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直线运动工作台精确定位控制
摘 要
本设计是基于单片机控制的数控直线运动工作台系统设计与虚拟仿真。
在系统控制电路设计上，CPU采用的是AT89C51单片机。采用90BF001型4相8拍的反应式步进电机作为驱动直线运动平台的伺服电机，用ULN2004A来驱动，并确定了直线运动工作台的传动方式。单片机的复位方式为上电自动复位，时钟电路为内部时钟方式。在CPU及外围电路芯片的选择上，以尽量节省I/O口、性价比较高、技术成熟以及市场上通用芯片为基准，因而控制系统电路的结构简单，性能更优越。
程序编写完成后，在Keil软件进行编译和调试，并在Proteus环境中实现程序及电路的仿真。
关键字：数控工作台；直线运动；定位控制；步进电机；旋转编码器
ABSTRACT
This design is NC linear motion table microprocessor controlled system design and virtual simulation.
In the system control circuit design, CPU use is AT89C51 microcontroller. Use 90BF001 type 4 with 8-beat reaction stepping motor as the drive servo motor linear stage with ULN2004A to drive and linear motion table to determine the transmission mode. Single-chip power-on reset mode is automatically reset, clock circuit for the internal clock. In the CPU and peripheral circuit chip of choice, in order to try to save I / O ports, the higher cost, the technology is mature and the market general-purpose chip as a benchmark, so that the control system is simple circuit structure and better performance.
After the programming is completed, the Keil software to compile and debug, and simulation program and implementation of a circuit in Proteus environment.
Keywords: CNC table; linear motion; positioning control; stepper motor; rotary encoder
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题设计研究背景 1
1.2 研究的内容 1
1.3 毕业设计的目的、意义 2
第二章 数控系统的总体方案 3
2.1 数控系统的控制方式 3
2.2 伺服系统及电机的选择 3
2.3 微机控制系统的选择 4
2.4 直线运动工作台的传动方式 5
第三章 MCS-51单片机工作原理 6
3.1 单片机内部组成及引脚功能 6
3.1.1 单片机的内部结构 6
3.1.2 AT89C51单片机的主要特性： 6
3.1.3 AT89C51单片机的引脚功能 7
3.2 单片机的时钟电路 9
3.3 单片机的工作方式 11
第四章 单片机系统的设计 13
4.1 硬件配置与接口分配 13
4.1.1存贮器空间分配 13
4.1.2 I/O口地址分配 13
4.2 硬件电路的设计 13
4.2.1 主控制器CPU的选择 14
4.2.1 步进电机驱动电路的设计 15
4.3 其他辅助电路设计 16
4.3.1 AT89C51的时钟电路单片机的时钟的产生方式 16
4.3.2 AT89C51复位电路 16
4.3.3 超程报警电路 16
4.3.4 掉电保护电路 17
4.3.5 光电隔离电路 18
第五章 基于PROTEUS的直线运动平台运动仿真设计 20
5.1 Proteus简介及仿真界面 20
5.2 Keil简介 21
5.3 Keil中的程序调试 22
5.4 Proteus仿真系统硬件原理图 23
5.5 运行调试 23
设计总结 26
致 谢 27
参考文献 28
附 录 29
附录A 步进电机驱动数控XY轴仿真原理图 29
附录B C语言程序设计 30
