2025年机电一体化液压伺服系统设计.doc

液压伺服系统设计

专业：机電一体化技术

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摘要

机電一体化是以机械技术和電子技术為主題，多门技术學科互相渗透、互相結合的产物；是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘學科。机電一体化使机械工业的技术构造、产品构造、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化使工业生产由“机械電气化”迈入了以“机電一体化”為特性的发展阶段。

本设计中提到的微机数控机床是运用單板或單片微机對机床运動轨迹進行数控及對机床辅助功能動作進行程序控制的一种自動化机械加工设备。采用微机数控机床進行机械加工的最大長处是可以有效地提高中、小批零件的加工生产率保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特點微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成為机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步進電机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱動元件具有迅速起動和停止的特點。其驱動速度和指令脉冲能严格同步；具有较高的反复定位精度并能实現正反转和平滑速度调整。它的运行速度和步距不受電源電压波動及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 1

第1章总体方案设计 2

1.1总体分析 2

1.2方案框图 2

第2章單元模块设计 2

2.1键盘与显示模块 2

2.1.1模块工作原理 3

2.1.2芯片CH452简介 3

2.1.3芯片CH452特點 4

2.1.4显示驱動原理 5

2.1.5键盘扫描原理 6

2.2單片机控制單元 7

2.2.1控制原理 7

2.2.2光電耦合電路 8

2.2.3芯片简介 9

2.3串行通信模块 12

2.3.1RS232通信协议 12

2.3.2串行通信電路 13

第3章電机与電气控制電路设计 14

3.1步進電机模块 14

3.1.1步進電机的工作原理 14

3.1.2步進電机的频率特性 16

3.2交流電机正反转控制原理 17

3.3交流電机的星—三角形启動 19

3.4電气元件简介 20

总結 22

致謝 23

参照文献 24

第1章总体方案设计

1.1总体分析

本次设计实現的是一两座標步進電机驱動运動工作台控制系统的设计。设计采用單片机對系统進行控制，單片机的包括键盘与显示的控制、与PC机的串口通讯、以及電机输入输入输出信号的控制。電机的输入信号包括报警监测，在机床边缘运用一种靠近開关即可实現此目的。

1.2方案框图

單片机作為控制的关键：首先對机床的运動方向和位移量進行控制，此外還将与键盘對应的位移信息显示在LED上，并实現与PC机的通信。

第2章單元模块设计

2.1键盘与显示模块

伴随電子及计算机技术的飞速发展，涌現出了許多的智能型芯片，ＩＮＴＥＬ、ＡＴＭＥＬ、ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ、ＭＯＴＯＲＯＬＡ和ＰＨＩＬＰＳ等企业都推出了一系列满足不一样行业多种需求的單片机芯片，ＣＰＵ的价格也從９０年代初的成百元降至如今最廉价的芯片只有数元，而某些功能單一的外围接口芯片，越来越多地被功能强大、灵活以便的智能型芯片所替代。我們使用ＡＴＭＥＬ企业生产的８９Ｃ２０５１设计出了键盘ＬＥＤ显示模块，功能上比老式的键盘显示接口芯片８２Ｃ７９强，而成本仅有後者的１／３。ＡＴ８９Ｃ２０５１简介,ＡＴ８９Ｃ２０５１属于ＭＣＳ５１家族，它同大家熟悉的８０３１單片机相比，Ｉ／Ｏ口減少到１５個，其他配置和性能不減，指令完全兼容，片内具有２Ｋ字节的ＦＬＡＳＨ存贮器，電擦写编程次数可到达１０００次，数据可保留１０年。其中的Ｐ３．０、Ｐ３．１口第二功能可以作串行口使用，Ｐ１口可直接驱動ＬＥＤ显示屏，其中Ｐ１．０、Ｐ１．１可以當作比较器的输入端。２模块原理模块原理图見图１。键盘显示模块可外接４×８＝３２键，８位ＬＥＤ显示屏（可以扩展至１６位），它通過串行口同主控设备進行数据通信。下面分别加以简介。

2.1.1模块工作原理

本單元模块電路的功能是通過對片机编程,使目前按键