恒张力控制系统课程设计（附程序）

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1、单片机原理及应用课程设计项目名称：恒张力控制系统姓名：学院：机电学院专业：机械电子工程学号：目录摘要：1一．课程设计的要求、目的和意义21.1课程设计要求：21.2课程设计的目的与意义：2二：总体方案的设计：22.1外围系统设计：22.2系统结构框图：32.3工作原理介绍：4三：各单元硬件设计说明43.1单片机的选择：43.2键盘与LED驱动芯片的选择：63.3AD转换芯片的选择：93.4DA转换芯片的选择：103.5看门狗芯片的选择：123.6注：14四：软件设计与说明14五．程序17摘要：张力控制系统往

2、往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。　一套典型的张力控

3、制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。关键词：张力控制、恒张力、闭环、单片机32一．课程设计的要求、目的和意义1.1课程设计要求：设计并制作一个基于单片机的恒张力控制系统。通过单片机与AD,DA转换芯片组成一个闭环系统，使系统张力恒定在由控制者设定的值。1.2课程设计的目的与意义：课程设计是让我们熟练掌握课本上的一些理论只是，课程设计也是

4、一个学习新知识、巩固加深所学课本理论只是的一个过程，他培养我们的综合运用能力，独立思考能力和解决问题的能力。加深我们对单片机原理与应用课程的理解。二：总体方案的设计：2.1外围系统设计：本系统在线上安装一个力传感器，使传感器两边的线呈120度，即可使传感器所测得的压力等于线的拉力，将力信号传入基于单片机的张力控制系统，通过一系列的数据处理，输出控制电信号到安装在防线盘轴上的磁粉制动器调节轴转动的阻力，从而达到恒张力控制32（如所示图1）。张力控制系统磁粉制动器力传感器线放线盘图12.2系统结构框图：单片机力

5、传感器AD转换芯片磁粉制动器DA转换芯片键盘、LED驱动电路看门狗32张力系统由力传感器、粉制动器、单片机、AD转换芯片、DA转换芯片、键盘、LED数码管、看门狗以及相关的驱动硬接电路等组成，其结构框图如图二所示。图22.3工作原理介绍：由按键驱动单片机中断，进入按键及显示程序，通过使用者输入数据并通知在LED上显示，输入数据储存在相关区域内备之后使用，返回到主程序后单片机接受由力传感器产生的经AD转换芯片转换后的数字力信号，通过与之前设定值的比较计算，得出控制信号，经DA转换芯片变为模拟电压信号输入磁粉制

6、动器控制端。若没有键盘中断，则如此往复运行信号检测、运算、输出程序达到动态平衡。三：各单元硬件设计说明根据设计要求与思路，确定该系统的设计方案。硬件电路由单片机、AD转换芯片、DA转换芯片、键盘与LED驱动芯片、看门狗芯片5大部分组成。3.1单片机的选择：AT89S51是美国ATMEL公司声场的低功耗，高新能CM058位单片机，片内含4k32bytes的可系统编程Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编

7、程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，价位低AT89S51单片机可以提供欧许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。图3所示为采用双列直插式封装的AT89S51芯片管脚图。图3323.2键盘与LED驱动芯片的选择：8279是可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。8279内部有FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8*8=64BRAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或8*8阵列方

8、式的传感器。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。图4所示为8279双排直立封装管脚图。32说明：OUTA0~OUTA3与OUTB0~OUTB3为输出线，通过74HC573与排阻驱动八个LED数码管。SL0~SL3通过74HC138译码，再经过74LS07Q驱动八个数码管，控制显示数码管的位置。4*4键盘的行由RL0~RL3识别，列由SL0~S