三维伺服数控平台设计毕业设计论文(编辑修改稿)

三维伺服数控平台设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

次毕 设的程序编译部分，图 的流程图进行编译，首先进行头文件调用include，定义需要使用的各种编码 table[]={0x3f,0x06..0x79,0x71}，随后各定义全局变量 u11,u12,key1 等，定义变量输入 sbit PWM1=P3^4。 定义延迟函数 void delay(uint x)，定义初始化函数 void init()，定义共阴极数码管显示函数void display(uchar segNo,uchar num)，定义键盘扫描函数 void keyScan()，定义主沈阳航空航天大 学毕业设计 9 函数 void main(void)。 在主函数中分别调用初始化函数，键盘扫描函数，在显示函数中显示。 最后编写中断函数，控制输出波形。 下图图 为指导本次编程的流程图： 图 编程流程图 在编程中，最为重要的便是键盘扫描函数，在键盘扫描函数中使用 switch函数，分别对矩阵键盘的每一行进行询问，待相应之后分别对每一个回应，对应的每一个键位进行定义，以实现矩阵键盘的各种功能。 沈阳航空航天大 学毕业设计 10 Proteus 中电子电路建立及仿真模拟 proteus 仿真软件的介绍 PROTEUS 软件是由英国 Labcenter Electronics 公司开发的 EDA 工具软件。 它从 1989 年问世至今，经过了近 20 的使用、发展和完善，功能越来越强大，性能越来越好。 PROTEUS 安装以后，主要由两个程序组成： ARES 和 ISIS。 前者主要用于 PCB 自动或人工布线及其电路仿真，后者主要采用原理布图的方法绘制电路并进行相应的仿真。 除了上述基本应用之外， PROTEUS 革命性的功能在于它的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源代码级的调试，还可以直接实时动态地模拟按键、键盘的输入， LED、液晶 显示的输出，同时配合虚拟工具如示波器、逻辑分析仪等进行相应的测量和观测 仿真电路实现过程 以前学习 proteus 只是做了一些简单的如跑马灯，定时器，静态数字显示等模拟，虽然知道这款软件功能十分强大，但很少编写大程序。 这次毕设一开始虽然在心底构思了一些方案，有简单的流程设计，但一动手开始写程序，就给了笔者迎头一棒 —— 将电路图设计出来之后（如图 ），根本不知道从哪下手写程序，老师说这个毕设并不困难，只需要一两百行的程序就可以了。 可是笔者闭关三天，才苦苦写出了二三十行程序，更让笔者心凉的是，笔者的数码 管根本不显示任何数字，连乱码都没有。 更别说控制伺服电机了，不好的时候电机根本不动，就算问了同学，调试了一下程序，电机居然很不给面子的直接转到了头。 这要是实际工程应用，笔者的程序恐怕会谋杀很大一批数控铣床。 痛定思痛之下，笔者不得不认清现实，从头开始。 先图书馆借了许多 proteus 相关的书籍，又从网上下载了一些编程视频观看学习。 沈阳航空航天大 学毕业设计 11 图 ，原电路图 从最简单的程序入手，将本次毕设的程序分三段调试，这里边需要提一句，北京航空航天大学出版的《 proteus 辅助的单片机原理实践》这本书对笔者帮助很大。 笔者按照书上 的教程，简单练习了几个小程序热手，之后将这次的毕设题目分解成三个小题目。 分别是： 8 位共阴极数码管显示，矩阵键盘输入，伺服电机控制。 首先是 8 位共阴极数码管显示，笔者更改之前图 1 中使用的 PG12864F 显示器，改用编码为 7SEGMPX8CCBLUE 的 8 位共阴极数码管。 八位共阴极数码管的显示并不困难，从 0 至 F 的十六位数字都有各自的代码显示，只要在主程序中调用显示程序，并在对应的位上输入数值编码，便可以完成显示，程序简简单单的十数行，笔者便完成了生日的输出，如图 所示。 沈阳航空航天大 学毕业设计 12 图 ，生日截图 这里边 还有一个小插曲，为了连线方便，笔者将数码管的数字接口接到了AT89C51 单片机的 P0 口，将位选接口接到了单片机的 P2 口，可是屏幕根本不亮。 当时简直要疯了，砸电脑的心思都有，心说连一个显示程序都写不出来，还能不能毕业了。 后来按照书上的电路图，将位选接口接到了单片机的 P1 口。 模拟开始之后，屏幕居然显示了笔者的生日，当时成就感立刻就来了。 位选接口必须接到 P1 口，就好像外部中断控制最好接到 P3^2 到 P3^5 口一样。 然后是矩阵键盘输入，最开始笔者学习书上使用 for 循环，调用 16 位矩阵键盘编码实现矩阵键盘输入，可是悲 剧的发现，笔者对 for 循环并没有天赋，尤其是矩阵键盘要实现数字，正反转，复位，启停等不同功能。 很快笔者就改用 if 循环，在 if 循环中嵌套 switch 语句，虽然不如 for 循环简单明了，需要对矩阵键盘的四个横行询问，并对每一个纵行代码进行编译，但恰好满足笔者对每个键值的定义。 如图 3 所示，笔者定义了一个矩阵键盘，并将矩阵键盘每一个对应值都显示在数码管中。 沈阳航空航天大 学毕业设计 13 图 ，矩阵键盘 伺服电机的控制算是三个分题目中最困难的，如图 所示笔者选用了编号为 MOTORPWMSERVO 的伺服电机，要控制伺服电机的速度与偏转 角度（铣刀的位置），需要对 PWM 端口输入不同频率的方形波，这就涉及到中断控制的定时器与计数器了。 Proteus 的编程书籍中介绍了很多中断方面的知识，但说实话，笔者到现在也并没有完全学明白，很多中断都是凭着感觉，一点一点将程序调试出来的。 定时器 /计数器控制寄存器 TCON 的中断请求标志格式为： TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 其中关于中断的就有 6 位，中断方式又有数种，对于书上的初始化函数中，ET0=1， TR0=1， 与 EX0=1， IT0=1，有什么具体区别根本搞不懂。 按照书上将伺服电机的控制电路连接出来，程序也抄写在 KEIL 软件中，编译运行后伺服电机也如愿控制，但只要进行微调，比如说书上的程序电机每一次沈阳航空航天大 学毕业设计 14 转动 15 度，但要控制铣床，就算对自己的要求再低，怎么也要把精度保持在 1mm一下，如果电机每一步都转动 15 度，那需要使用的电传和齿轮系统笔者根本无法想象。 足足花了数天时间，笔者在调试伺服电机的程序，逐行理解程序的含义，对每一行的程序都进行标注，逐行改变程序赋值，希望能有奇迹出现。 最后经由老师点 拨，笔者更改了定时器初值，每 1um 便进行一次中断，又调节了频率与占空比，终于输出了比较满意的方形波，让伺服电机每一次转动的范围下降到了 3度，比原来足足放大了 5 倍，节省了许多齿轮。 但这又导致后来合成程序中出现了一个问题，笔者的延迟函数也只能延迟更少的时间，如果延迟时间过长，数码管的屏幕会不断闪烁，甚至出现乱码。 图 ，伺服电机 前后用了数周的时间，终于做出了零零碎碎将近 10 个仿真电路及其对应的程序，眼看着其他同学已经开始调试大程序，但笔者心中却颇有成就，因为笔者的大程序中，大部分语句都是亲手编译调试 ，笔者知道每一行语句的意义，编译出现错误笔者能够很快的更改，数码管显示出现不合心意的时候，笔者也能定位到相应的语句。 沈阳航空航天大 学毕业设计 15 终于，笔者带着将近一个月的积累，开始合成大程序，笔者将更改之后的三个子程序嵌入到大程序中，并用主函数分别调用初始化函数，键盘扫描函数，显示函数，笔者以为准备工作做得充足，主函数只要区区数行就可以完成这次毕设，结果仿真出来的结果让笔者哭笑不得。 第一次仿真， 8 位数码管只亮了 6 个，调试之后，正转（ E）反转（ F）的显示代码随时改变，位移显示部分更是奇葩，输入数字之后，只显示 11， 22， 33，44 等 数字，根本无法输入正常的数值，更别说舵机了，舵机也跟着乱转，就连现在，笔者调出来的程序，复位键还无法让舵机复位。 图 最终电路实现 程序实现简述及其源程序 全部源程序及其说明 include //调用头文件 define uchar unsigned char //简化定义语句 def。