基于单片机的机械手关节直流电机控制电路.doc

课 程 设 计 （论文） 题目 基于单片机的机械手关节直流电机 控制电路 班 级 学 号 学 生 姓 名 沈阳航空航天大学 课 程 设 计 任 务 书 课 程 名 称 专业综合课程设计 院（系）专业 班级 课程设计题目 基于单片机的机械手关节直流电机控制电路 课程设计时间: 课程设计的内容及要求： 利用单片机、电路板开发基于单片机的机械手关节直流电机控制电路，实现机械手关节直流电机控制电路，使直流电机对一个机械手壁关节的启、停、正转、反转控制。 具体要求如下： 按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图及程序 流程图； 按要求设计单片机的外围电路，给出电路原理图； 编写主要程序； 用protus进行仿真，给出仿真电路图； 单片机仿真器、电路板、电源等硬件正确可靠地连接； 按键控制直流电机进行正反转，使机械手关节活动； 指导教师 年 月 日 负责教师 年 月 日 学生签字 年 月 日 目 录 0前言 1 1总体设计方案 1 2.硬件电路设计 2 2.１单片机系统 2 2. 2独立按键 3 2.3 电机驱动 4 3.软件设计 6 3.1 按键子程序设计 8 3.2调速子程序设计 9 4调试分析 10 5．结论及进一步设想 11 参考文献 11 课设体会 12 附录1 电路原理图 13 附录2 元件清单 14 附录3 程序清单 15 基于单片机的机械手关节直流电机控制电路 摘要:本文设计了由单片机控制的机械手关节直流电机，由单片机、电机驱动芯片、机械手直流电机、控制电机的（正转、反转、启停、调速）键盘组成，主要使用了AT89C52、L298、直流电机主要器件，主要解决方案是利用单片机最小系统设计一个由按键控制的直流电机的在转动来控制机械手关节的运动。 关键字:单片机；直流电机；控制电路。 0前言 着我们工业自动化水平的不断提高，在机械加工和机械制造领域，以及各种装配与包装自动化生长线上，机械手的应用以相当普遍。机械手通常担任着上料，下料等加工任务。由于PLC顺序控制具有系统简单，可靠，控制灵活方便等特点，而且从PLC诞生之日起，其最基本，最普遍的应用领域就是在工业环境下的顺序控制。因此，基于PLC顺序控制的机械手在工业自动化领域中的到广泛的应用。 在实时检测和自动控制的系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，加以不同的辅助芯片，来完成所需要的工作。对于低档产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。而对于中高档产品，则要求有高分辨率常常需要测量频率，通常这些都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确地测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。 本次所要设计的是一个由单片机控制电机正反转的系统，通过单片机和智能仪器所学的内容实现对电机经行正转与反转的控制，并实现将其对机械手的控制。 1总体设计方案 针对本课题的设计任务，进行分析得到:本次设计用按键控制直流电机的转动，用单片机作为控制芯片从而实现对机械手关节的控制。 该控制系统的设计，在总体上大致可分为以下几个部分：①控制按键部分；②电机驱动部分；③直流电机部分；系统原理图如图1 图1 系统原理图 整个电路的工作原理是：单片机作为控制芯片，经过软件程序的加载用按键实现对直流电机的正转、反转、启停、调速的控制进而起到对机械手关节的运动的控制。 2.硬件电路设计 本设计通过AT89C52单片机、L298电机驱动芯片，直流电机、按键等实现对电机的控制。硬件原理框图如图2所示。 图2 硬件原理框图 2.１单片机系统 单片机（single-chip microcomputer）是一块集成芯片，但不是一块实现某一个逻辑功能的芯片，而是在这块芯片当中，集成了一个计算机系统。如中央处理器（）、存储器（ROM,RAM）、I/O接口、、中断系统等。中央处理器是单片机的核心单元，他由运算器和控制器组成，他的主要功能是实现算术运算、逻辑运算、和控制。 51系列是基本型，包括8051、8751、8031、8951.这四个机种区别，仅在于片内程序储存器。8051为4KB，8751为4KB，8031片内无程序储存器，8951为4KB。其他性能结构一样，有片内128B RAM，2个16位定时器/计数器，5个中