运动芯片LM629通过8位数据线和6根控制线与单片机PIC16F877的I/O口相连。单片机通过数据线向LM629发送位置或速度命令、设定PID调节参数,并从LM629中读取速度、加速度等数值。LM629输出的脉宽调制幅度信号和方向信号直接驱动L298N,经过功率放大后驱动直流电机。增量式光电编码器提供半闭环控制所需的反馈信号(A、B、IN),梯形图发生器计算出位置或速度模式下所需控制的运动轨迹。PIC16F877为LM629提供加速度、速度和目标位置量,在每个采样周期用这些值来计算出新的命令和位置给定值,将其作为指令值。由增量式光电编码器检测电机的实际位置,其输出信号经过LM629四倍频后进行解码,形成位置反馈值。指令值与反馈值的差值作为数字PID校正环节的输入。通过数字调节器PID计算,LM629输出脉宽调制信号PWMM和方向信号PWMS用于控制功率芯片L298N,进而驱动电机运动到指定的位置。LM629在进行位置控制的同时,还对速度进行控制。LM629在接受到主机送来的位置信号后,按梯形图生成加速、匀速、减速的速度曲线,曲线与坐标横轴所包围的面积就是指定的位置。PID算法中的比例、积分和微分系数有时需要进行修改,因此将它们存储在单片机的E2PROM中。单片机和PC机通过无线发射和接收模块进行串行通信。 6.3 控制系统的程序 我介绍的是LM629的程序,程序的主要过程是想让机械手由原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退→机械手前进(小车)→小车停止→机械手左转90°→机械手前伸→机械手松开→机械手后退(小车)→机械手下降→机械手右转90°→小车后退→退至原位 程序开始首先将工序控制寄存器R2清零,将工序模拟显示灯清零即将P1口清零。然后在程序段STA检测P2口的输入情况,如果某一位假设P2.2为高电平,就转到该位对应的按键所控制的下一段程序NEXT2处执行,先调用一延时10ms子程序,然后重新判断该位是否还为高电平,否,就返回STA重新检测,是,就继续执行下一步,判断该为是否变为低电平,否,就在此等待松键,是,就将该加工方法的工序模拟信号所在的表格标号TAB2送查表基址DPTR,然后转到主程序端LOOP执行。
主程序清单如下: ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN:MOV R2,#00H ;将工序控制寄存器零 MOV P1,#00H ;将P1口清零 MOV R0,#00H ;将寄存器R0清零 STA: JB P2.0,NEXT1 ;判断哪个按键被按下就 JB P2.1,NEXT2 转到应程序段处执行 JB P2.2,NEXT3 JB P2.3,NEXT4 JB P2.4,NEXT5 LJMP STA NEXT1:LCALL DLS10MS ;调用延时10ms子程序 JNB P2.0, STA ;P2.0=0就返回重新判断 JB P2.0, $ ;P2.0=1等待松键 MOV DPTR, #TAB1 ;将表首址给查表基址DPTR LJMP LOOP ;转到LOOP程序段 NEXT2:LCALL DLS10MS JNB P2.1, STA JB P2.1, $ MOV DPTR, #TAB2 LJMP LOOP NEXT3:LCALL DLS10MS JNB P2.2, STA JB P2.2, $ MOV DPTR, #TAB3 LJMP LOOP NEXT4:LCALL DLS10MS JNB P2.3,STA JB P2.3,$ MOV DPTR,#TAB4 LJMP LOOP NEXT5:LCALL DLS10MS JNB P2.4,STA JB P2.4,$ MOV DPTR,#TAB5 LJMP LOOP LOOP:MOV A,R2 ;将R2的值给A MOVC A,@A+DPTR ;查表将查出的值送到A中 MOV P1,A ;将A中的数送P1口输出 INC R2 ;R2自加一 MOV 79H,R2 ;将R2的值送输出缓冲79H PUSH DPH ;保护现场 PUSH DPL LCALL DISP ;调用数码显示子程序 LCALL DLS5S ;调用延时5s子程序 POP DPL ;恢复现场 POP DPH CJNE R2,#08H,LOOP ;八步未完成就返回LOOP JB P2.5,MAIN ;停止按钮按下就返回MAIN MOV R2,#00H ;将R2清零 LJMP LOOP ;转到LOOP 第七章 设计体会 通过这次毕业设计使我加深了对过去所学知识的理解,真正懂得了如何把松散的知识有机的结合起来,并灵活运用,并且在老师和同学的帮助下让我懂得了如何去面对设计方案,如何下手,应该从哪些方面去考虑问题。 懂得考虑问题时应该由浅入深,从简到易。在分析问题时应该先抓住重点,然后再考虑其他细节。知道什么是主要的,什么是次要的。当我做机械手的设计时,首先考虑自动控制,其次才考虑手动控制。在考虑自动控制时又先考虑的是机械手要完成哪些动作,应该如何实现。从而经过仔细思考确定设计方案。 遇到问题时,千万不能慌,应当保持大脑清醒,不急不躁,通过查找资料逐一解决问题。 做毕业设计时很重要的一点就是要学会自己查找资料。通过经常翻翻参考书籍,有目的的选择自己想要的东西,拓宽一下自己的思路,找到解决问题的方法,使自己在做设计的时候有更多的选择。 总之,通过这次毕业设计使我受益非浅。我感谢学校给我这次锻炼机会,使我在踏上社会,工作岗位之前又给了我一次很好的磨练。 再次感谢所有支持和帮助过我的领导、老师、同学们。
第八章 参考文献 1.吴宗泽. 机械设计. 第2版. 北京: 中央广播电视大学出版社 ,1998 2.卢颂峰. 机械设计课程设计手册. 第1版. 北京:中央广播电视大学出版社 , 1998 3.左健民. 液压与气动传动. 第2版. 北京:机械工业出版社,2006 4.齐占庆. 机床电气控制技术. 第2版. 北京: 机械工业出版社, 2004 5.杨长能, 张兴毅. 可编程序控制器基础及应用. 第1版. 重庆:重庆大学出版社,1998 6.杨黎明. 机械零件设计手册. 第1版. 北京: 国防工业出版社,1986 7.罗洪量. 机械原理课程设计指导书. 第2版. 北京: 高等教育出版社,1986 8.JJ.杰克(美). 机械与机构的设计原理. 第1版. 北京: 机械工业出版社,1985 9.乔东凯. 机械手及其应用. 第2版. 北京:机械工业出版社,1998 10.黄崇林. 液压元件样本. 第2版. 北京: 机械工业部 ,2001 11.曲忠萍. 液压系统设计简明手册.第1版. 北京: 机械工业出版社,2001
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