1、羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀

2、羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈

3、肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿

4、肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇

5、肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈

6、膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈

7、膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆

8、芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇

9、節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇

10、袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅

11、羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆

12、羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆

13、罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄

14、肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃莄螂袀羂膆蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆膁荿蟻羅芄芁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚇羈芀羋薃肀羀蒃葿蚇肂芆蒞蚆芄蒂螄蚅羄蒞蝕蚄肆薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒅螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅

15、肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膀薁蒄袁芃 課 程 設(shè) 計 說 明 書 課程設(shè)計名稱： 機(jī)電一體化綜合課程設(shè)計 題 目：學(xué) 生 姓 名：專 業(yè)： 機(jī)電一體化學(xué) 號：指 導(dǎo) 教 師：日期：2009/10/3 目 錄1 前言 . 22 總體方案設(shè)計. 42.1 總體分析 . 42.2 方案框圖 . 43 單元模塊設(shè)計. 53.1 鍵盤與顯示模塊 . 53.1.1 模塊工作原理 . 53.1.2 芯片ch452介紹 . 63.1.2.1 特點(diǎn) . 63.1.2.2 顯示驅(qū)動原理 . 73.2 單片機(jī)控制單元模塊電路 . 93.2.1 控制原理 . 93.2.2 光電耦合電路 . 103.2.3 芯片

16、介紹 .113.3 串行通信模塊 . 143.3.1 rs232通信協(xié)議 . 143.3.2 串行通信電路 . 154 電機(jī)與電氣控制電路設(shè)計 . 174.1 步進(jìn)電機(jī)模塊 . 174.1.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 . 174.2.2 步進(jìn)電機(jī)的步距角與工作拍數(shù) . 194.3.3 步進(jìn)電機(jī)的頻率特性 . 204.2 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 . 224.3 交流電機(jī)的星三角形啟動 . 234.4 電氣元件介紹 . 235 設(shè)計總結(jié)、致謝. 256 參考文獻(xiàn) . 26附錄：單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計 . 27附錄:電氣控制原理圖1 . 28附錄:電氣控制原理圖2 . 29第 - 1 - 頁 機(jī)電

17、一體化綜合課程設(shè)計 摘 要：本設(shè)計是完成一兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動運(yùn)動工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計；完成交流電機(jī)啟停的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。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、顯示電路等五個主要組成部分。設(shè)計的總體思路是準(zhǔn)確安全的對工作臺和電機(jī)進(jìn)行控制。位置信號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，進(jìn)而控制工作臺的動作，實現(xiàn)對硬件設(shè)備的控制。 關(guān)鍵詞：鍵盤操作，單片機(jī)控制，數(shù)碼管顯示。 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

18、善的一門新興的邊緣學(xué)科。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。本設(shè)計中提到的微機(jī)數(shù)控機(jī)床是利用單板或單片微機(jī)對機(jī)床運(yùn)動軌跡進(jìn)行數(shù)控及對機(jī)床輔助功能動作進(jìn)行程序控制的一種自動化機(jī)械加工設(shè)備。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。此外，由于微型計算機(jī)具有價格低、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。因此將專用機(jī)床設(shè)計成微機(jī)數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床設(shè)計的發(fā)展方

19、向之一。本設(shè)計中用到的步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的控制驅(qū)動元件，具有快速起動和停止的特點(diǎn)。其驅(qū)動速度和指令脈沖能第 - 2 - 頁嚴(yán)格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。它的運(yùn)行速度和步距不受電源電壓波動及負(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)。本設(shè)計完成了如下要求：（1）單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計（2）控制系統(tǒng)電路印制版的繪制（3）利用單片機(jī)編程實現(xiàn)兩坐標(biāo)系統(tǒng)的手動、自動和回位等運(yùn)動（4）實現(xiàn)兩坐標(biāo)工作臺極限移動的保護(hù)及顯示、報警（5）設(shè)計交流電機(jī)的點(diǎn)動、正反轉(zhuǎn)控制和星-三角形啟動的電氣控制原理圖（6）電氣控制電路有相應(yīng)

20、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”主要簡單設(shè)計出數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，其實離實際真正工業(yè)用數(shù)控機(jī)床還有很大的距離。經(jīng)過小組討論，擬設(shè)計兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動運(yùn)動工作臺控制系統(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。由于時間倉促和自己知識水平有限，在設(shè)計中難免會有些許瑕疵，懇請老師指正。第 - 3 - 頁 2 總體方案設(shè)計2.1 總體分析本次設(shè)計實現(xiàn)的是一兩座標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動運(yùn)動工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計采用單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行控制

21、，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)輸入輸入輸出信號的控制。電機(jī)的輸入信號包含報警監(jiān)測，在機(jī)床邊緣運(yùn)用一個接近開關(guān)即可實現(xiàn)此目的。2.2 方案框圖單片機(jī)作為控制的核心，一方面對機(jī)床的運(yùn)動方向和位移量進(jìn)行控制，另外還將與鍵盤對應(yīng)的位移信息顯示在led上，并實現(xiàn)與pc機(jī)的通信以及對報警的處理。 圖2.1 總體方案設(shè)計圖第 - 4 - 頁 3 單元模塊設(shè)計3.1 鍵盤與顯示模塊3.1.1 模塊工作原理本單元模塊電路的功能是通過對單片機(jī)編程，使當(dāng)前按鍵信息在8個led上顯示出來，由芯片ch452來對數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動，并對鍵盤進(jìn)行掃描。圖3.1所示為一來個八位led動態(tài)顯示電路。在

22、同一時刻，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。若要各位led能夠同時顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動態(tài)顯示方式，即在某一時刻，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，段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符段碼。這樣，在同一時刻，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。同樣，在下一時刻，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。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。雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而在同一時刻，只有一位顯

23、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間足夠短，則可以造成多位同時亮的假象，達(dá)到同時顯示的效果。圖3.1 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，再逐個判斷改行或該列上是否有信號為高，有則說明兩座標(biāo)相交處的按鍵按下了。第 - 5 - 頁3.1.2 芯片ch452介紹ch452是數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制芯片。ch452 ch452工作原理圖3.1.2.1 特點(diǎn)（1）顯示驅(qū)動l - 6 - 頁l 提供按鍵釋放標(biāo)志位，可供查詢按鍵按下與釋放。l 支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的ch452 可以被

24、部分按鍵喚醒。3、外部接口l 同一芯片，可選高速的4 線串行接口或者經(jīng)濟(jì)的2 線串行接口。l 4 線串行接口：支持多個芯片級聯(lián)，時鐘速度從0 到2mhz，兼容ch451 芯片。l 4 線串行接口：din 和dclk 信號線可以與其它接口電路共用，節(jié)約引腳。l 2 線串行接口：支持兩個ch452 芯片并聯(lián)（由addr 引腳電平設(shè)定各自地址）。l 2 線串行接口：時鐘速度從500hz 到200khz，兼容兩線i2c 總線，節(jié)約引腳。l - 7 - 頁該操作不影響任何其它led 或者數(shù)碼管其它段的狀態(tài)。ch452支持64級的光柱譯碼，用64 個發(fā)光管或者64級光柱表示65種狀態(tài)，加載新的光柱值后，編

25、址小于指定光柱值的發(fā)光管會點(diǎn)亮，而大于或者等于指定光柱值的發(fā)光管會熄滅。ch452默認(rèn)情況下工作于不譯碼方式，此時8個數(shù)據(jù)寄存器中字?jǐn)?shù)據(jù)的位7位0分別對應(yīng)8個數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)和段g段a，對于發(fā)光二極管陣列，則每個字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)位唯一地對應(yīng)一個發(fā)光二級管。當(dāng)數(shù)據(jù)位為1時，對應(yīng)的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管就會點(diǎn)亮；當(dāng)數(shù)據(jù)位為0 時，則對應(yīng)的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管就會熄滅。例如，第三個數(shù)據(jù)寄存器的位0為1，所以對應(yīng)的第三個數(shù)碼管的段a點(diǎn)亮。通過設(shè)定，ch452 還可以工作于bcd譯碼方式，該方式主要應(yīng)用于數(shù)碼管驅(qū)動，單片機(jī)只要給出二進(jìn)制數(shù)bcd 碼，由ch452 將其譯碼后直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示對應(yīng)的字符。bcd

26、譯碼方式是指對數(shù)據(jù)寄存器中字?jǐn)?shù)據(jù)的位4位0進(jìn)行bcd譯碼，控制段驅(qū)動引腳seg6seg0的輸出，對應(yīng)于數(shù)碼管的段g段a，同時用字?jǐn)?shù)據(jù)的位7 控制段驅(qū)動引腳seg7 的輸出，對應(yīng)于數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，字?jǐn)?shù)據(jù)的位6和位5不影響bcd譯碼。下表為數(shù)據(jù)寄存器中字?jǐn)?shù)據(jù)的位4位0 進(jìn)行bcd 譯碼后，所對應(yīng)的段g段a 以及數(shù)碼管顯示的字符。參考下表，如果需要在數(shù)碼管上顯示字符0，只要置入數(shù)據(jù)0xx00000b 或者00h；需要顯示字符0.（0 帶小數(shù)點(diǎn)），只要置入數(shù)據(jù)1xx00000b 或者80h；類似地，數(shù)據(jù)1xx01000b或者88h 對應(yīng)于字符8.（8 帶小數(shù)點(diǎn)）；數(shù)據(jù)0xx10011b 或者13h 對

27、應(yīng)于字符=；數(shù)據(jù)0xx11010b 或者1ah 對應(yīng)于字符.（小數(shù)點(diǎn)）；數(shù)據(jù)0xx10000b或者10h對應(yīng)于字符 （空格，數(shù)碼管沒有顯示）；數(shù)據(jù)0xx11110b 或者1eh 對應(yīng)于自定義的特殊字符，由“自定義bcd 碼”命令定義。3.1.2.2 鍵盤掃描原理ch452 的鍵盤掃描功能支持88 矩陣的64 鍵鍵盤。在鍵盤掃描期間，dig7dig0 引腳用于列掃描輸出，seg7seg0 引腳都帶有- 8 - 頁ch452 所提供的按鍵代碼為7 位，位2位0 是列掃描碼，位5位3 是行掃描碼，位6 是狀態(tài)碼（鍵按下為1，鍵釋放為0）。例如，連接dig3 與seg4 的鍵被按下，則按鍵代碼是110

28、0011b 或者63h，鍵被釋放后，按鍵代碼通常是0100011b或者23h（也可能是其它值，但是肯定小于40h），其中，對應(yīng)dig3的列掃描碼為011b，對應(yīng)seg4的行掃描碼為100b。單片機(jī)可以在任何時候讀取按鍵代碼，但一般在ch452檢測到有效按鍵而產(chǎn)生鍵盤中斷時讀取按鍵代碼，此時按鍵代碼的位6總是1，另外，如果需要了解按鍵何時釋放，單片機(jī)可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位6為0。下表是在dig7dig0 與seg7seg0之間88 矩陣的順序編址，既是按鍵編址，也是數(shù)碼管段位、發(fā)光管led 陣列以及光柱的編址。由于按鍵代碼是7位，鍵按下時位6總是1，所以當(dāng)鍵按下時，c

29、h452 所提供的實際按鍵代碼是表中的按鍵編址加上40h，也就是說，此時的按鍵代碼應(yīng)該在40h到7fh之間。表3.1 ch452按鍵編址 3.2 單片機(jī)控制單元模塊電路3.2.1 控制原理本次設(shè)計是以單片機(jī)為核心進(jìn)行設(shè)計的。在整個單片機(jī)控制系統(tǒng)中，cpu既是運(yùn)算處理中心，又是控制中心，是控制系統(tǒng)最關(guān)鍵的器件。本系統(tǒng)中選用與mcs-51系列完全兼容的at89c52單片機(jī)，at89c52可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。89c52的p2口輸出的矩形脈沖信號直接控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，兩臺電機(jī)需4個控制信號，一根信號線備用。工作臺上行程開關(guān)的檢測信號經(jīng)光電隔離

30、器件后送到單片機(jī)，這樣可以實現(xiàn)單片機(jī)與電機(jī)工作電路的隔離，起到了抗干擾和保護(hù)的作用，也有3個備用。工作臺工作時的指示燈則由p14-p17和t0、t1控制，分別用于提示操作人員工作臺是在哪個坐標(biāo)上朝哪個方向運(yùn)動。 第 - 9 - 頁圖3.2 單片機(jī)控制單元模塊電路3.2.2 光電耦合電路電機(jī)的那個輸入信號先經(jīng)光電耦合器后送至單片機(jī)處理，這是由于步進(jìn)電機(jī)的大功率、高電平會對單片機(jī)產(chǎn)生較嚴(yán)重的干擾，不能直接把單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號直接連在步進(jìn)電機(jī)第 - 10 - 頁上，需要進(jìn)行強(qiáng)弱電隔離。在實際運(yùn)用中，對于強(qiáng)弱電隔離一般采用電子開關(guān)方法或光電隔離的方法，在這里我們采用光電隔離的方法，如圖3.3所示。光

31、電耦合器件是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)集成在一起，通過光線實現(xiàn)耦合構(gòu)成電-光和光-電的轉(zhuǎn)換器件。3.2.3 芯片介紹設(shè)計所使用的單片機(jī)at89c52是美國atmel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能coms8位單片機(jī)，如圖3.5基本外圍電路圖所示。它片- 11 - 頁 圖3.4 at89c52基本外圍電路圖at89c52的- 12 - 頁 圖3.5 at89c52的- 13 - 頁 ea/vpp（31引腳）：ea功能為p3口的第二功能 3.3 串行通信模塊串行通信有很多種，目前較常用的有rs232、rs422和rs485，根據(jù)本設(shè)計的實際情況，rs232串行通信可以滿足要求，2

32、32電平與ttl電平的轉(zhuǎn)換使用已廣泛使用且效果良好的max232芯片。3.3.1 rs232通信協(xié)議（1）rs-232c標(biāo)準(zhǔn)介紹串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)中，rs-232c是目前最常用的一種串行通信接口。rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的全稱是eia-rs-232c標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對串行通信的連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能以及傳輸過程都進(jìn)行了明確的規(guī)定，適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0-20kb/s范圍- 14 - 頁通信距離。（2）rs232c中的引腳定義和電氣特性rs-232c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，db9引腳的分布和信號說明分別如圖3

33、.6和表3.3所示。圖3.6 db9連接器引腳定義 表3.3 db9連接器信號說明rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性參數(shù)有帶3-7k時驅(qū)動器的輸出電平、輸出開路時接受器的輸出邏輯、輸入經(jīng)300接地時接收器的輸出邏輯和驅(qū)動器轉(zhuǎn)換速率等。不同于傳統(tǒng)的ttl等數(shù)字電路的邏輯電平，rs-232c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-3v25v之間，因此需要使用正負(fù)極性的雙電源供電。由于其與ttl等數(shù)字電路的邏輯電平不兼容，因此二者之間的連接必須使用電平轉(zhuǎn)換。一般使用中，只需要連接好txd、rxd、dsr、rts、gnd5根線即可正常通信。如果去掉握手信號

34、，最少使用3根線即可實現(xiàn)正常的串口通信。本設(shè)計采用max232芯片實現(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。3.3.2 串行通信電路第 - 15 - 頁rs-232c接口電路包括rs-232c接口電平轉(zhuǎn)換部分和rs-232c總線連接部分。rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平與ttl電平之間的轉(zhuǎn)換用max232芯片實現(xiàn)，單片機(jī)的txd、rxd分別連到max232的t2in、r1out端。在rs-232c的總線連接上采用最簡單的三線連接模式，即連接db9的txd、rxd和gnd三端。 第 - 16 - 圖3.7 rs-232c接口電路 頁 4 電

35、機(jī)與電氣控制電路設(shè)計4.1 步進(jìn)電機(jī)模塊步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動機(jī)，它的運(yùn)行需要專門的驅(qū)動電源，驅(qū)動電源的輸出受外部的脈沖信號控制。每一個脈沖信號可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個固定的角度，這個角度稱為步距角。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。在數(shù)字控制系統(tǒng)中，它既可以用作驅(qū)動電動機(jī)，也可以用作伺服電動機(jī)。它在工業(yè)過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合應(yīng)用更為廣泛。 圖4.1 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理圖4.1.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵部件之一，被廣泛應(yīng)用

36、于需要精確定位、同步、行程控制等場合。一、步進(jìn)電動機(jī)有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來驅(qū)動。若每旋轉(zhuǎn)一圈以200 個勵磁信號來計算，則每個勵磁信號前進(jìn)18 度，其旋轉(zhuǎn)角度與脈沖數(shù)成正比，正、反轉(zhuǎn)可由脈沖順序來控制。二、步進(jìn)電動機(jī)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1-2 相勵磁。圖為步進(jìn)電動機(jī)的控制等效電路，適應(yīng)控制a、b、/a、/b 的勵磁信號，即可控制步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。每輸出一個脈沖信號，步進(jìn)電動機(jī)只走一步。因此，依序不斷送出脈沖信號，即可步進(jìn)電動機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動。分述如下：a、1 相勵磁法：在每一瞬間只有一

37、個線圈導(dǎo)通。消耗電力小，精確度良好，但轉(zhuǎn)矩小，振動較大，每送一勵磁信號可走1.8 度。若欲以1 相勵磁法控制步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵磁順序如圖所示。若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)。第 - 17 - 頁 b、2 相勵磁法：在每一瞬間會有二個線圈同時導(dǎo)通。因其轉(zhuǎn)矩大，振動小，故為目前用最多的勵磁方式，每送一勵磁信號可走1.8 度。若以2 相勵磁法控制步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵磁順序如圖所示。若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)。 c、1-2 相勵磁法：為1 相與2 相輪流交替導(dǎo)通。因分辨率提高，且運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，每送一勵磁信號可走0.9 度，故亦廣泛被采用。若以1 相勵磁法控制步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵磁順序如圖

38、所示。若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)。勵磁順序：aabbbcccdddaa 3、步進(jìn)電動機(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，步進(jìn)電動機(jī)即不再運(yùn)轉(zhuǎn)。所以在每走一步后，程序必須延時一段時間。 下面介紹的是國產(chǎn)20by-0型步進(jìn)電機(jī)，它使用+5v直流電源，步距角為18度。電機(jī)線圈由四相組成，即a、b、c、d四相，驅(qū)動方式為二相激磁方式，電機(jī)示意圖和各線圈通電順序如圖4.2和表4.1所示：第 - 18 - 頁 圖4.2 步進(jìn)電機(jī)原理圖 表4.1 線圈通電順序 相順序從0到1稱為一步，電機(jī)軸將轉(zhuǎn)過18度，01234則稱為通電一周，轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)過72度，若循環(huán)進(jìn)行這種通電

39、一周的操作，電機(jī)便連續(xù)的轉(zhuǎn)動起來，而進(jìn)行相反的通電順序如4321將使電機(jī)同速反轉(zhuǎn)。通電一周的周期越短，即驅(qū)動頻率越高，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，因為它每走一步需要一定的時間，若信號頻率過高，可能導(dǎo)致電機(jī)失步，甚至只在原步顫動。4.2.2 步進(jìn)電機(jī)的步距角與工作拍數(shù)對于一個步進(jìn)電機(jī)，如果它的轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為nr，它的齒距角qz為：qz=2/nr，而步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行k拍可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一個齒距位置。實際上步進(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qs可以表示如下：qs=2p/nrgk 公式（4.1）4.2） ok 公或 qs=360/nrg其中：k是步進(jìn)電機(jī)工作拍數(shù)，nr是轉(zhuǎn)子的齒

40、數(shù)。例如：對于三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)而言，工作方式有三拍和六拍之分。三拍就是在轉(zhuǎn)動一個齒距時換相三次；六拍則是換相六次。而在三拍方式中還有單三拍和雙三拍之分。從公式第 - 19 - 頁 (4.2)可知：為了使步進(jìn)電機(jī)工作的步距角qs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)。4.3.3 步進(jìn)電機(jī)的頻率特性對于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，在其繞組中通電的相序不同時，步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和步進(jìn)精度有所不同。步進(jìn)電機(jī)對繞組的通電頻率有一定的要求。如果通電頻率過高，超過步進(jìn)電機(jī)的最大步進(jìn)速度，就會產(chǎn)生失步。一般步進(jìn)電機(jī)的通電頻率，即起動頻率為 50步秒到2000步秒。步進(jìn)電機(jī)的頻率特性曲線，是

41、步進(jìn)電機(jī)的工作頻率及其對應(yīng)轉(zhuǎn)動力矩所作出的曲線，典型的步進(jìn)電機(jī)頻率特性曲線如圖2所示。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、.控制線路的電壓、齒數(shù)、齒形、齒槽比、步進(jìn)電機(jī) 公式(4.3)其中：l單位為亨，rc、rl單位為歐姆，tj單位為秒。第 - 20 - 頁 圖4.3 步進(jìn)電機(jī)一線繞組的開關(guān)回路開關(guān)回路時間常數(shù)tj對注入電機(jī)繞組的電流達(dá)到穩(wěn)定值的時間有極大關(guān)系，它影響到步進(jìn)電機(jī)的工作頻率。并且有：tj越小，電流達(dá)穩(wěn)定時間小，相應(yīng)電機(jī)工作頻率高；反之，tj越大，電流達(dá)穩(wěn)定時間長，電機(jī)工作頻率低。從式(4.3)可知：要減少tj，可以采用增大rc的辦

42、法。但是，增大rc時，又會使穩(wěn)態(tài)電流值減小，從而影響電機(jī)的力矩。為了減少tj ，而不使穩(wěn)態(tài)電流減小，可采用在增大rc的同時，也提高供電電壓的辦法。在高頻應(yīng)用中，要盡量減小 以改善步進(jìn)的特性，所以常在開關(guān)回路中采用較大的rc，同時也提高回路的電源電壓u。但這樣也會使效率降低，在低頻段工作時也會使步進(jìn)電機(jī)的振蕩加劇。在實際中，可根據(jù)客觀情況來考察選擇恰當(dāng)?shù)耐獠侩娮鑢c，使步進(jìn)電機(jī)處于合適的工作頻率狀態(tài)。(3)開關(guān)回路電壓對頻率的影響在一般應(yīng)用中，開關(guān)電路的脈寬和流人繞組的電流的最大值，必定會隨開關(guān)電路換相頻率的提高而相應(yīng)減小。開關(guān)電路產(chǎn)生的控制電壓是以矩形波方式加在繞組上的。隨著換相頻率的提高，矩

43、形脈沖電壓波頻率相應(yīng)提高，這樣，矩形脈沖電壓的寬度和周期也就會變小，當(dāng)矩形脈沖電壓窄到一定程度，流入電機(jī)繞組的電流就無法達(dá)到穩(wěn)定值i ，步進(jìn)電機(jī)就難以步進(jìn)工作了。為了保證在矩形脈沖電壓相當(dāng)窄時，也即頻率足夠高時，步進(jìn)電機(jī)仍能正常步進(jìn)工作，可以提高開關(guān)回路的電壓。開關(guān)回路加到繞組的是矩形脈沖電壓，故電流也是脈沖。在步進(jìn)電機(jī)中要設(shè)法增大起動電流，以提高步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動力矩，即提高其工作頻率。由于步進(jìn)電機(jī)是感性負(fù)載，所以進(jìn)入繞組的電流脈沖是以指數(shù)形式上升，即這時電流脈沖i為：i=ih(1-e-1/tj) 公式(4.4)第 - 21 - 頁 其中：i是電流脈沖瞬時值；ih是在開關(guān)回路電壓為u時的電流穩(wěn)態(tài)值

44、；tj是開關(guān)回路的時間常數(shù)，tj=l/(rl+rc)綜上所述，本設(shè)計選用三相步進(jìn)反應(yīng)式電機(jī)，采用運(yùn)行中根據(jù)工作頻率對電源電壓升壓補(bǔ)償?shù)目刂品椒ā?.2 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理在生產(chǎn)實踐過程中，常要求用一臺電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制方向相反的兩個運(yùn)動，如小車的左行、右行；機(jī)械手的上升、下降等。本設(shè)計對交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖如下所示：圖4.4 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖要實現(xiàn)三相鼠籠型異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，只要把三相線當(dāng)中的任意兩相調(diào)換一下位置就可以了。如圖4.4所示：假如接觸器km1閉合時電動機(jī)正轉(zhuǎn)，則當(dāng)接觸器km1斷開，接觸器km2閉合時，電動機(jī)就會反轉(zhuǎn)。從圖中我們可以看出：要改變?nèi)?/p>

45、交流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需要任意交換其中兩相就可以達(dá)到目的。圖中各元器件的作用如表所示：表4.2 元器件作用列表第 - 22 - 頁 4.3 交流電機(jī)的星三角形啟動對于正常運(yùn)行時定子繞組接成三角形的鼠籠型異步電動機(jī)，在啟動時，為了保護(hù)電動機(jī)，一般采用y/降壓啟動方法來達(dá)到限制啟動電流的目的。y/降壓啟動的原理如圖1所示：在啟動過程中將電動機(jī)定子繞組接成星形，即接觸器kmy閉合。此時電動機(jī)每相繞組承受的電壓為額定電壓的1/3，啟動電流為三角形接法時啟動電流的1/3。接觸器kmy閉合的同時定時器開始定時，定時時間到，接觸器kmy斷開，接觸器km閉合。電動機(jī)繞組為三角形接法，進(jìn)入正常運(yùn)行階段。控制電路要有自鎖、互鎖、定時等常用電路，要求合上啟動（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）按鈕后，電機(jī)先作星型連接啟動，經(jīng)延時6秒后自動換接到三角形連接運(yùn)轉(zhuǎn)。