【正文】 串行通信接口標準中，RS232C是目前最常用的一種串行通信接口。 RS232C的推薦最大電纜長度為15m，實際通信中可以以降低通信速率為代價適當延長通信距離。 （2）RS232C中的引腳定義和電氣特性 RS232C中定義了20根信號線，使用25芯D型連接器DB25實現(xiàn)，后來為了簡化串口的線路連接，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。 本設計采用MAX232芯片實現(xiàn)單片機和上位機之間電平的轉換，而且該芯片本身對電流具有一定的泵升的作用，因此廣泛應用于串行通信中。RS232C標準的邏輯電平與TTL電平之間的轉換用MAX232芯片實現(xiàn)，單片機的TXD、RXD分別連到MAX232的T2in、R1out端。 RS232C接口電路四、電機與電氣控制電路設計（一） 步進電機模塊 步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機，它的運行需要專門的驅動電源，驅動電源的輸出受外部的脈沖信號控制。脈沖的數(shù)量決定了旋轉的總角度，脈沖的頻率決定了電動機旋轉的速度，改變繞組的通電順序可以改變電機旋轉的方向。它在工業(yè)過程控制中得到廣泛的應用，尤其在智能儀表和需要精確定位的場合應用更為廣泛。（1）、步進電動機有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來驅動。 （2）、步進電動機的勵磁方式可分為全部勵磁及半步勵磁，其中全步勵磁又有1相勵磁及2 相勵磁之分，而半步勵磁又稱12 相勵磁。每輸出一個脈沖信號，步進電動機只走一步。 分述如下： A、1 相勵磁法：在每一瞬間只有一個線圈導通。若欲以1 相勵磁法控制步進電動機正轉，其勵磁順序如圖所示。 B、2 相勵磁法：在每一瞬間會有二個線圈同時導通。若以2 相勵磁法控制步進電動機正轉，其勵磁順序如圖所示。 C、12 相勵磁法：為1 相與2 相輪流交替導通。若以1 相勵磁法控制步進電動機正轉，其勵磁順序如圖所示。勵磁順序： A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A （3）、步進電動機的負載轉矩與速度成反比，速度愈快負載轉矩愈小，當速度快至其極限時，步進電動機即不再運轉。 下面介紹的是國產(chǎn)20BY0型步進電機，它使用+5V直流電源，步距角為18度。通電一周的周期越短，即驅動頻率越高，則電機轉速越快，但步進電機的轉速也不可能太快，因為它每走一步需要一定的時間，若信號頻率過高，可能導致電機失步，甚至只在原步顫動。實際上步進電機每一拍就執(zhí)行一次步進，所以步進電機的步距角可以表示如下： 公式（）或 公式（）其中：k是步進電機工作拍數(shù)，Nr是轉子的齒數(shù)。三拍就是在轉動一個齒距時換相三次；六拍則是換相六次。從公式()可知：為了使步進電機工作的步距角減小，也即：使控制精度增高，步進電機在相數(shù)一定的情況下應增加工作拍數(shù)。步進電機對繞組的通電頻率有一定的要求。一般步進電機的通電頻率，即起動頻率為 ?50步／秒到2000步／秒。步進電機的頻率特性曲線和很多因素有關，這些因素包括步進電機的轉子直徑、轉子鐵心有效長、.控制線路的電壓、齒數(shù)、齒形、齒槽比、步進電機內部的磁路、繞組的繞線方式、定轉子間的氣隙、轉動一個齒距所需的拍數(shù)等。 下面分析這幾種因素對步進電機頻率特性的影響。拍數(shù)本質上也就是轉動一個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步進電機各相繞組進行轉換，而電源電壓是單極性的固定的。因此設計中應選擇多拍的控制方式。其中L為步進電機繞組電感；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是大功率開關管。這時線路的時間常數(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，電流達穩(wěn)定時間小，相應電機工作頻率高；反之，越大，電流達穩(wěn)定時間長，電機工作頻率低。但是，增大Rc時，又會使穩(wěn)態(tài)電流值減小，從而影響電機的力矩。 在高頻應用中，要盡量減小 以改善步進的特性，所以常在開關回路中采用較大的Rc，同時也提高回路的電源電壓U。在實際中，可根據(jù)客觀情況來考察選擇恰當?shù)耐獠侩娮鑂c，使步進電機處于合適的工作頻率狀態(tài)。開關電路產(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窄時，也即頻率足夠高時，步進電機仍能正常步進工作，可以提高開關回路的電壓。在步進電機中要設法增大起動電流，以提高步進電機轉動力矩，即提高其工作頻率。（二） 交流電機正反轉控制原理 在生產(chǎn)實踐過程中，常要求用一臺電動機的正反轉控制方向相反的兩個運動，如小車的左行、右行；機械手的上升、下降等。：假如接觸器KM1閉合時電動機正轉，則當接觸器KM1斷開，接觸器KM2閉合時，電動機就會反轉。圖中各元器件的作用如表所示： 元器件作用列表（三） 交流電機的星—三角形啟動 對于正常運行時定子繞組接成三角形的鼠籠型異步電動機，在啟動時，為了保護電動機，一般采用Y/△降壓啟動方法來達到限制啟動電流的目的。此時電動機每相繞組承受的電壓為額定電壓的，啟動電流為三角形接法時啟動電流的1/3。電動機繞組為三角形接法，進入正常運行階段。按下停止，電機停轉。要求正反轉互鎖、Y/△互鎖。其輸入量可以是電流、電壓等電量。 繼電器的種類很多,按輸入信號的性質分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。按輸出形式分為：有觸點和無觸點兩類。 ⑵ 接觸器 接觸器是用來接通或分斷電動機主電路或其他負載電路的控制電器。因此它是電力拖動控制系統(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斷能力，但不能分斷短路電流。 接觸器種類很多，按驅動力不同分為電磁式、氣動式、和液壓式，以電磁式應用最廣泛。它具有結構簡單、體積小、使用維護方便、分斷能力較高、限流性能良好等特點，以內功用十分廣泛。其中熔體是主要部分，它既是感測元件又是執(zhí)行元件。 ⑷ 行程開關 行程開光又稱限位開關，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。 行程開關廣泛應用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。五、設計總結、致謝 本次課程設計是我所做的最綜合的一個題目，它跨越了機械和電氣兩大領域。第二步是設計方案并確定。方案確定后便開始設計實際電路，我們是在Protel 99 SE軟件上設計原理圖的，實際電路圖設計好之后，便開始寫設計報告。在這次設計中我也學會了很多新的東西，例如Protel 99 SE軟件使用、WORD軟件的一些細節(jié)地方的應用、以及一些常用的文本處理方法。 通過這次課程設計我深刻的感到了理論和實踐之間的巨大差距極其之間的聯(lián)系。另外，理論與實踐也存著必然的聯(lián)系，在指導老師的幫助下才能使課程設計最終成