【正文】 電路主要應用于繼電器驅動器，字錘驅動器，燈驅動器，顯示驅動器（LED氣體放電），線路驅動器和邏輯緩沖器。單個達林頓對的集電極電流是500mA。 繼電器驅動電路 ULN2003雙極型線性集成電路ULN2003是一個單片高電壓、高電流的達林頓晶體管陣列集成電路。[6] 繼電器驅動電路設計：由于單片機的工作電壓和電磁閥的工作電壓和功率不匹配，所以我們用繼電器作為過渡橋梁。 　5．觸點切換電壓和電流 　　是指繼電器允許加載的電壓和電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。而對于線圈所加的工作電壓，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。 　3. 吸合電流 　　是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。，當控制電路中的開關K閉合時，電磁鐵便具有磁性，將銜鐵吸下，使繼電器觸點接觸，與觸點相連接的電源電路便接通；當控制開關K斷開時，電磁鐵的磁性被撤消，繼電器觸點彈開，電源電路亦隨之斷開。因此，可以用很小的電流去控制其他電路的開關。 繼電器示意圖 繼電器工作原理繼電器就是電子機械開關，它是用漆包銅線在一個圓鐵芯上繞幾百圈至幾千圈，當線圈中流過電流時，圓鐵芯產生了磁場，把圓鐵芯上邊的帶有接觸片的鐵板吸住，使之斷開第一個觸點而接通第二個開關觸點。 實物圖本設計電路板上使用的是直流電磁繼電器。較高的電壓的一種“自動開關”。 軟件設置睡眠和喚醒功能 繼電器電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流。 3級加密位 共6個中斷源 可編程UART串行通道 時鐘頻率024MHz 256x8bit內部RAM 8k可反復擦寫(1000次）Flash ROM 主要功能特性： 其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89S52單片機 AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央 處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。快進：正常使用時，為了提高工作效率而設計一步完成多個動作。復位：當由于斷電或其它原因導致機械手運行中途停止時，再次通電將操作方式選擇置于回原位位置，按下復位按鈕，機械手即可按最短路徑的原則返回到初始位置。手動操作：供維修用，即用按鈕對機械手的每一步動作單獨控制。 機械手的控制要求為了便于生產加工、維修、調整設置的工作方式選擇開關。 本次設計的主要內容就是通過控制面板上的按鈕控制來實現(xiàn)自動和手動完成工作行程。機械手的工作順序、應達到的位置。：當繼電器通電時，因為電磁感應的原理，繼電器的銜鐵吸合，則所對應的電磁閥得電，它將驅動與其對應的液壓缸動作。[2]三、安全性動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉；但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響，電源電流和消耗功率應根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許177。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調節(jié)。流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質要求清潔度要好。電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應注明。管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。（ .3是典型結構圖） 性能分析一：適用性常開式原理正好相反。當線圈通電時，產生的磁力使動鐵芯和靜鐵芯吸合，導閥口打開，介質流向出口，此時主閥芯上腔壓力減少，低于進口側的壓力，形成壓差克服彈簧阻力而隨之向上運動，達到開啟主閥口的目的，介質流通。 電磁閥間接先導式電磁閥（）結構合理，動作可靠，在零壓差時工作也可靠。當線圈通電時，產生電磁力使動鐵芯　　和靜鐵芯吸合，導閥口開啟而導閥口設在主閥口上，且動鐵芯與主閥芯連在一起，此時主閥上腔的壓力通過導閥口卸荷，在壓力差和電磁力的同時作用下使主閥芯向上運動，開啟主閥介質流通。 分步直動式電磁閥如小于φ6流量通徑的電磁閥。結構簡單，動作可靠，在零壓差和微真空下正常工作。 有常閉型和常開型二種。氣動執(zhí)行元件的動作均是通過電磁閥控制進出氣的方向達到控制效果。 氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理 所示。目前機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位（或機械擋塊定位）系統(tǒng)組成。缺點：氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實現(xiàn)高速高精度的連續(xù)軌跡控制；防爆性能好，高于1000KPa（10個大氣壓）時應注意設備的抗壓性；適用于中小負載驅動、精度要求較低的有限點位程序控制機械手。（二）驅動系統(tǒng)在普通的機械手運動中，機械的驅動一般有氣壓傳動、液壓傳動、電機傳動等。機械手的立柱通常為固定不動的，但因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。本實驗用機械手手臂各種運動都是由氣缸來實現(xiàn)的。機械手的手臂通常由驅動手臂運動的部件（如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等）與驅動源（如液壓、氣壓或電機等）相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。本實驗用機械手的手部結構是采用的外卡夾持式，其傳力結構是由方形SDAJ氣缸實現(xiàn)的，可實現(xiàn)對工件的夾取，機械手可運動物體的重量不小于1kg。電磁吸盤的吸力由直流電磁鐵和交流電磁鐵產生。造成負壓的方式有氣流負壓式和真空泵式。吸附式手部主要由吸盤等構成，它是靠吸附力（如吸盤內形成負壓或產生電吸磁力）吸附物件，相應的吸附式手部有負壓吸盤和電磁盤兩類。而傳力機構則通過手指產生夾緊力來完成夾放物件的任務。手指結構取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位（是外廓還是內孔）和物件的重量及尺寸?；剞D型手指結構簡單，構件制造容易，故應用廣泛。夾持式手部由于手指（或手爪）和傳力機構所構成。手部即與物件接觸的部件。第2章 實驗用機械手的結構原理及控制方案 機械手的組成實驗機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及檢測裝置等組成。因此為了適應社會發(fā)展的趨勢，在現(xiàn)有的機械手的基礎上設計出能夠驅動控制的面板有著深遠的科教意義。本次畢業(yè)設計的具體內容：操作控制面板上的按鈕對氣動機械手的左右旋轉、水平伸縮、上下升降、夾緊控制并能夠顯示當前氣動器件狀態(tài)：了解機械裝置功能；控制電路設計與制作；控制電路的程序設計。 課題研究的內容及意義本課題主要對機械手的控制系統(tǒng)作了設計，闡述了實驗型機械手的要求和現(xiàn)實意義，通過對機械手工作原理的學習和了解，熟悉機械手的運動原理。同時一般單片機實驗箱由于是成品，學生很難參與到其中的細節(jié)設計中去，一般單片機實驗箱也只是起驗證實驗的作用，學生動手能力很難得到訓練與提高。2．學生實驗時也存在著諸多限制，單片機實驗室由于存在著場地和時間有限等問題，學生除了上課外，平時很難有機會實踐。對于單片機電路也只是按實驗指導書在實驗箱上做簡單的連線,沒有一個整體的電氣原理圖概念,最終還是不會設計電路,甚至連基本的電氣原理圖都讀不懂。實驗也多是進行驗證性實驗。為此，本文設計了一套能調動學生學習積極性、提高學生綜合應用能力的實驗項目。由于單片機匯編語言的實驗環(huán)境是在字符方式下進行的，實驗過程比較枯燥，實驗結果的表示單調，學生學習興趣不高，學習效果不佳，導致學生的綜合應用能力不高，甚至影響到后繼課程的學習。單片機應用技術是一門實踐性很強的課程，實驗課時比重很大。在一定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補、相輔相成、共同發(fā)展的道路。而Microchip公司的PIC精簡指令集合（RISC）也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEX公司近年的單片機產量與日俱增，與其底價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場份額。三、主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產品，ATMEL公司的產品和中國臺灣的Winbond系列單片機。CMOS雖然功耗低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于要求低功耗像電池供電的應用場合。二、低功耗CMOS化MCS51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS（互補金屬氧化物半導體工藝）。此外，現(xiàn)在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：一、微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機存取數(shù)據(jù)存儲（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉換器、PMW（脈寬調制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機將LCD（液晶）驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。 此外，單片機在工商、金融、科研、教育、國防航空等領域都有著十分廣泛的用途。四、在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機、電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。三、在工業(yè)控制中的應用用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。 單片機應用系統(tǒng)結構的3個層次 單片機的應用領域單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分為如下幾個范疇：一、在智能儀器儀表的應用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。單片機應用系統(tǒng)中包括了滿足對象要求的全部硬件電路和應用軟件。 單片機的發(fā)展背景單片機也叫嵌入式微控制器，它的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上重要的里程碑，使計算機的用途從海量數(shù)據(jù)計算發(fā)展到智能化控制，它具有體積小、功能強、可靠性高、價格低、使用方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。單片機能大大地提高這些產品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標，給我們的生活帶來舒適和方便的同時，在工農業(yè)生產上也極大地提高了生產效率和產品質量?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領域已十分廣泛。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。它在這個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。本文還附帶了控制系統(tǒng)電路原理總圖、PCB圖以及源程序。第五章是程序設計和調試。第三章對相關元器件作了重點性介紹。全文一共分為六章，第一章介紹了單片機技術的應用與發(fā)展，并且研究了當前單片機實驗教學的現(xiàn)狀，由此引出了此次設計的意義。系統(tǒng)設計簡便、實用性強、操作簡單、程序設計簡便。為此設計了一個單片機實驗系統(tǒng)。然后由學生照本宣科地重復，完成所謂教學大綱所規(guī)定的實驗，這種實驗教學方法不利于培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力，也不能進一步激發(fā)學生的學習興趣和主觀能動性，甚至出現(xiàn)了學生不