【正文】 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)中，RS232C是目前最常用的一種串行通信接口。 RS232C的推薦最大電纜長(zhǎng)度為15m，實(shí)際通信中可以以降低通信速率為代價(jià)適當(dāng)延長(zhǎng)通信距離。 （2）RS232C中的引腳定義和電氣特性 RS232C中定義了20根信號(hào)線，使用25芯D型連接器DB25實(shí)現(xiàn)，后來(lái)為了簡(jiǎn)化串口的線路連接，出現(xiàn)了9芯D型連接器DB9。不同于傳統(tǒng)的TTL等數(shù)字電路的邏輯電平，RS232C的邏輯電平以公共地為對(duì)稱，其邏輯“0”電平規(guī)定在+3V+25V之間，邏輯“1”電平規(guī)定在3V—25V之間，因此需要使用正負(fù)極性的雙電源供電。一般使用中，只需要連接好TXD、RXD、DSR、RTS、GND5根線即可正常通信。 本設(shè)計(jì)采用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和上位機(jī)之間電平的轉(zhuǎn)換，而且該芯片本身對(duì)電流具有一定的泵升的作用，因此廣泛應(yīng)用于串行通信中。RS232C標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)的TXD、RXD分別連到MAX232的T2in、R1out端。 RS232C接口電路四、電機(jī)與電氣控制電路設(shè)計(jì)（一） 步進(jìn)電機(jī)模塊 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)，它的運(yùn)行需要專門(mén)的驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電源的輸出受外部的脈沖信號(hào)控制。脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度，脈沖的頻率決定了電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度，改變繞組的通電順序可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向。它在工業(yè)過(guò)程控制中得到廣泛的應(yīng)用，尤其在智能儀表和需要精確定位的場(chǎng)合應(yīng)用更為廣泛。（1）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來(lái)驅(qū)動(dòng)。 （2）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式可分為全部勵(lì)磁及半步勵(lì)磁，其中全步勵(lì)磁又有1相勵(lì)磁及2 相勵(lì)磁之分，而半步勵(lì)磁又稱12 相勵(lì)磁。每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只走一步。 分述如下： A、1 相勵(lì)磁法：在每一瞬間只有一個(gè)線圈導(dǎo)通。若欲以1 相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。 B、2 相勵(lì)磁法：在每一瞬間會(huì)有二個(gè)線圈同時(shí)導(dǎo)通。若以2 相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。 C、12 相勵(lì)磁法：為1 相與2 相輪流交替導(dǎo)通。若以1 相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。勵(lì)磁順序： A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A （3）、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成反比，速度愈快負(fù)載轉(zhuǎn)矩愈小，當(dāng)速度快至其極限時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即不再運(yùn)轉(zhuǎn)。 下面介紹的是國(guó)產(chǎn)20BY0型步進(jìn)電機(jī)，它使用+5V直流電源，步距角為18度。通電一周的周期越短，即驅(qū)動(dòng)頻率越高，則電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，但步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不可能太快，因?yàn)樗孔咭徊叫枰欢ǖ臅r(shí)間，若信號(hào)頻率過(guò)高，可能導(dǎo)致電機(jī)失步，甚至只在原步顫動(dòng)。實(shí)際上步進(jìn)電機(jī)每一拍就執(zhí)行一次步進(jìn)，所以步進(jìn)電機(jī)的步距角可以表示如下： 公式（）或 公式（）其中：k是步進(jìn)電機(jī)工作拍數(shù)，Nr是轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。三拍就是在轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距時(shí)換相三次；六拍則是換相六次。從公式()可知：為了使步進(jìn)電機(jī)工作的步距角減小，也即：使控制精度增高，步進(jìn)電機(jī)在相數(shù)一定的情況下應(yīng)增加工作拍數(shù)。步進(jìn)電機(jī)對(duì)繞組的通電頻率有一定的要求。一般步進(jìn)電機(jī)的通電頻率，即起動(dòng)頻率為 ?50步／秒到2000步／秒。步進(jìn)電機(jī)的頻率特性曲線和很多因素有關(guān)，這些因素包括步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)子鐵心有效長(zhǎng)、.控制線路的電壓、齒數(shù)、齒形、齒槽比、步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的磁路、繞組的繞線方式、定轉(zhuǎn)子間的氣隙、轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距所需的拍數(shù)等。 下面分析這幾種因素對(duì)步進(jìn)電機(jī)頻率特性的影響。拍數(shù)本質(zhì)上也就是轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距所需的電源電壓換相次數(shù)，值得指出的是換相是指對(duì)步進(jìn)電機(jī)各相繞組進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而電源電壓是單極性的固定的。因此設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇多拍的控制方式。其中L為步進(jìn)電機(jī)繞組電感；RL為繞組電阻；Rc為晶體管T的集電極電阻；D是續(xù)流二極管，它為繞組放電提供回路；晶體管T是大功率開(kāi)關(guān)管。這時(shí)線路的時(shí)間常數(shù) 為： 公式()其中：L單位為亨，Rc、RL單位為歐姆，單位為秒。并且有：越小，電流達(dá)穩(wěn)定時(shí)間小，相應(yīng)電機(jī)工作頻率高；反之，越大，電流達(dá)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)工作頻率低。但是，增大Rc時(shí)，又會(huì)使穩(wěn)態(tài)電流值減小，從而影響電機(jī)的力矩。 在高頻應(yīng)用中，要盡量減小 以改善步進(jìn)的特性，所以常在開(kāi)關(guān)回路中采用較大的Rc，同時(shí)也提高回路的電源電壓U。在實(shí)際中，可根據(jù)客觀情況來(lái)考察選擇恰當(dāng)?shù)耐獠侩娮鑂c，使步進(jìn)電機(jī)處于合適的工作頻率狀態(tài)。開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的控制電壓是以矩形波方式加在繞組上的。為了保證在矩形脈沖電壓相當(dāng)窄時(shí)，也即頻率足夠高時(shí)，步進(jìn)電機(jī)仍能正常步進(jìn)工作，可以提高開(kāi)關(guān)回路的電壓。在步進(jìn)電機(jī)中要設(shè)法增大起動(dòng)電流，以提高步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，即提高其工作頻率。（二） 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，常要求用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制方向相反的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，如小車(chē)的左行、右行；機(jī)械手的上升、下降等。：假如接觸器KM1閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，則當(dāng)接觸器KM1斷開(kāi)，接觸器KM2閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。圖中各元器件的作用如表所示： 元器件作用列表（三） 交流電機(jī)的星—三角形啟動(dòng) 對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)，為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，一般采用Y/△降壓?jiǎn)?dòng)方法來(lái)達(dá)到限制啟動(dòng)電流的目的。此時(shí)電動(dòng)機(jī)每相繞組承受的電壓為額定電壓的，啟動(dòng)電流為三角形接法時(shí)啟動(dòng)電流的1/3。電動(dòng)機(jī)繞組為三角形接法，進(jìn)入正常運(yùn)行階段。按下停止，電機(jī)停轉(zhuǎn)。要求正反轉(zhuǎn)互鎖、Y/△互鎖。其輸入量可以是電流、電壓等電量。 繼電器的種類(lèi)很多,按輸入信號(hào)的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。按輸出形式分為：有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)兩類(lèi)。 ⑵ 接觸器 接觸器是用來(lái)接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)主電路或其他負(fù)載電路的控制電器。因此它是電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中最重要的控制電器之一。它具有比工作電流大數(shù)倍乃至十幾倍的接通和分?jǐn)嗄芰Γ荒芊謹(jǐn)喽搪冯娏鳌? 接觸器種類(lèi)很多，按驅(qū)動(dòng)力不同分為電磁式、氣動(dòng)式、和液壓式，以電磁式應(yīng)用最廣泛。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用維護(hù)方便、分?jǐn)嗄芰^高、限流性能良好等特點(diǎn)，以內(nèi)功用十分廣泛。其中熔體是主要部分，它既是感測(cè)元件又是執(zhí)行元件。 ⑷ 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)光又稱限位開(kāi)關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制命令的主令電器。 行程開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。五、設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝 本次課程設(shè)計(jì)是我所做的最綜合的一個(gè)題目，它跨越了機(jī)械和電氣兩大領(lǐng)域。第二步是設(shè)計(jì)方案并確定。方案確定后便開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)際電路，我們是在Protel 99 SE軟件上設(shè)計(jì)原理圖的，實(shí)際電路圖設(shè)計(jì)好之后，便開(kāi)始寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。在這次設(shè)計(jì)中我也學(xué)會(huì)了很多新的東西，例如Protel 99 SE軟件使用、WORD軟件的一些細(xì)節(jié)地方的應(yīng)用、以及一些常用的文本處理方法。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我深刻的感到了理論和實(shí)踐之間的巨大差距極其之間的聯(lián)系。另外，理論與實(shí)踐也存著必然的聯(lián)系，在指導(dǎo)老師的幫助下才能使課程設(shè)計(jì)最終成