【正文】 口：支持多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)，時(shí)鐘速度從0 到2MHz，兼容CH451 芯片。l 支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的CH452 可以被部分按鍵喚醒。l 鍵盤中斷，可以選擇低電平有效輸出或者低電平脈沖輸出。（2）鍵盤控制l 內(nèi)置64 鍵鍵盤控制器，基于88 矩陣鍵盤掃描。l 掃描極限控制，支持1 到8 個(gè)數(shù)碼管，只為有效數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。l 任意段位尋址，獨(dú)立控制各個(gè)LED 或者各數(shù)碼管的各個(gè)段的亮與滅。l 數(shù)碼管的字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)。l 可選數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對(duì)應(yīng)的不譯碼方式或者BCD 譯碼方式。 CH452工作原理圖 特點(diǎn)（1）顯示驅(qū)動(dòng)l 內(nèi)置電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于15mA，字電流不小于80mA。 芯片CH452介紹CH452是數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制芯片。雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于LED顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔時(shí)間足夠短，則可以造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位則是熄滅的。若要各位LED能夠同時(shí)顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動(dòng)態(tài)顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線則處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符段碼。 方案框圖 單片機(jī)作為控制的核心，一方面對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和位移量進(jìn)行控制，另外還將與鍵盤對(duì)應(yīng)的位移信息顯示在LED上，并實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的通信以及對(duì)報(bào)警的處理。設(shè)計(jì)采用單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，單片機(jī)的包括鍵盤與顯示的控制、與PC機(jī)的串口通訊、以及電機(jī)輸入輸入輸出信號(hào)的控制。由于時(shí)間倉促和自己知識(shí)水平有限，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有些許瑕疵，懇請(qǐng)老師指正。本設(shè)計(jì)完成了如下要求：（1）單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)（2）控制系統(tǒng)電路印制版的繪制（3）利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)系統(tǒng)的手動(dòng)、自動(dòng)和回位等運(yùn)動(dòng)（4）實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)工作臺(tái)極限移動(dòng)的保護(hù)及顯示、報(bào)警（5）設(shè)計(jì)交流電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制和星三角形啟動(dòng)的電氣控制原理圖（6）電氣控制電路有相應(yīng)的保護(hù)電路（過載、過壓、欠壓等）（7）熟悉機(jī)電系統(tǒng)常用元器件（PLC、交流電機(jī)、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)）此次 “機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)”主要簡單設(shè)計(jì)出數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，其實(shí)離實(shí)際真正工業(yè)用數(shù)控機(jī)床還有很大的距離。其驅(qū)動(dòng)速度和指令脈沖能嚴(yán)格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。因此將專用機(jī)床設(shè)計(jì)成微機(jī)數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床設(shè)計(jì)的發(fā)展方向之一。采用微機(jī)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地提高中、小批零件的加工生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。關(guān)鍵詞：鍵盤操作，單片機(jī)控制，數(shù)碼管顯示。設(shè)計(jì)的總體思路是準(zhǔn)確安全的對(duì)工作臺(tái)和電機(jī)進(jìn)行控制。課程設(shè)計(jì)名稱： 機(jī)電一體化綜合課程設(shè)計(jì) 題 目： 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 目 錄1 前言 12 總體方案設(shè)計(jì) 2 總體分析 2 方案框圖 23 單元模塊設(shè)計(jì) 3 鍵盤與顯示模塊 3 模塊工作原理 3 芯片CH452介紹 4 特點(diǎn) 4 顯示驅(qū)動(dòng)原理 5 單片機(jī)控制單元模塊電路 7 控制原理 7 光電耦合電路 8 芯片介紹 9 串行通信模塊 12 RS232通信協(xié)議 12 串行通信電路 134 電機(jī)與電氣控制電路設(shè)計(jì) 15 步進(jìn)電機(jī)模塊 15 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 15 步進(jìn)電機(jī)的步距角與工作拍數(shù) 17 步進(jìn)電機(jī)的頻率特性 18 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 20 交流電機(jī)的星—三角形啟動(dòng) 21 電氣元件介紹 215 設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝 236 參考文獻(xiàn) 24附錄Ⅰ：單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì) 25附錄Ⅱ:電氣控制原理圖1 26附錄Ⅲ:電氣控制原理圖2 27 機(jī)電一體化綜合課程設(shè)計(jì)摘 要：本設(shè)計(jì)是完成一兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；完成交流電機(jī)啟停的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其硬件部分共包括鍵盤操作、單片機(jī)控制、輸入電路、控制電路、顯示電路等五個(gè)主要組成部分。 位置信號(hào)和按鍵信息通過傳輸線傳送給單片機(jī)和鍵盤接口芯片，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，將按鍵信息串行方式傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過相應(yīng)的程序，向控制回路發(fā)送控制信號(hào)，進(jìn)而控制工作臺(tái)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的控制。1 前言機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主題，多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科。本設(shè)計(jì)中提到的微機(jī)數(shù)控機(jī)床是利用單板或單片微機(jī)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行數(shù)控及對(duì)機(jī)床輔助功能動(dòng)作進(jìn)行程序控制的一種自動(dòng)化機(jī)械加工設(shè)備。此外，由于微型計(jì)算機(jī)具有價(jià)格低、體積小、性能可靠和使用靈活等特點(diǎn)，微機(jī)數(shù)控機(jī)床的一次性投資比全功能數(shù)控機(jī)床節(jié)省得多，且又便于一般工人掌握操作和維修。本設(shè)計(jì)中用到的步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的控制驅(qū)動(dòng)元件，具有快速起動(dòng)和停止的特點(diǎn)。它的運(yùn)行速度和步距不受電源電壓波動(dòng)及負(fù)載的影響，因而被廣泛應(yīng)用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、速度控制和位置控制系統(tǒng)。經(jīng)過小組討論，擬設(shè)計(jì)兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)控制系統(tǒng)和交流電機(jī)啟停的電器控制系統(tǒng)，單元模塊包括：單片機(jī)控制電路，鍵盤接口電路，鍵盤電路，顯示電路，輸入電路，控制電路，PC接口電路等。2 總體方案設(shè)計(jì) 總體分析本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是一兩座標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電機(jī)的輸入信號(hào)包含報(bào)警監(jiān)測，在機(jī)床邊緣運(yùn)用一個(gè)接近開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)此目的。 總體方案設(shè)計(jì)圖3 單元模塊設(shè)計(jì) 鍵盤與顯示模塊 模塊工作原理本單元模塊電路的功能是通過對(duì)單片機(jī)編程，使當(dāng)前按鍵信息在8個(gè)LED上顯示出來，由芯片CH452來對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。在同一時(shí)刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話，8位LED將顯示相同的字符。這樣，在同一時(shí)刻，8位LED中只有選通的那一位顯示出字符，而另一位則是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使兩位分別顯示出將要顯示的字符。 顯示單元模塊電路圖 鍵盤的掃描原理與數(shù)碼管的掃描顯示原理類似，依次將矩陣鍵盤的某行或某列置一，再逐個(gè)判斷改行或該列上是否有信號(hào)為高，有則說明兩座標(biāo)相交處的按鍵按下了。CH452 內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8 位數(shù)碼管或者64 位LED，具有BCD 譯碼、閃爍、移位、段位尋址、光柱譯碼等功能；同時(shí)還可以進(jìn)行64鍵的鍵盤掃描；CH452 通過可以級(jí)聯(lián)的4線串行接口或者2 線串行接口與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)；并且可以對(duì)單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)。l 動(dòng)態(tài)顯示掃描控制，直接驅(qū)動(dòng)8 位數(shù)碼管、64 位發(fā)光管LED 或者