剪板机的单片机控制_毕业设计(编辑修改稿)

剪板机的单片机控制_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

74 页 根据自动剪板机的工作原理及控制器的功能要求，论证自动剪板机控制系统的实现方案。 说明控制系统构造及配套执行机构设计，分析单片机在智能控制过程中的 应用，针对控制器硬件主要环节、控制信号采集和电机驱动控制及人机交互等，从设计思想、实现原理、调试方法等角度进行了必要阐述。 结合操作要求，介绍控制器的软件实现过程。 并针对控制器的运行环境，就现场抗干扰的对策进行具体分析，说明利用软件和硬件措施确保系统可靠运行。 第 48 页 共 74 页 第二章 系统方案分析 目前，工业现场控制方法常用的有两种：一是采用可编程序逻辑控制器 (PLC)系统；二是采用单片机控制系统。 其性能比较如下： 此处省略 NNNNNNNNNNNN字。 如需要完整说明书和 设计 图纸 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供 全套机械毕业设计下载。 该论文已经通过答辩 输入电路设 计 键盘和显示电路 O U T A 027O U T B 031O U T A 126O U T B 130O U T A 225O U T B 229O U T A 324O U T B 328D B 012BD23D B 113D B 214S L 032D B 315S L 133D B 416S L 234D B 517S L 335D B 618D B 719R L 038R L 139I R Q4R L 21R L 32CS22R L 45RD10R L 56WR11R L 67A021R L 78C L K3S H I F T36R E S E T9C N T L / S37U18 2 7 9abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 5 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 6 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 7 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 8 D P Y _ 7 S E G _ D P12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505 0 P I N1 . 0L E D1 . 1L E D1 . 2L E DU 1 CN A N DU 1 BN A N DU 1 AN A N DU 1 DN A N DU 2 AN A N DU 2 DN A N DU 2 CN A N DU 2 BN A N DR01KR11KR21KLSS P E A K E RR41 0 0 KS1S W P BS4S W P BS7S W P BS 1 0S W P BS2S W P BS5S W P BS8S W P BS 1 1S W P BS3S W P BS6S W P BS9S W P BS 1 2S W P BS 1 3S W P BS 1 4S W P BS 1 5S W P BS 1 6S W P BS 1 7S W P BS 1 8S W P BQN P NC20 . 1C10 . 11 . 3L E DR31kV C CV C CV C CA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U27 4 L S 1 3 812345678161514131211109RMS W D I P 8U?N A N DU 3 AN O TU 3 BN O TU 3 CN O TU 3 DN O TU 3 EN O TU 3 FN O TU 4 AN O TU 4 BN O TV C CabcdefgdpD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7ALEINT0INT1RD WR OUT0OUT1OUT2RSTY0A0A L ER E TY0RDWRA0INT1I N T 0O U T 3O U T 0O U T 1O U T 2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y2Y1Y0Y3Y4Y5Y6Y7G N D G N D G N DG N D G N DG N DG N DG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D PG N D 图 键盘和显示电路 说明： 8279 芯片与键盘、显示器连接电路原理圈。 如图 所示，其地址为 07FFH。 8279 键盘配置为 44，扫描线由 SL0～ SL2 通过 74LSI38 译码提供，查询线由反馈输入线 RL0～ RL7 提供。 8279 显示器最大配置为 16 位数码管。 位选线由扫描线 SL0～ SL2 经 第 49 页 共 74 页 8 位译码器、驱动器提供；段选线由 B0～ B3， A0～ A3 通过驱动器提供。 键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，是最简单的单片机输入设备，操作员可以通过键盘输入数据和命令，实现人机通讯。 键盘上闭合键的识别由专门的硬件实现的称为编码键盘：靠软件识别的称为未编码键盘。 本着降低成本的角度出发，本系统键盘电路的设计采用未编码键盘方式，各键定义见表。 表 42 各键定义见表 按键号 功能定义 按键号 功能定义 S0 0 S9 9 S1 1 S10 尺寸和数量消零 S2 2 S11 多个加工尺寸输入 S3 3 S12 单一尺寸自动加工 S4 4 S13 循环 变尺寸自动加工 S5 5 S14 手动 /自动转换 S6 6 S15 零位微调控制 S7 7 S16 手动复位 S8 8 S17 急停 开关量输入电路 为了检测自动剪板机各个执行机构的工作状态，设计了八路数字信号采集通道，图示为其中一路，利用 74LS244芯片读入工作状态信号，片选地址 27FFH，右侧 ST为行程开关等。 各开关的功用是 ST1压料器 (压块 )压紧状态检测开关、 ST2定长状态检测开关、 ST3零位状态检测开关、 ST4小车工作位置状态检测开关、 ST5小车载荷情况检测开关、 ST6挡 料器极限位置检测开关、 ST7小车下一位置检测开关、 ST8卸料情况检测开关。 第 50 页 共 74 页 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U77 4 L S 2 4 4123U 6 A7 4 L S 3 2U?O P T O I S O 1R?5 0 0R?2 5 0S?V C C V C CD0D1D2D3D4D5D6D7I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7 图 一路开关量输入电路 串行通讯电路 电路中设计了采用芯片 MAX232E为核心进行串行通讯的电路，目的是完成单片机与上位机的通讯，为以后系统扩展留有余地。 本系统实际电路焊接这部分元件和芯片并未焊接安装。 输出电路设计输出电路分为三部分： 交流电机驱动控制电路 在单片机控制系统中，我们使用了中间继电器作为控制输出的第一级执行机构，通过继电器控制大功率接触器的通断，从而完成从直流低压到交流高压 、从小功率到大功率的转换。 控制三相交流电动机接触器选用三接点形式的 .考虑到接触器的吸合及断开产生的电弧可能造成电路设计是将输出电路部分单独分出来，做在另一块板上，其控制电路 如图。 图 220V强电直接控制的。 第 51 页 共 74 页 Q?90 11Q?C 9 01 3U?O P T O I S O 1K?R E L A Y D P S TK?R E L A Y S P S TR?25 0R?33 0O U T 1D?F R 15 4V D D22 0V 交流电V C C 图 继电器控制电路 电磁离合器与电磁制动器驱动控制电路 电磁离合器与电磁制动器采用安徽广德电器厂 DDL1系列电磁离合器 DDZ1系列单片电磁制动器。 电源采用直流 24V电压。 电磁离合器与电磁制动器驱动控制电路相同，下图所示是控制剪切传动的电磁离合器控制电路。 卸 料机构也是通过离合器控制的去掉脚踏开关部分其它电路相同。 第 52 页 共 74 页 R225 0U1T L P 52 1L1电磁离合器绕组D?F R 15 4R133 0S?脚踏开关Q2Q1+ 2 4VO U T 4V C C 图 电磁离合器控制电路 步进电机驱动控制电路 步进电机的相控制信号线 .直接使用了 AT89C51单片机的 P1口线，这样可以简化编程，提高控制的实时性。 由于步进电机采用高低压驱动电源为 12V和 120V，且各相绕组通电电流是安培级的大电流，属于强电回路，因此与单片机相连时，需经过光电隔离和大功率驱动。 光电耦合器将单片机的弱电系统的地和强电系统的电源线、地线隔离开来， NMOS场效应功率管 IRF640将光耦输出的电压信号转换为安培级电 流信号以驱动步进电机。 与电机绕组串联的大功率的精密小电阻用于限流，而与绕组并联的二极管是续流二极管，它利用自身钳位作用保护 IRF640。 如果不接续流二极管，当 IRF640断开时，线圈因为是感性负载，断电瞬间会产生很高的反向电动势，把功率管的源极电压提得很高，一旦超过管子耐压值，管子将被击穿损坏。 其一相驱动电源电路见。 抗干扰电路设计 单片机系统的可靠性由多种因素决定，其中系统抗干扰性能是可靠性的重要指标。 工业环境中的干扰一般是以脉冲形式进入单片机系统，渠道主要有三条：电磁信号通过空间辐射进 入系统；干扰通过与系统相连的前向通道、后向通道及与其它系统的相互通道进入；电磁信号通过供电线路进入系统。 本系统中重点防止过程通道与供电系统的干扰。 具体措施： 第 53 页 共 74 页 光电隔离 在输入和输出通道上采用光电隔离器来进行信息传输，它将单片机系统与开关、执行机构从电气上隔离开来，很大一部分干扰将被阻挡。 本系统中步进电机驱动电路、交流电机驱动电路、电磁离合器驱动电路、电磁制动器驱动电路。