母线槽贴标机运动控制系统设计开题报告.doc

南京工程学院毕业设计开题报告课题名称：母线槽贴标机运动控制系统设计学生姓名：钱巧栋指导教师：华茂发所在系部：自动化专业名称：自动化（数控技术应用）南京工程学院2006年03月23日学士学位毕业设计(论文)开题报告学生姓名钱巧栋学号003202225专业自动化（数控技术）指导教师姓名华茂发职称副教授所在系部自动化课题来源工程实际课题类型设计类课题名称母线槽贴标机运动控制系统设计毕业设计的内容和意义母线槽贴表机运动机构的总体设计，实现运动机构横向运动（X轴）、纵向运动（Y轴）、垂直运动（Z轴）三维空间的运动设计。要求母线槽贴表机运动机构的机械手能够自动完成标签的抓取和粘贴，单排LED（发光二极管显示器）显示运动机构机械手的移动坐标，便于检测。机械手对标签的“吸附”和“粘贴”，由简易的气压装置完成。实现母线槽贴表机构运动的自动化，能够简化生产流程，实现企业生产的简单化、快速化和自动化，降低工人劳动强度，提高生产效率，降低企业生产成本。采用单片机8031作为CPU，外部扩展8K程序存储器，8K数据存储器；键盘和I/O口用单片机8255A芯片扩展，手动按钮接8031的P1口，步进电机脉冲信号经锁存器输出。4位LED显示，段选信号经锁存器输出，位选信号用8031的P2口高位地址译码输出。编写主要程序流程图、键盘扫描程序流程图及步进驱动程序。8031没有内部ROM（程序存储器），需要外部扩展；对于单片机系列来说，用8255作为键盘的接口，无需再专门增加芯片。选用8031单片机作为CPU，扩展控制系统，输出分别控制X轴、Y轴和Z轴方向步进电机脉冲信号，经光电耦合器输出，由89C2051单片机对各轴正反转脉冲进行相序分配，利用恒流斩波电路对环型分配后信号进行放大，形成控制步进电机的四相驱动信号，最终实现对各轴步进电机的控制。单片机构成的应用系统有较大的可靠性，芯片本身具有高可靠性，与应用系统有最少的连接。系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。文献综述1何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990年2赵德安.单片机原理与应用.北京：机械工业出版社，2004年3王树勋.MCS-51单片机开发系统与监控分析.北京：机械工业出版社，1992年4何立民.单片机应用技术选编（4）.北京：北京航空航天大学出版社，1997年5夏路易石宗义.电路原理图与电路板设计教程Protel99SE.北京：北京希望电子希望出版社，2002年6李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1999年7余永权等.单片机应用系统的功率接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1992主要介绍单片机应用系统设计的基本概念；单片机的系统扩展；单片机的系统配置；应用程序设计基础；系统的干扰与抗干扰设计。以单片机MCS-51系列为背景机，系统地介绍单片机的发展概况和基本结构、工作原理、基本系统、指令系统、汇编语言程序设计、并行扩展和串行扩展方法、人机接口，以及单片机的开发应用等方面的内容。单片机程序的调试、诊断、修改、固化，以至于整个系统的软、硬件诊断、调试，单片机的开发和开发系统介绍。单片机综合应用与发展，数据采集与前向通道接口技术，伺服控制与后向通道接口技术，人机对话通道接口技术等。Protel99SE设计电路原理图、画元件图、设计电路板图、画元件封装图和电路仿真。MC51系列单片机组成原理；应用系统扩展、开发与调试；键盘输入接口的设计及调试；特别是8031芯片、8255芯片的应用和扩展。本课题主要运用单片机系统扩展技术，对母线槽贴标机控制系统进行系统扩展，并绘制控制系统的印制电路板。运用单片机应用系统的功率接口技术，对贴标机械手控制电机进行控制。研究内容设计CPU扩展电路设计键盘及I/O接口电路设计LED显示电路部分并用Protel99SE软件绘制电路的PCB图设计主程序和键盘扫描程序的流程图设计步进驱动程序流程图，编写步进驱动相序分配中断程序研究计划第一周领取毕业设计任务书，熟悉课题，编写开题报告；第二周查看资料，外文资料翻译，研究课题，拟订设计思路；第三周拟订、修改设计方案，具体设计思路；第四周设计CPU扩展电路部分；第五周设计LED显示电路部分；第六周设计键盘电路部分；第七周设计I/O扩展电路部分；第八周绘制贴标机控制系统印制电路板图；第九周设计步进驱动相序分配电路部分；第十周毕业设计期中检查和总结；第十一周五一放假；第十二周设计步进驱动横流斩波电路；第十三周设计主程序、键盘扫描程序、相序分配流程图；第十四周编写相序分配程序；第十五周总结毕业设计，起草毕业设计论文；第十六周修改论文，准备毕业设计答辩；第十七周毕业设计答辩.特色与创新利用单片机MCS-51系列实现母线槽贴标机运动控制机构的设计，利用简易的机械手，实现标签粘贴的自动化。完成母线槽贴标机运动控制机构硬件电路的设计，主要软件程序流程图及步进驱动相序分配中断程序的编制。键盘输入三轴（X轴、Y轴、Z轴）坐标，4位LED显示三轴移动坐标值。利用89C2051设计环形分配器，恒流斩波电路驱动步进电机。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室意见主任签名：年月日系部意见教学主任签名：年月日