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毕业设计

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高速喷水织布机单片机控制系统设计,毕业设计

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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： 高速喷水织布机单片机 控制系统设计 专 业： 自动化（数控技术） 班 级： 数控 041 学 号： 203040303 学生姓名： 钱 爱 静 指导教师： 华 茂 发 副教授 2008 年 3 月 nts 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 钱 爱 静 学 号 203040303 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 自拟课题 课题性质 工程设计 课题名称 高速喷水织布机单片机控制系统设计 毕业设计的内容和意义 本课题采用单片机的基本原理以及接口技术与应用，进行高速喷水织布机的控制系统设计。 1、毕业设计的内容和要求 CPU： 89C51。控制：主电机正转、反转，正点动、反点动；主电机高压刹车，低压锁定；两个风机启动、停止；故障检测：断纬，电机过热，左、右捻边断纱，卷布筒张力过大，计长。控制系统输出与强电电路接口为固态继电器，以光电耦合器作为隔 离单片机系统与输入输出部分的控制元件。四个整流电路实现三相交流电到 5v（单片机工作电压）， 12v（探纬器工作电压），12v（控制按钮工作电压）， 110v（刹车装置直流电压）的转换。 2、毕业设计应完成的技术文件 毕业设计论文、电路原理图、控制系统 PCB图、程序流程图、程序清单、英文资料译文。 本课题设计的意义： 本课题对高速喷水织布机 89C51 单片机控制系统进行设计，设计主要分为控制系统硬件与软件两部分的设计，其设计意义如下： 1、织布机在生活中起很重要的作用，它代替 了传统的手工织布，大大提高了织布效率。 2、现在将织布机与计算机相结合，又是织布机行业的一大跨越，织布机的机电一体化，明显提高了织布效率和织物的品质。 3、采用单片机来控制织布机系统，使其更有效率地高速运转。单片机编程对故障检测精确度大，可随时停机排除故障，这样可以提高织物品质，并且灵活性大，操作具有人性化，可靠性高，价格低廉。 4、实现了织布专业的自动化，可一人看守多台机器，且维修方便，减少企业劳动力，为企业节约成本，同时带来更高的收益。 5、 经过此课题的设计，能增强本科毕 业生的动手能力，使其不只是停留于对理论知识的认识，把所学的知识运用到实践中，可以锻炼其思维能力以及自学能力，使得理论知识更加深刻。这对走上工作岗位之前是一次很好的锻炼。 nts文献综述 本课题需要设计主控电路、整流电路、强电电路，因此需要用到电气控制方面以及单片机功率接口方面的知识。文献 1、（ 2）、 3、 8系统的介绍了功率接口元件、部件和各类功率接口。在毕业设计原理图设计时，用到了功率晶体管，功率场效应管， LED，光电耦合管等开关型功率接口，稳压电源功率接口等方面的内容。为毕业设计提供了相 关元件模型，部分元件计算方式及原器件典型应用方式。文献（ 3）主要介绍了电气控制的一些相关知识，在设计中，需要设计电机正反转、点动控制等，以及电机启动方式，包括 Y 型启动和 Y启动。为设计提供一些基本控制电路以及一些原理。文献 （ 5）、（ 7）、（ 10） 以单片机经典体系结构的 MCS-51系列为背景机，系统的介绍了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。此外，本课题需要绘制电路原理图以及 PCB 图，文献 6（ 9） 是关于 Protel DXP 应用的书，介绍了 Protel DXP 的功能，给出了电气制图中电气代号的国标以及电路原理图（包括部分元气件的绘制、电气规则检查，合适的元件封装、出电气网络表等）和 PCB 板图（包括原理图网络表的调入、元件的封装、元件的电路板布局、电路板布线等）的设计原则，同时列举一些电路原理图和 PCB 图绘制的例子以作参考。毕业设计时应用本书的相关内容完成原理图、PCB 板图的绘制 。 参考文献 1、李朝青单片机原理与接口技术北京：北京航空航天大学出版社， 1999.3 2、余永权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，1992.9 3、 王兆安等电力电子技术（第四版）西安：西安交通大学出版社， 2005.7 4、 郁汉琪电气控制与可编程序控制器应用技术南京：东南大学出版社， 2006.3 5、赵德安等单片机原理与应用北京：机械工业出版社， 2004.9 6、邵群涛电气制图与电子线路 CAD北京：机械工业出版社， 2005.8 7、徐仁贵等单片微型计算机应用技术北京：机械工业出版社， 2005.1 8、胡汉才单片机原理及其接口技术北京：清华大学出 版社， 1996 9、求是科技 PIC单片机典型模块设计实例导航北京：人民邮电出版社， 2005.6 10、吴黎明单片机原理及应用技术北京：科学出版社， 2005 nts研究内容 1、电气原理图和 PCB 板的设计 综合所学的电力电子技术、电气控制知识，根据设计要求设计出符合的电气原理图，运用 Protel DXP 绘制原理图（部分元气件的绘制，电气规则检查，合适的元件封装、出电气网络表等）；根据原理图绘出 PCB 板（原理图网络表的调入，元件的封装，元件的电路板布局，电路板布线等）。 2、程 序流程图的设计 根据织布机原理以及电路原理图设计程序流程图，包括主程序和子程序的流程图。 3、 89C51 单片机程序的编写 根据所学的单片机知识，主要对单片机并行 I/O 口、定时器、中断系统的应用，实现对织布机电机、电磁刹车系统及故障检测系统的控制。绘制程序流程图，编写主程序及子程序，经汇编调试，完成程序编写。 研究计划 第一周 熟悉课题 第二周 调研 第三周 拟订方案 第四周 设计主控电路 第五周 设计整流电路 第六周 设计强电电路 第七周 绘制主控电路 PCB 图 第八周 绘制整流电路 PCB 图 第九周 设计主要程序流程图 第十周 设计子程序流程图 第十一周 编写主程序 第十二周 编写子程序 第十三周 翻译英文资料 第十四周 写毕业设计论文 第十五周 修改毕业设计论文 第十六周 答辩 nts特色与创新 本课题特色与创新如下： 1、采用 CPU 为 89C51 的单片机作为高速喷水织布机的控制系统 ，稳定性和可靠性高，控制能力强，操作人性化，价格低廉。 2、设计过程中，主电机启动方式有 Y 型启动和 -Y 型启动，用户可自由选择。 3、除了设计 89C51 单片机