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畢業(yè)論文-基于89c52單片機(jī)的多功能控制機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-01-22 21:58本頁(yè)面
  

【正文】 Wang1 and Qingyou Lu1,2,a1 Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, University of Scienceand Technology of China, Hefei, Anhui 230026, People’s Republic of China 2High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031,People’s Republic of China Received 11 June 2009。 D planning and waste management with cutting and packaging simulation, INEEL report CON 05 02601[ R] . USA: INEEL, 2005[18] [M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2011[19] 趙建領(lǐng),51單片機(jī)開發(fā)寶典[J],電子工業(yè)出版社,2008[20] 孫進(jìn)平,張大鵬,丁金濱,51單片機(jī)系列單片機(jī)原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[J],中國(guó)電力出版社,2009[21] Meehan Joanne,Muir in Merseyside SMEs:Benefits and barriers[J].. TQM Journal. 2008謝 辭 經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的緊張準(zhǔn)備,我的這篇論文也終于塵埃落定,雖然我擁有一個(gè)學(xué)期的時(shí)間來(lái)完成這篇畢業(yè)論文,但是在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,作為學(xué)生的我也不可避免的遇到了很多疑問(wèn)與難題,為了解決這些問(wèn)題,我的指導(dǎo)老師趙立宏為我提供無(wú)私的幫助,鄧騫老師及阮銳學(xué)長(zhǎng)也給予了我很大的幫助。實(shí)驗(yàn)當(dāng)然在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中也有值得肯定的方面,首先面對(duì)自己不懂的問(wèn)題能夠耐心的查閱資料、虛心的向老師請(qǐng)教,有一個(gè)良好的學(xué)習(xí)態(tài)度;在論文的編寫過(guò)程中也是仔細(xì)認(rèn)真的獨(dú)立完成,在充分借鑒別人優(yōu)秀成果的同時(shí),也重注自己原創(chuàng)性的發(fā)揮,學(xué)會(huì)了編寫一篇合格學(xué)術(shù)論文的基本方法,知道怎么將自己的思路清楚的表達(dá)出來(lái),受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)大學(xué)生大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn),并不是短時(shí)間內(nèi)就能夠一揮而就的,我由于自己以前的知識(shí)學(xué)習(xí)的不夠透徹、平時(shí)的準(zhǔn)備不夠充分,對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不夠清晰,因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多困難,有些難題還甚至讓我的完成進(jìn)度止步不前,如這次設(shè)計(jì)的核心關(guān)于上位機(jī)對(duì)單片機(jī)的控制的運(yùn)用就是一個(gè)很大的難點(diǎn),我在這方面也付出了大量的時(shí)間和精力,但是也僅僅對(duì)上位機(jī)有個(gè)初步的認(rèn)識(shí),無(wú)法徹底的掌握。 電子系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)合調(diào)試是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程,有時(shí)候電路的錯(cuò)誤并不是很明顯,這就需要調(diào)試人員耐心細(xì)致的排查問(wèn)題,當(dāng)然程序?qū)σ粋€(gè)系統(tǒng)的影響是十分巨大的,一條語(yǔ)句的錯(cuò)誤、一個(gè)字符未定義、甚至一個(gè)符號(hào)的缺失都能夠?qū)е鲁绦驘o(wú)法通過(guò)編譯,就算通過(guò)了編譯也并不代表你一定能得到你所預(yù)期的結(jié)果,比如說(shuō)某個(gè)引腳的定義有歧義,計(jì)時(shí)器工作方式選取不一樣造成賦予的初值的偏差,都有可能影響到最終的結(jié)果,因此在電子工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,才能順利的完成設(shè)計(jì)。取個(gè)字母的大寫或小寫開頭控制電機(jī)的四個(gè)轉(zhuǎn)向,用數(shù)字1和2表示兩個(gè)電機(jī)的停止信號(hào)。由于紅外控制是點(diǎn)動(dòng)式所以每個(gè)按鈕按下電機(jī)就會(huì)運(yùn)行,松開電機(jī)就停止運(yùn)行。通電后電源燈正常亮起,在L7805模塊的轉(zhuǎn)換下5V指示燈及9V指示燈均正常亮起。 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)試以后,預(yù)期的各個(gè)功能已得到基本的實(shí)現(xiàn)。如果子程序有問(wèn)題則改正,如果子程序沒(méi)有問(wèn)題則看主程序是否是調(diào)用的問(wèn)題,定義是否正確,別的子程序?qū)λ欠裼懈蓴_,有無(wú)重復(fù)用到相同硬件設(shè)備等情況。再在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行上位機(jī)控制電機(jī)看各功能是否都可以正常實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程 首先將已經(jīng)編寫好的程序拷入52芯片中,再將芯片安裝到硬件電路上面,啟動(dòng)開關(guān)看各指示燈是否正常亮起,確保電路的基本可實(shí)施性。前面已經(jīng)知電路由L298N模塊、L7805模塊、紅外模塊及52單片機(jī)組成,本課題的最終任務(wù)是控制電機(jī)的運(yùn)行與做業(yè),因此需要重點(diǎn)調(diào)試的就是這個(gè)部分。}紅外控制實(shí)現(xiàn)是一個(gè)點(diǎn)動(dòng)式的控制所以加入stop()函數(shù),確保功能正常實(shí)現(xiàn)。 IN1=1。 }}void stop(){ IN3=1。 default : stop()。 case 0x20 : motor1()。 case 0x80 : motor2()。 case 0x10 : motor4()。 switch(kk0) { case 0x40 : motor5()。下面補(bǔ)上紅外控制程序:void wuxianjiema() //紅外控制{ kk0=P2amp。因?yàn)?1單片機(jī)系列串口通信的數(shù)據(jù)先存放在緩沖SBUF中,可以通過(guò)讀指令A(yù)=SBUF和寫指令SUBF=A來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的接收與發(fā)送信息。 // 打開總中斷開關(guān) ES=1。 //設(shè)置串口為方式1 REN=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器1 SM0=0。 //裝入初值 TL1=0xfd。 //標(biāo)志位} void uart_init(){ TMOD=0x20。 // 讀出接收到的數(shù)據(jù) RI=0。 default: break。: motor6()。 case 39。: motor3()。 case 39。: motor5()。: case 39。 case 39。: motor4()。: case 39。 case 39。: motor2()。: case39。 case 39。: motor1()。: case 39。 // 使能串口中斷 }switch(SBUF) { case 39。 //等待數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束 TI=0。 //標(biāo)志位清零 SBUF=a。 while(1) { if(flag==1) // 如果收到數(shù)據(jù) { ES=0。VB設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單界面如下圖: VB編寫的上位機(jī)界面 上位機(jī)與protues之間的串口通信 首先在protues仿真中加入九針串口標(biāo)準(zhǔn)件并設(shè)置好COM口以及波特率,在對(duì)源程序進(jìn)行改進(jìn),初始化確定定時(shí)器工作方式,計(jì)算定時(shí)器初值裝載TH1,TL1,并設(shè)置串口工作方式。在VB編程的界面使用前需要調(diào)節(jié)串口及相應(yīng)的波特率并打開串口才可以傳送數(shù)據(jù)。在虛擬串口的幫助下和物理串口的短接下可以看到Text2發(fā)出的內(nèi)容在Text1中被顯示出來(lái)。使其能夠更方便的使用,不用每次都去更該程序配合下位機(jī)的串口與波特率。 hkIf 0 ThenGoTo lopEnd IfEnd SelectEnd Sub該程序能夠?qū)崿F(xiàn)串口的發(fā)送與接收,具備了理論上的給下位機(jī)指令的目的。 , amp。 , amp。 , amp。先用VB設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的界面,使其具有串口發(fā)送的功能,并能自行收到發(fā)送的內(nèi)容。VB擁有圖形用戶界面(GUI)和快速應(yīng)用程序開發(fā)(RAD)系統(tǒng),可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫(kù),或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。從任何標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō),VB都是世界上使用人數(shù)最多的語(yǔ)言——不管是盛贊VB的開發(fā)者還是抱怨VB的開發(fā)者的數(shù)量。key1到key6對(duì)應(yīng)六個(gè)開關(guān)并一一與motor()對(duì)應(yīng)。motor3()。分別對(duì)應(yīng)的第一個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止,motor1()。motor2()。在按鍵子程序中加入按鍵延時(shí)和單項(xiàng)選擇功能,防止因?yàn)槎秳?dòng)而產(chǎn)生的誤差使電機(jī)運(yùn)行起來(lái),并且在單個(gè)電機(jī)其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)為真的時(shí)候定義其他運(yùn)動(dòng)都為假,防止程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。y)。x) for(y=110。 for(x=z。 IN4=1。 IN4=0。 IN4=1。 IN2=1。 IN2=0。 IN2=1。 } while(!key6)。 flag5=0。 } if(key6==0)//停止 { delay_ms(10)。 flag6=0。 if(key5==0) { flag4=0。 } while(!key4)。 flag5=0。 } if(key4==0) //正轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 flag3=1。 if(key3==0) { flag1=0。 } while(!key2)。 flag2=1。 } if(key2==0) //反轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 flag3=0。 if(key1==0) { flag1=1。 if(flag6==1) motor6()。 if(flag4==1) motor4()。 if(flag2==1) motor2()。初步程序設(shè)計(jì)如下:void main(){ while(1) { key()。對(duì)于另外兩個(gè)電機(jī)由于用到了L298,L298芯片的內(nèi)部實(shí)際上H橋驅(qū)動(dòng)電路,所以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)際上就是控制電流的流向。三個(gè)電機(jī)一個(gè)要實(shí)現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動(dòng),另外兩個(gè)要能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。(4) C語(yǔ)言每段程序易于理解,主程序與子程序通過(guò)調(diào)用連接,條理清晰,對(duì)于以后的調(diào)試有很好的幫助。本設(shè)計(jì)所編寫的程序?qū)儆趹?yīng)用軟件系列,目的是為了實(shí)現(xiàn)電路的特定功能;本設(shè)計(jì)編程采用的語(yǔ)言是C語(yǔ)言,該語(yǔ)言是一種運(yùn)用非常廣泛的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言,該語(yǔ)言是在單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域中使用的最為廣泛的一種語(yǔ)言,用它來(lái)開發(fā)程序,不但開發(fā)時(shí)間周期短,而且便于修改與調(diào)試,因此倍受廣大軟件開發(fā)者的青睞。4 軟件設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,軟件逐漸成為與硬件相互依存的一部分,目前一臺(tái)多功能的電子儀器已經(jīng)無(wú)法由硬件電路單獨(dú)構(gòu)成了,硬件電路是產(chǎn)品具體功能實(shí)現(xiàn)的物理基礎(chǔ),而軟件程序正是具體功能實(shí)現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)。再通過(guò)串口和紅外遙控控制電機(jī)的啟、轉(zhuǎn)、停,實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)、垂直及水平方向的伸縮完成整個(gè)課題的目的。腳位及使用說(shuō)明: 腳位使用說(shuō)明腳位名稱功能說(shuō)明1VT輸出狀態(tài)指示2D3數(shù)據(jù)輸出3D2數(shù)據(jù)輸出4D1數(shù)據(jù)輸出5D0數(shù)據(jù)輸出65V電源正極7GND電源負(fù)極ANT接天線端 VCC電壓要與模塊工作電壓一致,且要做好電源濾波;天線對(duì)模塊的接收效果影響很大,最好接1/4波長(zhǎng)的天線,一般采用50歐姆單芯導(dǎo)線,天線的長(zhǎng)度315M的約為23cm,433M的約為17cm;天線位置對(duì)模塊接收效果亦有影響,安裝時(shí),天線盡可能伸直,遠(yuǎn)離屏蔽體,高壓,及干擾源的地方;使用時(shí)接收頻率、解碼方式應(yīng)與發(fā)射匹配。)。接收模塊有較寬的接收帶寬,一般為177。 紅外模塊超再生接收模塊采用LC振蕩電路,內(nèi)含放大整形,輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)為解碼后的高電平信號(hào),使用極為方便,并且價(jià)格低廉,所以被廣泛使用。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器,可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載;采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制;具有兩個(gè)用控制端,在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端,使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作;可以外接檢測(cè)電阻,將變化量反饋給控制電路。該芯片采用15腳封裝。5) 由于工作時(shí)L298的功率較大,可以適當(dāng)加裝散熱片。2)1腳和15腳有的電路在中間串接了大功率的電阻,可以不加3)八個(gè)續(xù)流二極管是為了消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的尖峰電壓保護(hù)電機(jī)而設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化電路可以不加。 用 78系列三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內(nèi)部還有 過(guò)流,過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路,L7805ABV使用起來(lái)可靠,方便,而且價(jià)格便宜。各模塊電路如下圖: 基座電機(jī) L7805三端穩(wěn)壓集成電路(78 為正電壓輸出),三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路,只有三條引腳輸出,分別是輸入端,接地端和輸出端。P4和P5為機(jī)械臂上的兩個(gè)電機(jī),分別控制機(jī)械臂的垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。P9為9V電源插口。P10為直流電機(jī)安在基座上負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)械臂的360度旋轉(zhuǎn)。所以當(dāng)P0 口作為通用I/O 接口輸入使用時(shí),在輸入數(shù)據(jù)前,應(yīng)先向P0 口寫“1”,此時(shí)鎖存器的Q 端為“0”,使輸出級(jí)的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管VV2 均截止,引腳處于懸浮狀態(tài),才可作高阻輸入。又如,當(dāng)從內(nèi)部總線輸出高電平后,鎖存器Q = 1, Q = 0,場(chǎng)效應(yīng)管V1 截止。例如,當(dāng)從內(nèi)部總線輸出低電平后,鎖存器Q = 0, Q = 1,場(chǎng)
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