綴LOCK來設(shè)置。在最大模式系統(tǒng)中，總線周期狀態(tài)信號SSS0用來指示當(dāng)前總線周期所進(jìn)行的操作類型。這兩個信號的組合用來指示CPU中指令隊列的當(dāng)前狀態(tài)。TEST信號是和等待指令WAIT配合使用的信號。CPU在每個總線周期的T3狀態(tài)檢測Ready信號線，如果Ready為低電平，表示數(shù)據(jù)末準(zhǔn)備好，則在T3狀態(tài)結(jié)束后CPU插入一個或幾個TW等待狀態(tài)，直到Ready信號有效后，才進(jìn)入T4狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)傳送過程?！　ESET：復(fù)位信號，輸入、高電平有效。受CPU內(nèi)部中斷允許標(biāo)志位的控制。不可屏蔽中斷申請不受中斷允許標(biāo)志IF的影響，一旦從NMI引腳收到一個正跳變觸發(fā)信號，CPU在當(dāng)前指令執(zhí)行完成，便自動引起一個類型碼為2的中斷，并轉(zhuǎn)入執(zhí)行與中斷類型碼相對應(yīng)的不可屏蔽中斷服務(wù)程序。總線同期狀態(tài)信號，輸出，三態(tài)。輸入。讀信號，三態(tài)，輸出?？善帘沃袛噍斎肽_。地址/狀態(tài)復(fù)用腳。一般協(xié)處理器常用的有數(shù)值運算協(xié)處理器8087和輸入/輸出協(xié)處理器8089。最小模式是在系統(tǒng)中只有8088一個微處理器。8088有20根地址線，可尋址1M空間?？商幚?56種不同中斷，包括硬件中斷和軟件中斷。執(zhí)行單元（EU）負(fù)責(zé)指令的譯碼執(zhí)行，總線接口單元BIU負(fù)責(zé)CPU與存儲器和I/O端口之間的數(shù)據(jù)傳輸，并產(chǎn)生訪問存儲器和I/O端口的地址信號?！　≡赥4狀態(tài)，8088完成數(shù)據(jù)傳送，是控制信號變?yōu)闊o效，結(jié)束總線周期。若為寫周期發(fā)出“WR”控制信號，由于輸出數(shù)據(jù)和輸出地址都是寫總線過程，因而不需要緩沖時間，CPU在T2～T4期間把數(shù)據(jù)放到總線上。