控制电路部分的选择与设计

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1、前言现代技术的进步，带动了机电一体化技术的飞速发展。自２０世纪中期开始，在机械产品就朝着自动化的反向发展。最显著的特点是机械产品将越来越密切的和微电子技术、检测技术、自动控制技术、计算机技术、系统论等现代科学技术联系在一起。打破了发展初期那种机械部分和电气部分相拼合的设计模式，强调产品整体最优的目的，以自动控制为核心，高性能，多功能。这是机械一体化产品的一场深刻的技术革命。自动化是机电一体化（产品）的发展方向，它将机械技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、计算机技术、等现代科学技术容为一体，使系统（产品）多功能

2、、高效率、高可靠度、省能源。并使产品机构向轻、薄、短、小的方向发展。不断满足人们生活的需要和工业生产的自动化需要。此次设计的工作台主要包括：第一章，概述；第二章，机械部分的设计计算与选择；第三章，控制部分的设计与选择。其中，第二章，机械部分包括了导向机构、传动机构和动力源三个小节。第三章，控制部分包含了８０３１单片机、７４ＬＳ－３７３地址锁存器、只读存储器２７６４、静态随机存取存储器６２６４和８２５５扩展器键盘与显示等。在设计过程中，承蒙丁葆华等老师的耐心指导和帮助，谨在此对各位老师表示衷心地感谢与深深的敬意！此次

3、设计由于时间仓促，知识水平有限，疏漏和错误之出在所难免，恳请各位老师原谅并给予批评指正。37摘要导轨的功用是导向承载。即保证运动部件在外力作用下，能准确地沿着一定的方向运动。再导轨副中，运动的一方叫做动导轨，不动的一方叫做支承导轨。动导轨相对于支承导轨通只有一个自由度的直线运动或回转运动。对导轨的基本要求：导向精度（是指运动部件沿着导轨运动的轨迹准确性）、精度保持性（为了能长期保持导向精度，对导轨提出了刚度和耐磨性的要求、低速运动平稳性（就是要保证在做低速运动或微量位移时不出现不平稳现象）。结构工艺性（在可能的情况

4、下，应尽量是导轨结构简单，便于制造和维护）。此次设计采用的导轨为闭式双矩形导轨，行程为１００mm，负载为３００Ｎ，动导轨长度Ｌ＝１２０mm。静导轨长度为Ｌ＝２６３mm与机架做为一体。润滑油选用Ｎ４６机械油，在油中加入能形成吸附膜的添加剂。间隙的调整用压板调整间隙，有平镶条调整侧向间隙。防护：用刮板式，选用毛毡。传动机构：使用滚珠丝杠螺母副主要将旋转运动转换为工作台的直线运动。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高（92%~98%）定位精度高，精密保持性好。该工作台采用外循环

5、双圆弧滚珠丝杠螺母副，预紧方式为双螺母罗纹预紧，支承方式为双推－简支式无冲击平稳运转精度为Ｅ级，传动精度为σ＝37动力源采用反应式步进电动机，该类电动机由定子绕组产生的反应电磁力吸引用软磁钢制成的齿形转子作步进驱动，故又称作反应式步进电动机。其特点：无激磁时没有保持力，将气隙做得极小。制造材料费用低、结构简单、步距角小等优点。此次采用的步进电动机为此系列的五相单十拍，步距角α＝０.３６。脉冲当量δρ＝０.００５mm的步进电动机。最大进给速度vmax０.４m／min，定位精度σ＝±０.００１mm。控制部分。在控制电路

6、中采用ＭＣＳ－３１单片机、７４ＬＳ－３７３地址锁存器、只读存储器２７６４、静态随机存取存储器６２６４和８２５５扩展器。为了减少硬件开锁，提高系统可靠性和降低成本，使用了动态扫描显示。为简化电路还使用了非编码键盘。37目录摘要…………………………………………………………………1前言…………………………………………………………………2第一章概述………………………………………………………..1第二章机械部分…………………………………………………..2第一节导轨………………………………………………………………2第二节滚珠丝

7、杠副………………………………………………………8第三节步进电动机……………………………………………………...16第四节滚动轴承及联轴器选用………………………………………...21第三章控制电路部分的选择与设计…………………………….22第一节ＭＣＳ－５１单片机结构和工作方式………………………….22第二节８０３１对片外存储器的连接………………………………….25第三节ＭＣＳ－５１系列单片机工作方式…………………………...26第四节存储器２７６４与６２６４………………………………….29第五节８２５５扩展芯片及键

8、盘／显示系统……………………….31参考文献………………………………………………….33结束语…………………………………………………….3437第一章概述“机电一体化”是微电子技术与机械工业融合过程中形成的一个新概念，是各相关技术有机结合的一种新形领域。机电一体化的目的是使系统（产品）高附加值化。机电一体化系统（产品）由机械系统、控制系统、动力系统、传感检测