贴标机械手运动控制系统设计开题报告.doc

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）开题报告题目：贴标机械手运动控制系统设计专业：自动化（数控技术应用）班级：学号：学生姓名：指导教师：2007年3月本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名蔡卫廷学号203030908专业自动化（数控技术应用）指导教师华茂发职称副教授所在院系自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称贴标机械手运动控制系统设计毕业设计的内容和意义毕业设计内容：本课题介绍了母导线贴标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。要求母导线贴标机运动机构的机械手能够自动完成标签的抓取和粘贴。机械手对标签的“吸附”和“粘贴”，由简易的气压装置完成。选用单片机8031作为CPU，其内部没有ROM（程序存储器），需要外部扩展，因此外部扩展8K程序存储器和4K数据存储器；用8255作为键盘的接口，无需再专门增加芯片，所以键盘和I/O口用单片机8255A芯片扩展；手动按钮接8031的P1口；LED显示电路显示机械手的运动坐标；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；8031输出的步进电机脉冲信号经光电耦合器分别控制X轴、Y轴和Z轴，采用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；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。其研究意义如下：1、本课题对贴标机械手的应用进行了研究，其中用到了8031单片机，步进电机等基础专业课程中的知识。因此这个课题和我的专业有着很紧密的联系。我相信通过这次毕业设计会对以后的工作和学习起一定的铺垫作用。2、实现母导线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。3、这个课题来源于工程实际，具有很强的实用性。在设计过程中要用到模拟电子技术、Protel99SE、单片机等学科的知识。通过这次毕业设计，使我对四年来大学所学知识有一个更加深刻的认识，并通过实践来证明理论的正确与否。4、单片机技术是工业控制的三大支柱之一。它应用于很多场合，如电子、冶金、石油、纺织、轻工、医药、食品、建材等行业。此课题贴标机械手运动控制系统设计紧密结合市场实际，因此该技术的研究具有一定的市场价值。5、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。文献综述随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,普通手工贴标技术已经无法满足社会发展的需要。本课题的设计,最主要的是对单片机控制系统的设计。文献1234567等都是关于单片机方面的内容，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。35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。14MC51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。其中3和4介绍了MCS-51系列单片机的基础知识，如单片机的总体结构，引脚的描述，以及外部扩展问题等；文献5以89C51单片机为典型机，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用；文献147介绍了如何设计单片机系统，提供了大量实用电路和程序并举例了应用系统的设计和调试，注重理论联系实际，着重实际应用。画电路原理图和电路板图需用到软件PROTEL99SE，文献8详细介绍了如何设计电路原理图、画元件图、设计电路板图、画元件封装图和电路仿真等。参考文献：1、何立民MCS-51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、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3、赵德安等单片机原理与应用北京：机械工业出版社，20044、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5、李学海标准80C51单片机基础教程北京：北京航空航天大学出版社，20066、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，19928、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显示电路设计步进驱动电路程序流程图，编写步进驱动相序分配中断程序设计步进驱动电路绘制控制系统电路图和PCB图研究计划第一周熟悉课题第二周查看资料，研究课题第三周拟订、修改设计方案第四周设计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