基于单片机的XY绘图仪控制系统设计—.doc

文库帮手网 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由1hl4r4t7c0贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 单 片 机 开 发 与 应 用 文 章 编 号 ： ） （ 中文核心期刊 微计算机信息嵌入式与 年第 卷第 期 （ ） 基 于单片机 的 绘 图仪控 制 系统设计 （ 山 院宋 凤 娟 王 春 生 刘 树 明 唐 学 ） 摘 要 ： 绘 图仪 是 指 能 分 别 沿 着 向 和 向 移 动 的 坐 标 尺 绘 图仪 接 收 计 算 机 的 命 令 在 图 纸 上 绘 出 各 种 字 符 和 图 形 。平 面 绘 图仪 的 绘 图 系 统 、 控 机 床 的 加 工 系统 等 ， 管 结 构 和 功 能 各 不 相 同 ， 基 本 原 理 相 同 。 绘 图仪 系 统 是 将 机 数 尽 但 械 系统 与 微 电 子 控 制 系 统 相 结 合 而 形 成 的 一 个 有 机 整 体 本 文 通 过 对 绘 图 仪 的 机 械 系 统 、控 制 系统 及 接 口 电 路 的 硬 件 设 计 及 软 件 设 计 等 述 了 用 单 片机 控 制 步 进 电机 的 驱 动 ， 传 动 机 构 带 动 向 和 向 的 坐 标 尺 进 行 平 面 绘 图 。该 阐 经 系统 具 有 操 作 方 便 度 快 、 度 高 等 特 点 。 速 精 关 键词 ： 绘 图 仪 ； 片 机 ； 进 电机 ； 口 电路 单 步 接 中 图分 类号 ： 文 献标 识 码 ： ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， ， 一 和逆时针旋转可分别控制 。 绘 图仪 的机械 特性 主要包括 平 台 、 坐标 尺 和 微型计算 机的作图命令通过通信接 口发送给控制器 （ 单片 、 传动丝杠驱动坐标尺的步进电动机 、绘 图笔 、 控 机系统 ） 控制器将命令进行分析 ， ， 并调用相应 的绘 图子程序 。 该 绘 图 仪 的 基 本 工 作 原 理 电脉 冲数成 比例 。 系统选用 了双向步进电动机 ， 的顺 时针 本 角度 制器和微型计算机接 口等。 （ 图 ） 程序 的功能是驱动 和 方向上的步进电动机 ， 使两个坐标尺 按规律地移动 ， 画笔移至要求 的位置 。 将 同时控制器通过笔头继 电器控制绘图笔的起落 ， 从而完成各种绘 图命令所给定的操作。 绘 图的分 辨率 即 向和 向上单位长度 上所能 区分 出的最多 点数 ， 由步进 电动机单拍角度 （ 冲当量 ） 脉 和丝杠 的导程决定。 绘 图 仪 系 统 的 硬 件 设 计 硬件 电路设计 主要包括 ： 单片机系统 ，步进 电动机驱 动 电路 ， 图笔 的起落控制 电路 。 是 绘图仪 硬件 电路 绘 图 原理 图 。 图 绘 图仪 机械 原 理 图 平 台是用 于固定绘 图纸的 台面。两个坐标 尺可在绘 图区域 内双向运动 ， 绘图笔位于两坐标尺 的交点（ ） ， 坐标尺 处 的位 置确定 了绘 图笔 的位置 ， 可用 （ ） ， 坐标 对来 表示其 位 置 。绘图笔的抬起和落下用继电器控制 。传动丝杠实现步进 电 动机到坐标尺之间的传动 ， 将步进 电动 机的旋转角度转换 为坐 标尺的直线运动 。 步进 电动 机的特点是每 当给定一 个脉冲 ， 电动机的转子将 转动一个固定角度 ， 或者说 步进电动机转 子的旋转角度与励 磁 宋 凤 娟 ：副教 授 一 图 绘 图仪原理 图 ， 邮 局 订 阅 号 ： 元 年 单 片机 开 发 与 应 用 片机 系统 单 单 片机 ， 其原理 图如 图 所示 。 内部有 的 ， 参 考 文 献 信 息 ， ，： 年 郭禾， 刘涛， 孟令健 计算机模拟系统 的建模 与实现 微计算机 由于单 片机体 积小 、 量轻 、 重 价格 便宜 ， 所以本系统 中采用 】 胡汉 单片机原理及其接 技 术 】北京， 清华大学 出版社， 字节 的 ， 所以一般都要根据 系统 所需 存储容量 的大小 】 才 来 扩展 和 。 作 为地 址锁存器 ， 锁存 【】 余永权， 明慧， 英 片机在控制 系统 中的应用， 汪 黄 单 电子 工业 的低 位地址 。 芯片是本 系统 的程序存储器 ， 容 量为 ， 的片选接低 电平 ， 它 始终有效 。 的地 址 范围为 。 步进 电机驱动和绘图笔控制电路 步进 电动机 的控制信 号 由 的 口提供 ， 中 其 一 出版 社 ， 王福瑞 单片机微机测控 系统大全， 北京航天航空大学 出版社， 【 林其骏 】 微机控制机械系统设计， 上海科学技术 出版社 一 ， ， ， 分别控 制步进 电动机 的顺 时针 和逆时 针旋转 ， 分别控制步进 电动机 的顺 时针和逆时针旋转 。 输 ， 出驱动继电器控制绘图笔的起落。输出高脉冲时绘图笔落下， 否则抬起。 串行 接 口 ， ， 作者简 介： 宋风娟（ ， （ 一） 汉族 ） 河北邢 台人 ， 女 ， 唐山学 院副 教授 ， 多年从事 自动控制专业 、 机电一体化专业 的理论 和实践 的 教学与科学研究 ， 表论 文多篇 。 发 （ ） ， ： 一， （ ） ， ， ， 机 与 的串行通信采用 一 标准 。 绘 图仪 系 统 的 软 件 设 计 软件设 计包括主程序 、 串行 中断服务程序 和多 种绘 图子程 序 的设 计。主程序和 串行 中断服务程序流程图如图 所示 。 绘 图仪程序流程图说明 ： 条绘 图指令 占 一 字节 ， 第 一 字节为所绘制 图形代码 （ ） 。 单元存 放绘图忙标志 ， 宋 （ 表示 无 绘 图命 令 ， ） 表示 正 在 绘 图 。 （ 河 北 唐 山 唐 山学 院） 凤 娟 王 春 生 刘 树 明 ） （ （ ， ） ， 单元存放 图形代码 （ ） 单元为绘 图命令缓 。 冲区。 通 讯 地 址 ： 河 北 河 北 省 唐 山市 路 北 区河 北 路 （ 号） 宋 凤 娟 稿 日期 ： ） 稿 日期 ： ） 收 修 变频器 与软 启 动器应 用 例 凡 有 电机 的地方 ， 需要 软启 动器 与变 频器 ， 均 一 是 安 全 、 是 节能 、 是 环 保 。冶 金 、 化 、 工企 二 三 石 化 业的大 设 备运 行 ， 口 、 头 、 山的装 载机 械 、 港 码 矿 掘 进机 械 、 泥 厂的 窑炉动 力机械 、 碎机械 ， 床厂 水 破 机 的各种 设 备 与产 品 ， 力 （ 电 与运 行 ） 电 发 机械 ， 铁路 行 业 的 电力机 车 、 燃 机 车 与货 场 的行 车 ， 工动 内 轻 力机 械 、 纸机 械 、 刷 机 械 、 厦 中的 电梯 、 央 造 印 大 中 空调 装置 、 压供水 装置 ， 种窑炉 的控制 设 备 、 恒 各 大 型 闸 门起 吊设 备 各种 伺服 阀 门 、 型 雷达 动 力驱 大 图 绘图仪程序流程 图 结 论 传统的机械式 绘 图仪虽然价格较低， 由于采用手动， 但 除精度 和效率较低外， 其潜在 的功能未能得到充分利用 。 为了适 动 系统 ， 有轨 、 轨城市 电车 。电机无 处不 在 ， 无 变频 器 与软启 动器的 用场 无所不 在 。高压 变频 、 中 低变 频 、 流调 速 、 流 变频 、 交 变频 、 服 驱动 、 直 交 交 伺 各种 启动 、 励磁 、 电源解 决均在本 书之 中 ， 既符 合设 计 使 用 人 员 查 阅 ， 适 合 采 购 主 管 人 员 查 询 。好 书 又 大 家拥有 个 实 用 案 例 与 大 量 的 广 告 总 会 有 适 应您 的一款 。 应现代 化生产 的需要，本文利用 计算机 的软件 和硬件 资源 ， 对 绘图仪系统进行 了机 电一体化 设计 ，将机械系统与微 机控制系统有机地结合在 一起 阐述了本系统 的设计 步骤 和 要点。 本系统用单片机 构成 绘图仪控制系统 ， 具有精 度高 、 速度 快 、 性能稳定 和电路简单且工作 可靠等特点 ， 具有很 好的使 用价值 。 本书 已出 版 。大 开 ， 每册定 价 元 （ 邮 含 费） 。预 购者请 将书 款及 邮寄费 通过 邮局； 款 至 地 址 ：