【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單片機開發(fā)寶典[J]，電子工業(yè)出版社，2008[20] 孫進平，張大鵬，丁金濱，51單片機系列單片機原理、開發(fā)與應用實例[J]，中國電力出版社，2009[21] Meehan Joanne,Muir in Merseyside SMEs:Benefits and barriers[J].. TQM Journal. 2008謝 辭 經(jīng)過一個學期的緊張準備，我的這篇論文也終于塵埃落定，雖然我擁有一個學期的時間來完成這篇畢業(yè)論文，但是在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中，作為學生的我也不可避免的遇到了很多疑問與難題，為了解決這些問題，我的指導老師趙立宏為我提供無私的幫助，鄧騫老師及阮銳學長也給予了我很大的幫助。實驗當然在這次設(shè)計過程中也有值得肯定的方面，首先面對自己不懂的問題能夠耐心的查閱資料、虛心的向老師請教，有一個良好的學習態(tài)度；在論文的編寫過程中也是仔細認真的獨立完成，在充分借鑒別人優(yōu)秀成果的同時，也重注自己原創(chuàng)性的發(fā)揮，學會了編寫一篇合格學術(shù)論文的基本方法，知道怎么將自己的思路清楚的表達出來，受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是對一個大學生大學四年學習成果的檢驗，并不是短時間內(nèi)就能夠一揮而就的，我由于自己以前的知識學習的不夠透徹、平時的準備不夠充分，對設(shè)計的認識不夠清晰，因此在設(shè)計的過程中遇到了很多困難，有些難題還甚至讓我的完成進度止步不前，如這次設(shè)計的核心關(guān)于上位機對單片機的控制的運用就是一個很大的難點，我在這方面也付出了大量的時間和精力，但是也僅僅對上位機有個初步的認識，無法徹底的掌握。 電子系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)合調(diào)試是一個相對復雜的過程，有時候電路的錯誤并不是很明顯，這就需要調(diào)試人員耐心細致的排查問題，當然程序?qū)σ粋€系統(tǒng)的影響是十分巨大的，一條語句的錯誤、一個字符未定義、甚至一個符號的缺失都能夠?qū)е鲁绦驘o法通過編譯，就算通過了編譯也并不代表你一定能得到你所預期的結(jié)果，比如說某個引腳的定義有歧義，計時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)計的過程中一定要秉持科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，才能順利的完成設(shè)計。取個字母的大寫或小寫開頭控制電機的四個轉(zhuǎn)向，用數(shù)字1和2表示兩個電機的停止信號。由于紅外控制是點動式所以每個按鈕按下電機就會運行，松開電機就停止運行。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)過一段時間的調(diào)試以后，預期的各個功能已得到基本的實現(xiàn)。如果子程序有問題則改正，如果子程序沒有問題則看主程序是否是調(diào)用的問題，定義是否正確，別的子程序?qū)λ欠裼懈蓴_，有無重復用到相同硬件設(shè)備等情況。再在計算機上運行上位機控制電機看各功能是否都可以正常實現(xiàn)。 系統(tǒng)調(diào)試過程 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，啟動開關(guān)看各指示燈是否正常亮起，確保電路的基本可實施性。前面已經(jīng)知電路由L298N模塊、L7805模塊、紅外模塊及52單片機組成，本課題的最終任務是控制電機的運行與做業(yè)，因此需要重點調(diào)試的就是這個部分。}紅外控制實現(xiàn)是一個點動式的控制所以加入stop（）函數(shù)，確保功能正常實現(xiàn)。 IN1=1。 }}void stop(){ IN3=1。 default : stop()。 case 0x20 : motor1()。 case 0x80 : motor2()。 case 0x10 : motor4()。 switch(kk0) { case 0x40 : motor5()。下面補上紅外控制程序：void wuxianjiema() //紅外控制{ kk0=P2amp。因為51單片機系列串口通信的數(shù)據(jù)先存放在緩沖SBUF中，可以通過讀指令A=SBUF和寫指令SUBF=A來實現(xiàn)單片機的接收與發(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。 //啟動定時器1 SM0=0。 //裝入初值 TL1=0xfd。 //標志位} 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)計的簡單界面如下圖： VB編寫的上位機界面 上位機與protues之間的串口通信 首先在protues仿真中加入九針串口標準件并設(shè)置好COM口以及波特率，在對源程序進行改進，初始化確定定時器工作方式，計算定時器初值裝載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。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指令的目的。 , amp。 , amp。 , amp。先用VB設(shè)計一個簡單的界面，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，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。從任何標準來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言——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對應六個開關(guān)并一一與motor（）對應。motor3()。分別對應的第一個電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止，motor1()。motor2()。在按鍵子程序中加入按鍵延時和單項選擇功能，防止因為抖動而產(chǎn)生的誤差使電機運行起來，并且在單個電機其中一個運動為真的時候定義其他運動都為假，防止程序運行時發(fā)生錯誤。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)計如下：void main(){ while(1) { key()。對于另外兩個電機由于用到了L298，L298芯片的內(nèi)部實際上H橋驅(qū)動電路,所以控制電機的正反轉(zhuǎn)實際上就是控制電流的流向。三個電機一個要實現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動，另外兩個要能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。(4) C語言每段程序易于理解，主程序與子程序通過調(diào)用連接，條理清晰，對于以后的調(diào)試有很好的幫助。本設(shè)計所編寫的程序?qū)儆趹密浖盗?，目的是為了實現(xiàn)電路的特定功能；本設(shè)計編程采用的語言是C語言，該語言是一種運用非常廣泛的計算機高級語言，該語言是在單片機、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域中使用的最為廣泛的一種語言，用它來開發(fā)程序，不但開發(fā)時間周期短，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 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件逐漸成為與硬件相互依存的一部分，目前一臺多功能的電子儀器已經(jīng)無法由硬件電路單獨構(gòu)成了，硬件電路是產(chǎn)品具體功能實現(xiàn)的物理基礎(chǔ)，而軟件程序正是具體功能實現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)。再通過串口和紅外遙控控制電機的啟、轉(zhuǎn)、停，實現(xiàn)整個機械臂的旋轉(zhuǎn)、垂直及水平方向的伸縮完成整個課題的目的。腳位及使用說明： 腳位使用說明腳位名稱功能說明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；天線對模塊的接收效果影響很大，最好接1/4波長的天線，一般采用50歐姆單芯導線，天線的長度315M的約為23cm，433M的約為17cm；天線位置對模塊接收效果亦有影響，安裝時，天線盡可能伸直，遠離屏蔽體，高壓，及干擾源的地方；使用時接收頻率、解碼方式應與發(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)信號為解碼后的高電平信號，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電機和步進電機、繼電器線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個用控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，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L298的功率較大，可以適當加裝散熱片。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）八個續(xù)流二極管是為了消除電機轉(zhuǎn)動時的尖峰電壓保護電機而設(shè)計，簡化電路可以不加。 用 78系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有 過流，過熱及調(diào)整管的保護電路，L7805ABV使用起來可靠，方便，而且價格便宜。各模塊電路如下圖： 基座電機 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為機械臂上的兩個電機，分別控制機械臂的垂直運動和水平運動。P9為9V電源插口。P10為直流電機安在基座上負責整個機械臂的360度旋轉(zhuǎn)。所以當P0 口作為通用I/O 接口輸入使用時，在輸入數(shù)據(jù)前，應先向P0 口寫“1”，此時鎖存器的Q 端為“0”，使輸出級的兩個場效應管VV2 均截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。又如，當從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器Q ＝ 1， Q ＝ 0，場效應管V1 截止。例如，當從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場