【正文】 過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)使平衡臂重新達(dá)到平衡。（3）35BYJ46電機(jī)額定轉(zhuǎn)速是可控的，為了提高效率要求轉(zhuǎn)速應(yīng)在1r/s左右。 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)要完成以下功能：（1）當(dāng)單片機(jī)插上電源后，位于PCB板上的LED亮，成功表示上電。平衡臂的中端有一個(gè)軸承，該軸承與劃動(dòng)電阻器相連，當(dāng)平衡臂左右搖擺時(shí)，電阻器上的滑片也相應(yīng)的改變位置。當(dāng)平衡角度對(duì)應(yīng)的AD值不在888～892這一范圍時(shí)電機(jī)相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)直到平衡臂達(dá)到平衡為止。 系統(tǒng)框圖單片機(jī)控制器電位分壓器穩(wěn)壓電路驅(qū)動(dòng)電路圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)當(dāng)中把電機(jī)固定在平衡臂上的中央，把電機(jī)的端子嵌入進(jìn)一個(gè)很長(zhǎng)的螺桿中，因?yàn)殡姍C(jī)被固定，螺桿又與端子相連，故電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺桿只會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)與平衡臂有仍和的相對(duì)位移，那么此時(shí)套在螺桿上的螺母就會(huì)因?yàn)槁輻U的轉(zhuǎn)動(dòng)而或前或后的移動(dòng)，螺母的移動(dòng)改變了平衡臂的力矩，為使平衡臂平衡電機(jī)必須調(diào)整螺母的位置來(lái)使得平衡臂達(dá)到平衡，電機(jī)在桿傾斜時(shí)應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡時(shí)應(yīng)該停止是整個(gè)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的問題。案二需要平衡臂較寬，而且馬達(dá)的動(dòng)力必須比較高，平衡臂與小車輪胎之間的摩擦力也不可忽視，因?yàn)楫?dāng)平衡臂偏移過(guò)大小車很有可能無(wú)法向反方向運(yùn)動(dòng)而掉落，故方案二亦布恩那個(gè)采用。 方案三方案三采用的是杠桿原理，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，若固定步進(jìn)電機(jī)，則螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在水平方向上就不會(huì)移動(dòng)，螺桿一端鑲嵌有螺母，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母就會(huì)移動(dòng)，當(dāng)兩邊力矩相同時(shí)，平衡臂即可達(dá)到平衡[5]。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以將舵機(jī)安放至平衡臂中心位置，通過(guò)舵機(jī)控制臂桿左右偏向從而實(shí)現(xiàn)平衡臂的兩端平衡[9]。按照本設(shè)計(jì)思路及方法即可制成一個(gè)具有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)平衡臂平衡的實(shí)際電路成品。其中硬件主要包括：平衡臂、單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、螺桿、螺帽、變壓器。 本文研究?jī)?nèi)容本文研究的是基于單片機(jī)的平衡臂控制系統(tǒng)，主要是對(duì)塔吊平衡進(jìn)行模擬，通過(guò)單片機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)其平衡。平衡重的量相當(dāng)可觀，輕型塔機(jī)一般至少要34t，重型的要近30t。起升機(jī)構(gòu)之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一則可發(fā)揮部分配重作用，二則增大繩卷筒與塔尖導(dǎo)輪間的距離，以利鋼絲繩的排繞并避免發(fā)生亂繩現(xiàn)象。凡是上回轉(zhuǎn)塔機(jī)均需設(shè)平衡重，其功能是支承平衡重，用以構(gòu)成設(shè)計(jì)上所要求的作用方面與起重力矩方向相反的平衡力矩。 國(guó)內(nèi)外同類研究概述在生活中最常見的平衡臂的運(yùn)用是作為運(yùn)送物體的塔吊，塔吊是承受臂架拉繩及平衡臂拉繩傳來(lái)的上部荷載，并通過(guò)回轉(zhuǎn)塔架轉(zhuǎn)臺(tái)、承座等的結(jié)構(gòu)部件式直接通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)傳遞給塔身結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的塔式起重機(jī)多由人直接操作，過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生一些不可抗因素，這存在這許多的安全隱患，若起重機(jī)能自動(dòng)操作，根據(jù)重物的重量自行搬運(yùn)，不但節(jié)省了人力，也避免了許多不可抗因素，確保了安全性[7]。而其中在建筑高樓大廈過(guò)程中塔式起重機(jī)有著不菲的貢獻(xiàn)，可以說(shuō)塔式起重機(jī)的生產(chǎn)和發(fā)展是人們提高效率節(jié)約經(jīng)濟(jì)的有效途徑，塔式起重機(jī)越來(lái)越被人們熟知。 electric motor。 關(guān)鍵詞：平衡臂；單片機(jī)；電機(jī)；螺旋傳動(dòng)Design on Control System of the Balance Arm Based on MicrocontrollerAbstractWhen the weights placed in one end of the balance arm, the balance arm is bound to hang heavy objects on the one end of the tilt. Makes the balance arm to reach equilibrium, it is necessary to impose the intensity at the other end of the corresponding location of the balance arm. And this design is based on this principle. The design uses the principle to achieve the balance of the balance arm.In this design, 12C5A60S2 microcontroller and the ULN2003 chip drive motor rotation. Motor scripts end embedded in the thread, screw rotates the motor rotation, If the fixed motor, threaded rotary nut will move. Nut has a certain weight When the nut to move to a certain distance, the balance arm will be balance. This paper describes the internal structure of the singlechip and chip ULN2003, and hardware circuit and software design and debugging process, and it gives the schematics, flowcharts, etc. It covers from requirements analysis, system design, programming, schematic diagram PCB diagram and the basic process of product development in the experimental plate welding system. This design has a certain significance crane tower crane unattended operation. Key Words: balance arm。涵蓋了從需求分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編程，原理圖，PCB圖以及最后的試驗(yàn)板焊制等產(chǎn)品開發(fā)的基本過(guò)程。電機(jī)的端子嵌在螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺桿會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)，若固定電機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺母就會(huì)相應(yīng)的前后移動(dòng)，當(dāng)螺母與重物產(chǎn)生的力矩相同時(shí)，平衡臂即可達(dá)到平衡。為使得平衡臂重新達(dá)到平衡狀態(tài)，就要在平衡臂的另一端相應(yīng)位置施以力度，即杠桿原理，本設(shè)計(jì)正是用了該原理來(lái)達(dá)到平衡臂的平衡。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。分類號(hào)： U D C：D10621408(2012)2480–0密 級(jí)：公 開 編 號(hào)：2008071069基于單片機(jī)的平衡臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文作者姓名：申請(qǐng)學(xué)位專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器申請(qǐng)學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師姓名（職稱）：論文提交日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日基于單片機(jī)的平衡臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要當(dāng)在平衡臂的一端放置重物時(shí)，平衡臂必然會(huì)向掛有重物的一端傾斜。該設(shè)計(jì)中選用的單片機(jī)是12C5A60S2，單片機(jī)內(nèi)含8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，另外電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片選擇的是ULN2003。本文詳細(xì)闡述了單片機(jī)和芯片ULN2003的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試過(guò)程，同時(shí)給出了原理圖、流程圖等。本設(shè)計(jì)對(duì)無(wú)人操作吊塔式起重機(jī)具有一定研究意義。 microcontroller unit。 screw drive目 錄 論文總頁(yè)數(shù)：34頁(yè)1 引言 1 選題背景及意義 1 國(guó)內(nèi)外同類研究概述 1 本文研究?jī)?nèi)容 12 總體方案設(shè)計(jì) 2 方案比較論證 2 方案一 2 方案二 2 方案三 2 方案對(duì)比 2 系統(tǒng)框圖 3 設(shè)計(jì)原理 3 設(shè)計(jì)要求 33 硬件選型 4 單片機(jī)選型 4 12C5A60S2簡(jiǎn)介 4 12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5 12C5A60S2單片機(jī)封裝尺寸圖 6 單片機(jī)管腳介紹 8 步進(jìn)電機(jī) 8 四相五線步進(jìn)電機(jī) 9 驅(qū)動(dòng)方法 9 具體選用步進(jìn)電機(jī) 10 35BYJ46步進(jìn)電機(jī)工作參數(shù) 11 電位器 11 驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003 11 ULN2003芯片特點(diǎn) 11 ULN2003內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)用電路 12 平衡臂 134 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 13 單片機(jī)最小系統(tǒng) 14 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 14 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 15 驅(qū)動(dòng)電路模塊 16 穩(wěn)壓電源模塊 17 變壓器 175 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 編譯軟件Keil C51簡(jiǎn)介 19 軟件編譯 206 系統(tǒng)調(diào)試 21 Protel99se及其操作簡(jiǎn)介 21 原理及PCB設(shè)計(jì) 22 硬件調(diào)試 23 硬件調(diào)試的準(zhǔn)備工作 23 調(diào)試過(guò)程 23 設(shè)計(jì)結(jié)果 237 結(jié)論與研究展望 24 主要結(jié)論 24 展望 25參考文獻(xiàn) 26致 謝 27聲 明 28附 錄 291 引言 選題背景及意義隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活條件的不斷優(yōu)化，人們對(duì)衣食住行的要求越來(lái)越高，高樓大廈不斷平地而起。塔式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)不斷被人們所了解，其中包括起重臂、前臂拉桿、塔帽、后壁拉桿、平衡臂、旋轉(zhuǎn)塔身、上下轉(zhuǎn)臺(tái)、頂升套架、塔身、底架、基礎(chǔ)