【正文】 00F4 SJMP L010C 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 25 － 00F6 L00F6: CLR ；開關(guān)控制 00F8 SJMP L010C 00FA L00FA: SETB 00FC SJMP L010C 00FE L00FE: CLR 0100 SJMP L010C 0102 L0102: SETB 0104 SJMP L010C 0106 L0106: CLR 0108 SJMP L010C 010A L010A: SETB 010C L010C: CLR 00H ；看門 狗子程序 010E L010E: SETB EA 0110 RET 0111 S0111: M0V TH0 , 0ECH 0114 M0V TL0 , 78H 0117 CPL 0119 MOV R6 , 18H 011B MOV R7 , 19H 011D MOV A , R7 011E CLR C 011F SUBB A , 0E8H 0121 MOV A , R6 0122 SUBB A , 03H 0124 JC L0134 0126 MOV 19H , 00H 0129 MOV。 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 19 － ② 設(shè)置軟件陷阱。 ⑵ 軟件抗干擾措施 一個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性能除了可以從硬件上著手外，在軟件上也可大有作為。 再者，對接地和地線的正確處理也十分關(guān)鍵，盡可能加粗地線。用音響界的話來說，這好比一個(gè)“水塘”， 這個(gè)“水塘”越大，系統(tǒng)抗干擾的能力也相應(yīng)越強(qiáng)了。 從成本考慮，本解碼器從硬件、軟件 2方面采取了以下一些抗干擾措施。例如系統(tǒng)的接地不良、附近有電火花激發(fā)的電磁輻射、電網(wǎng)的污染等。 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì) 在一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)中，干擾的因素有多種。 ⑵ ROM 的診斷 一般 EPROM 的工作應(yīng)該是穩(wěn)定正常的，但由于生產(chǎn)廠家不同，元件工藝的離散性，EPROM 使用一段時(shí)間后難免出錯(cuò)，從而使系統(tǒng)不能正常工作，而且由于 EPROM 中的信息丟失、出錯(cuò)一般是零星發(fā)生的，更有必要主動(dòng)檢測。 CPU 的診斷項(xiàng)目有：指令系統(tǒng)、片內(nèi) RAM、定時(shí)器中斷系統(tǒng)、 I/O 口等。 自診斷的軟件實(shí)現(xiàn) 由于沒有附加任何檢測電路，因此本解碼器只 簡單地進(jìn)行 CPU, ROM, RAM 的自檢。 ⑶ 鍵控自檢 通過某一鍵盤操作啟動(dòng)一次自檢過程，以便操作者消除對系統(tǒng)的疑惑，或發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障。自檢一般有以下幾種方法： ⑴ 上電自檢 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 18 － 系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)進(jìn)行，自檢中如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則轉(zhuǎn)入系統(tǒng)的正常運(yùn)行；如果發(fā)現(xiàn)問題，則及時(shí)報(bào)警，避免系統(tǒng)帶病運(yùn)行。例如在沒有任何附加檢測電路的系統(tǒng)中， CPU 本身就無從知道其各種外圍電路工作是否正常。 為了使單片機(jī)系統(tǒng)故障能及時(shí)自行診斷出來，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路時(shí)，必須通盤考慮。在本節(jié)中，將著重討論系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)的方法。 看門狗電路具有監(jiān)視器與執(zhí)行器的作用，是提高智能化單片機(jī)測控系統(tǒng)可靠性的有效措施之一。一旦由于某種原因?qū)е?CPU 失控， CD4060 不能及時(shí)被復(fù)位，經(jīng)過時(shí)間 ? ?122 ttt ? 就從 14Q 端輸出高電平，立即將 89C51 復(fù)位，把 CPU“拉回”到正常運(yùn)行狀態(tài)；然后 CPU 又將 CD4060 復(fù)位，使 14Q 恢復(fù)成低電平。 2R 為偏置電阻。 CD4060 是 14 位二進(jìn)制串行 89C51CPU+ VDDU5SSURESET5+ V5+ V2C5C1C 3R2R1R1 0 0 0pF10 μ FΩ200KΩ130K82K ΩCD4060CP 1CP 0CP 0RQ 14U DD U SS 圖 42 由 CD4060 組成的看門狗電路 計(jì)數(shù)／分頻／振蕩器。既當(dāng)單片機(jī)的程序進(jìn)入了錯(cuò)誤狀態(tài)后，在一個(gè)指定的時(shí)間內(nèi)，將產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。 ⑶ 三級程序存儲(chǔ)器加密； ⑷ 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ⑸ 32 條可編程 I/O 線； ⑹ 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； ⑺ 6 個(gè)中斷源； ⑻ 可編程 UART 串行； ⑼ 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路； ⑽ 兩種可用軟件選擇的省電方式 — 空閑方式 (Idle Mode)和掉電方式（ Power Down Mode）。由 Atmel 公司生 產(chǎn)的此型號單片機(jī)是以 8031 為核心構(gòu)成的，它和 8051 系列彈片機(jī)是兼容的系列。在方案設(shè)計(jì)中，結(jié)合程序容量與通信內(nèi)容，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、簡潔至上的原則，微處理器選用 Atmel 公司的89C51，所有串、并行接口時(shí)序均通過軟件模擬實(shí)現(xiàn)。 總體方案的確定 按照功能要求，確定系統(tǒng)方案如圖 41所示。 4 系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)要求 云臺(tái)控制器是用來通過串行通信口接收由 PC機(jī) (或單片機(jī) )或視頻切換器發(fā)送來的控制命令控制云 臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向，照明燈開關(guān)，攝像頭焦 距、光圈、變倍，從而達(dá)到對現(xiàn)場情況實(shí)時(shí)監(jiān)視目的的設(shè)備。 ③ 驗(yàn)算滑動(dòng)速度 v ??vv? ? ?sm/ （式 327） 式中： ??v 為許用滑動(dòng)速度。 ? ?pvBnFpv ??? 19 100 ? ?smMpa /? （式 325） 式中： v 為軸頸圓周速度，即滑動(dòng)速度 m/s； ? ?pv 為軸承材料的 pv 許用值。 ① 驗(yàn)算軸承的平均壓力 p ? ?pdBFp ?? )(Mpa （式 324） 式中： B 為軸承寬度（ mm）； ? ? ）為軸瓦材料許用壓力（ M p ap 。 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 15 － ⑵ 軸承的驗(yàn)算 初選軸徑 mmd 10? ，軸承寬度 mmB 10? 。在高溫條件下具有一定的潤滑能力，具有包容異物的能力（嵌入性好），不易擦傷配偶表面。 X 方向軸承的選用 ⑴ 軸承的確定 為了使徑向尺寸較小和安裝方便，選用滑動(dòng)軸承。 ???? ④ 求該對軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷值 3 610 39。 ① 由滾動(dòng)軸承樣本查得 7001AC 型軸承背 靠背成對安裝在一個(gè)支點(diǎn)時(shí)，當(dāng)量動(dòng)載荷可按下式計(jì)算（見 [2]）： ?ra FF當(dāng) 時(shí)， ar FFP ?? （式 321） ?ra FF當(dāng) 時(shí)， ar FFP ?? （式 322） ② 因 ???FrFa ，且工作平穩(wěn)，取載荷系數(shù) 1?pf ，則： ? ? NYFXFfP arp )( ??????? ? ③ 計(jì)算預(yù)期壽命 hL39。 ⑵ 軸承的校核 考慮到攝像機(jī)支架等的影響，假設(shè)軸承軸向載荷 NFa ? ，徑向載荷 NFr 1? 。軸承與軸承套、軸之間采用過渡配合。 設(shè)最大彎曲變形發(fā)生在軸上離支承處 20㎜處，即： 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 14 － mNlFM ??????? ? 3m a x ⑵ 確定軸上承受的最大扭矩 所選電機(jī) 36BF003Ⅱ的轉(zhuǎn)矩 mNT ?? ，折算到 X軸上： mNiTT ?????? 2 3 7 按（式 320）計(jì)算 Mpaca 1 226 ????? ?? 由于正火，回火處理的 45號鋼的許用彎曲應(yīng)力 ? ? Npa551 ??? ，即 ? ?1?? ??ca ，滿足強(qiáng)度要求。 由于 X方向的軸同時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和彎曲作用，所以要按彎扭組合強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。 水平電機(jī) mNT ?? ，折算到軸上的扭矩為： 5 8 9 a x ????? iTT 電機(jī) （ mN? ） 抗扭截面系數(shù)為： ? ? 3649343 100 9 4 mDW t ?? ?????????? ???????????? ?? 則： 6m a x ??? ?? 查得 45號鋼的許用剪切應(yīng)力為 ? ? Mpa60?? ， ? ??? ?max ，滿足強(qiáng)度要求。 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 13 － ⑵ Z 方向下軸的設(shè)計(jì) ① 抗拉強(qiáng)度校核 設(shè)下軸承受質(zhì)量 m= ㎏的器件，所以 NgmF ????? ，根（式 318）得： ? ? 013 ??? bFA ? ? ?2mm 假設(shè)下軸軸徑最小處為 8㎜，內(nèi)留一個(gè) mm4? 的孔，則有效面積為： ? ? ? ? 222222 mmmmdDS ??????? ? 滿足設(shè)計(jì)要求。⑴ Z 方向上軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)拉伸強(qiáng)度條件公式試算（見 [2]）： ? ?bAF ?? ?? （式 318） 其中： ? 為正應(yīng)力； F為軸向力； A為軸的橫截面面積。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常采用 45 號鋼。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決與 軸的強(qiáng)度。 軸的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)也和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容?！?+45176。 驗(yàn)算： 31 3 ????? dTF t N mmNmmNb FK tA /100/ ???? 。按接觸疲勞強(qiáng)度算出： 分度圓直徑 ?d （ mm） 小齒輪齒數(shù) ??? mdz ，取 184?z 。 ⑴ 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MpaFE 4503 ?? ，大齒輪 MpaFE 4504 ?? ； ② 查得彎曲壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK ； ③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 （見式 316） 取彎曲疲勞安全系數(shù) s= ? ? ???? sK FEFNF ?? ? ?Mpa ? ? ???? sK FEFNF ?? ? ?Mpa ④ 計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù) K （見式 317） 0 4 7 9 ?????K 0 4 7 9 ?????? ?? FFVA KKKKK ⑤ 查取齒形系數(shù) 183?z 時(shí)， ?FaY ； ?SaY 544?z 時(shí)， ?FaY ； ?SaY ⑥ 計(jì)算大、齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 01 22 ???F SaFa YY ? ? ? 44 ???F SaFa YY ? 取小值。 ⑧ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 (見式 310) 取失效概率為 1%，安全系數(shù) s=1。 ⑴ 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 載荷系數(shù) ?tK ； ② 確定小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩，由于所選電機(jī) 36BF003 的最大靜轉(zhuǎn)矩為 mNT ?? ③ 取齒寬系數(shù) ?d? 。 ⑷ 選取小齒輪齒數(shù) 183?z ,大齒輪齒數(shù) 543184 ???z 。選大、小齒輪材料為 45號鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 217255HBS。 X 方向齒輪減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 初步擬定已知條件為：傳動(dòng)比 i=3， n4max=30r/min,工作壽命為 20 年（每天工作 24小時(shí)，一 年工作 360 天） 選定齒輪類型、精度、材料、齒數(shù) ⑴ 按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 。 大齒輪齒數(shù)： 54312 ??? zz 幾何尺寸計(jì)算 ⑴ 計(jì)算分度圓直徑 1811811 ????? mzd （ mm） 5415422 ????? mzd （ mm） ⑵ 計(jì)算中心距 ? ? 36221 ??? dda （ mm） ⑶ 計(jì) 算齒輪寬度 ????? db d? （ mm） 取 mmB 92 ? ； mmB 141 ? 。 ⑵ 設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)（式 314）得： 廣東海洋大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 － 9 － 347 2 3 ??? ????m （ mm） 對比計(jì)算結(jié)果，可由齒面接觸疲勞強(qiáng)度，取模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 1?m 。 查得 7級精度，小齒輪懸臂布置時(shí) ? ? 2 4 32 ?????? ? bK dd