基于51单片机的多坐标步进电机运动控制器设计.doc-资料库

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共66页

b7315e3e-2d82-4400-b299-a08cf0590c69.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共66页

毕业设计（论文）基于 MCS-51 的多坐标步进电机运动控制器设计专业年级 2007 级机械工程及自动化学号姓名 20070011 吉华剑指导教师评阅人丁用柏二○一一年六月中国南京

河海大学常州校区毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目基于 MCS-51 的多坐标步进电机运动控制器设计学院机电工程学院专业机械工程及自动化姓名吉华剑学号 20070011 起讫日期 20010.12.16 ~ 2011.6.10 指导教师丁用柏职称讲师任务书发放日期 2010 年 12 月 15

河海大学本科毕业设计（论文）任务书 Ⅰ毕业设计（论文）题目：基于 MCS-51 的多坐标步进电机运动控制器设计 Ⅱ任务书内容：一、调研步进电机控制器的工作原理及发展概况，了解控制系统的原理及要求；二、设计方案的比较和选择、论证，设计步进电机控制器的硬件原理框图；三、设计控制系统的硬件原理图，上机用 Protel99SE 绘制原理图；四、软件的总体设计，主程序和相关部分子程序设计，上机调试（部分程序）；五、翻译英语资料；六、填写周进展记录；七、撰写论文；八、参加毕业设计答辩。 Ⅲ 工作要求： 1、自学熟悉并掌握 Protel99SE 软件的使用，学习《接口技术》，设计电路。 2、独立思考，独立完成任务。 3、翻译为人工翻译、准确、通顺； 4、每周汇报进度。 Ⅳ 任务书进度：调研、查阅资料，翻译发展研究，方案选择，总体设计硬件设计，上机绘制原理图 1～2 周 3～4 周 5～9 周 10～13 周软件设计，上机调试部分子程序 14～16 周撰写论文、打印、参加答辩

Ⅴ 主要参考资料： 1) 《单片机原理与应用》机械工业出版社徐泳龙 2) 《单片机原理及应用》高等教育出版社张毅刚 3) 《MCS-51 单片机实用子程序库》哈尔滨工业大学出版社 4) 《Protel99SE 入门与提高》人民邮电出版社 5) 《模拟集成电路及应用》北京航空航天大学出版社 6) 《单片机应用技术选编》北京航空航天大学出版社指导教师：丁用柏， 20010 年 12 月 18 日学生姓名：吉华剑，专业年级：机械工程及自动化 2007 级系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）：系负责人签字：，年月日

摘要电子技术与微型计算机技术的发展，促进了机械技术与电子技术的高度结合。机电一体化已成为机、电工业发展的必然趋势。随着步进电机控制技术的日益成熟，采用步进电机取代传统的机械机构传动，使系统的柔性增强、精度提高，成本降低。利用多路电机协调运动，能实现许多工业生产过程。本文根据课题设计的要求，以 MCS-51 单片机为核心设计了一款步进电机控制器，能够同时控制四台步进电机，在检测到主轴信号后，能够分别走出设定的长度。在设计的过程中，在保证控制器能完成课题要求的前提下，尽可能简化结构，突出其专业性。最终，该控制器以 MCS-51 系列的 8052 单片机为主体，选用 6264 数据存储器、8155 综合扩展器，另外还配置了简易操作面板和 8 位 LED 数码显示器。该控制器内置完整的控制程序，用户只需设定相应的参数，控制器能自行检测到脉冲信号并同时控制四台电机工作。该控制器也支持手动操作，用户可根据情况自行运作。该控制器的特点就是结构简单，专用性强，操作简捷，容易上手，属于专用型控制器。关键词：运动控制器、步进电机、单片机

Abstract The development of Electronic technology and Micro computer technology promote the mechanical technology and electronic technology of highly integrated. Mechatronics has become an inevitable trend in the development of Mechanical industry and electrical industry. With increasing maturity of the stepping motor control technology, using stepping motor instead of traditional mechanism transmission make the system increasing the system's flexibility, precision and costing effective. Using of multi-motor coordination of movement has the ability to achieve a number of industrial processes. According to the requirement of design topic, this paper proposed a design scheme. With MCS-51 microcontroller as the core I designed a controller of the stepping motor. it can control four stepping motors moving the length being set respectively after achieving a pulse signal. In the design process, under the premise of ensuring the completion of the requirements of the subject, structure as simple as possible, outstanding professional performance. Eventually, the controller use the MCS-51 series Single Chip Microcomputer 8052 as the CPU, 6264 as the Data Memory, 8155 as the I/O device and collocate simple operator panel and the 8-bit LED digital display. The controller is built-in complete control program. The client just need to set the corresponding parameter, the controller can detect its own pulse and simultaneously control four motors work. This controller also support manual operation, the clients can operate according to their own circumstances. This controller is simple structure, easy to operate, strong specificity, easy to use, belongs to the special controllers. Key words：motion controller、stepping motor、SCM

目录第一章绪论 ............................................................ 1 第一节引言 ................................................................ 1 第二节步进电机控制器的发展及应用 .......................................... 1 第二章系统总体设计 ................................................ 3 第一节控制器的面板设计 ................................................... 3 第二节总体设计方案框图 ................................................... 3 第三章系统硬件设计 ................................................ 6 第一节核心控制模块 ....................................................... 6 第二节外部 RAM 模块 ...................................................... 13 第三节外部 I/O 口及键盘显示接口模块 ...................................... 16 第四节步进电机驱动接口模块 .............................................. 23 第五节开关量输入电路 .................................................... 26 第四章系统软件设计 ............................................... 28 第一节主程序设计 ........................................................ 28 第二节子程序设计 ........................................................ 29 第三节地址分配及各项说明 ................................................ 33 第四节系统软件调试 ...................................................... 35 第五章小结与展望 .................................................. 36 致谢 ....................................................................... 37 参考文献 ................................................................. 38 附录一说明书 ........................................................ 39 附录二硬件原理图 .................................................. 45 附录三程序清单 ..................................................... 46

第一章绪论第一节引言历史证明，一个国家的制造业水平在很大程度上可以体现国家的实力，国家的发展也在很大程度上依赖于先进的制造业，所以许多国家都非常重视大力发展制造业，二战后，计算机控制技术、微电子技术、信息和自动化技术有了迅速的发展，并在制造业中得到了愈来愈广泛的应用，先后出现了数控（NC）、计算机数控（CNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算机集成制造系统（CIMS）等多项先进制造技术与制造模式，推动着世界制造业进入一个崭新的阶段。第二节步进电机控制器的发展及应用 1.运动控制技术概述所谓运动控制，就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。运动控制技术是一门综合性、多学科的交叉的学科，是推动产业革命的关键技术。在运动控制系统中，按机械运动的轨迹分类，可分为点位、直线、轮廓控制等。点位控制又称为点到点控制，是一种从某一位置向另一位置移动时，不管中间的移动轨迹如何，只要最后能正确到达目标位置的控制方式。这类控制在移动过程中，对两点间的运动轨迹没有严格要求，可以先沿一个坐标移动完毕，再沿另一个坐标移动，也可以沿多个坐标同时移动。直线控制又称为平行控制，这类运动除了控制点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。轮廓控制又称为连续轨迹控制，这类运动能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可以进行曲线或曲面运动，现代数控机床及机器人绝大多数具有两个坐标或两个坐标以上联动的功能，如 6 轴控制的机械手，其运动可以在给定空间的任意方向随着经济全球化的发展，市场对适合中小批量加工、具有良好柔性和多功能的数控系统的需求已经远远超过对大型、单一功能的数控系统的要求，从而要求制造商和设计人员具有较强的市场应变能力，而传统的数控系统一般采用封闭式的硬件结构，且控制软件的兼容性较差，用户无法对已有的数控功能进行修改以满足现代工业和社会的发展的需要，这便促成了一个新概念的产生，即模块化、可重构、口扩充的软硬件系统而构成的控制器。运动控制器为实现运动控制提供了一个基础平台，在这个平台上可以方便地实现对多轴的协调控制，而且，运动控制器作为相对独立的标准部件可以明显缩短新产品的研发周期，尽快将产品投入市场。目前，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类标准部件，已经被越来越多的 1

资料库

基于51单片机的多坐标步进电机运动控制器设计.doc

相关推荐

硬件开发

热门标签

最新资料