機械類專業(yè)基本技能考核課程實踐說明書

1、專業(yè)基本技能實踐綜合考核課程實踐說明書年 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 綜合實踐時間： 福建農(nóng)林大學(xué)2016年 1 月 目 錄1、零件分析.11.1、零件的作用.11.2零件的工藝分析.1 1.3、尺寸和粗糙度的要求.1 2、選擇加工方法，擬定工藝路線.32.1、基面的選擇.32.2、粗基準(zhǔn)的選擇.32.3、精基準(zhǔn)的選擇.32.4、制定機械加工工藝路線.33、毛坯的設(shè)計.43.1、選擇毛坯.43.2、確定機加工余量、毛坯尺寸和公差.43.3、確定機械加工加工余量.44、加工M10螺紋的夾具設(shè)計.54.1、 定位基準(zhǔn)的選擇.54.2切削力和夾緊力的計算.54.3夾具設(shè)

2、計及簡要操作說明.65、 確定切削用量以及基本時間的確定.66、 零件的二維圖.147、直流電機系統(tǒng)論述.157.1 總體方案.157.2 基本原理.157.3 原理框圖.158、系統(tǒng)的硬件設(shè)計.188.1 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計.188.2 電源電路設(shè)計.188.3 直流電機驅(qū)動電路設(shè)計.188.4 顯示模塊設(shè)計.198.5 按鈕電路設(shè)計.208.6 元件參數(shù)選擇.219、系統(tǒng)的軟件設(shè)計.239.1 總體方案.239.2 相關(guān)軟件介紹.249.3 應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試.2510、仿真結(jié)果與分析.2510.1仿真電路圖.2510.2 仿真結(jié)果.2611、總結(jié).29參考文獻.30附錄A：系統(tǒng)整體硬

3、件電路圖.31附錄B：程序代碼.311、零件分析1.1、零件的作用 題目所給定的零件是軸套類零件。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。1.2、零件的工藝分析由零件圖可知，該零件的材料為45#鋼，鍛造成型，由零件的尺寸公差選擇模鍛加工成型，保證不加工表面達到要求的尺寸公差。 該零件需要加工的表面可大致分為以下四類： （1） 15的孔（2） 以15孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩平面。 （3） 以15孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩側(cè)面。 （4） 以15mm槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔。  1.3、尺寸和粗糙度的要求 15的孔的上偏差為+

4、0.043，下偏差為+0.016，配合公差為F8，屬于間隙配合，孔的內(nèi)表面的粗糙度為3.2，要求較高，鑒于孔徑為15.81，可先采用14的麻花鉆鉆孔，在用10的立銑刀進行擴孔，最后用無心砂輪進行精加工。 15的孔的上下兩平面距離孔中心線的尺寸分別為11mm和12.7mm，上表面的粗糙度為6.3，下表面的粗糙度為12.5，直接采用立銑刀銑削加工即可達到要求。 以15的孔的軸心線為基準(zhǔn)的尺寸為9.65mm的兩側(cè)面的表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進行加工保證尺寸要求。 以15mm撥槽為基準(zhǔn)的叉口的上下端面的尺寸分別為33.5mm和39.4mm其表面粗糙度為6.3

5、，可直接用端面立銑刀進行加工保證尺寸要求。 以15的孔的軸心線為基準(zhǔn)的叉口兩側(cè)面尺寸為53mm，表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進行加工保證尺寸要求。 撥槽的最前端面，以15孔的下端面為基準(zhǔn)，其尺寸為56，其表面粗糙度為12.5 以15mm撥槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔，先采用8.5的麻花鉆鉆孔，再采用10的絲錐攻絲完成。圖1-1圖1-2圖1-3 2、選擇加工方法，擬定工藝路線2.1、基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造

6、成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。  2.2、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇影響影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。為了保證叉口上下平面與15孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均勻，所以選擇叉口的上端面作為第一道工序的定位基準(zhǔn)。 2.3、精基準(zhǔn)的選擇 以第一道工序中的已加工面作為下到工序的定位平面，以15.81孔的中心軸線為定位基準(zhǔn)，確保設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的重合，以減少加工誤差。2.4、制定機械加工工藝路線方案工序10：鍛造工序20：銑32的左、右端面工序30：擴，鉸15的孔工序40：銑寬31.28的表面工序50：銑寬31.2

7、8左右端面工序60：銑9.65的端面工序70：銑寬21.64的槽工序80：加工R21的圓弧工序90：銑86.4的表面工序100：銑54的表面工序110：鉆M10的螺紋孔，攻絲M10工序120：去毛刺工序130：驗收 3、毛坯的設(shè)計3.1、選擇毛坯 該零件的材料為45#鋼，采用模鍛毛坯成型。  3.2、確定機加工余量、毛坯尺寸和公差撥叉零件材料為 45，硬度選用180HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用鍛造。對毛坯初步設(shè)計如下： 1. 32圓的左右端面32圓的左右端面的粗糙度為12.5，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表2-12，知Z=2.0mm2. 32mm的孔 M1

8、0孔最大只有15.8mm，因此在毛坯的設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔。毛坯采用實心鑄造。 3. 側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進行一次粗銑即可。選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 4.內(nèi)圓面 內(nèi)圓面的圓弧半徑為R18mm，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級， 5.寬31.28和21.64的面 寬31.28和21.64的側(cè)面，粗造度為6.3,12.5，進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表3-3知Z=2.0mm 6.寬14.2的槽 因其寬度只有14.2，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心，其它表面均為不加工表面，鍛造出的毛坯表面就能滿足

9、它們的精度要求。3.3、確定機械加工加工余量  根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為4，孔的加工余量按相關(guān)表查找選取。  4、加工M10螺紋的夾具設(shè)計工序90：銑寬9.65的端面，選用機床：Z5140立式鉆床，X51銑床4.1、定位基準(zhǔn)的選擇以15孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，工件的另一端面作為輔助基準(zhǔn)4.2、切削力和夾緊力的計算由于本道工序完成工藝孔的鉆孔加工，鉆力。由機械加工工藝手冊得：鉆削力 式（4-1）鉆削力矩 式（4-2）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 夾緊力方向與鉆削力方向相同。4.3、夾具設(shè)計及簡要操作說明把一面

10、、一心軸、一削邊銷做為定位，螺母、心軸、快換墊圈夾緊工件，這樣能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下：圖4-15、確定切削用量及基本工時工序10：鍛造工序20：調(diào)質(zhì)處理工序30：銑叉口寬51的面臥式銑床X62選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序40：銑20.5左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金

11、套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序50：銑20.5右端面及寬11的面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1

12、450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時：，則機動工時為工序60：銑寬16.5的面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時：，則機動工時為工序70：鉆，擴，鉸15.81F8孔工步一鉆孔至14確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工14孔時屬于低剛度零件，故進給量

13、應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步二：擴孔利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步3：鉸孔根據(jù)參考文獻表2-25，得查參考文獻表5.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為工序80：銑叉口的左右端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度

14、因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取225當(dāng)225r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序90：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工步一：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：工步二：攻螺紋M10mm 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：工序100：銑寬9.65的左

15、右端面立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為總的工時：T=2t=1.242min工序110：銑寬14.2的槽立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其

16、功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序120：清洗去毛刺工序130：驗收工序140：入庫 6、零件的二維圖7、 直流電機系統(tǒng)論述7.1 總體方案直流電機PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，還能方便的讀出電機轉(zhuǎn)速的大小，實現(xiàn)電機的智能控制。其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。 該直流電機系統(tǒng)由以下電路模塊組成：振蕩器和時鐘電路，這部分電路主要由89C51單片機和一些電容、晶振組成。輸入部分：這一模塊主要是利用

17、帶中斷的獨立式鍵盤來實現(xiàn)?？刂撇糠郑褐饕?9C51單片機的外部中斷擴展電路組成。顯示部分：包括液晶顯示部分和LED數(shù)碼顯示部分。顯示部分由SM410564四位共陽數(shù)碼管組成顯示模塊；LED數(shù)碼顯示部分由七段數(shù)碼顯示管組成。直流電機PWM控制實現(xiàn)部分：主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊組成。7.2 基本原理1）主體電路： 直流電機PWM控制模塊：這部分電路主要由89C51單片機的I/O端口、定時計數(shù)器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，還可以方便的讀出電機轉(zhuǎn)速的大小和了解電機的轉(zhuǎn)向，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。 此外，還包括直

18、流電機的直接清零、啟動（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。其間是通過89C51單片機產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號并輸入到L298驅(qū)動芯片來控制直流電機工作的。2）各部分電路模塊的組成： （a）設(shè)計輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨立式鍵盤來實現(xiàn)。 （c）設(shè)計控制部分：主要由89C51單片機的外部中斷擴展電路組成。 （b）設(shè)計顯示部分：是直接采用SM410564四位共陽數(shù)碼管組成顯示模塊。3）直流電機PWM控制實現(xiàn)部分： 主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊組成。7.3 原理框圖1）系統(tǒng)組成：如圖7-1所示圖7-1 直流電機PWM調(diào)速方案 2）方案說明： 直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C51單

19、片機為控制核心，由命令輸入模塊、LED顯示模塊及電機驅(qū)動模塊組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序控制下，定時不斷給直流電機驅(qū)動芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動電路完成電機正，反轉(zhuǎn)控制；同時單片機不停的將從鍵盤讀取的數(shù)據(jù)送到LED顯示模塊去顯示，從中不僅能讀取其速度，而且能知道它的轉(zhuǎn)向。 8、系統(tǒng)的硬件設(shè)計8.1 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計1）單片機AT89C51： AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦出只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CP

20、U和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。2）復(fù)位電路及時鐘電路： 復(fù)位電路和時鐘電路是維持單片機最小系統(tǒng)運行的基本模塊。兩種常用復(fù)位電路：上電復(fù)位和手動復(fù)位。其中：上電復(fù)位，如圖8-1所示；手動復(fù)位，如圖8-2所示。 圖8-1 上電復(fù)位 圖8-2 手動復(fù)位有時系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常需要手動復(fù)位。所以本次設(shè)計選用手動復(fù)位。高頻率的時鐘有利于程序更快的運行，也有利于實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。但是高速對系統(tǒng)的要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻?？紤]到單片機本身

21、用于控制，而并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準(zhǔn)確度都有好處。本次設(shè)計選取12.0M無源晶振接入XTAL1和XTAL2引腳。并聯(lián)2個30pF陶瓷電容幫助起振。單片機最小系統(tǒng)如圖8-3所示： 圖8-3 單片機最小系統(tǒng)8.2 電源電路設(shè)計直流穩(wěn)壓電源的基本原理：直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖3-4所示。圖8-4 直流電源原理1） 電源變壓器T： 將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。2） 整流電路： 整流電路將交流電壓Ui變換成

22、脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。3） 濾波電路： 各濾波電路C滿足RL-C=（35）T/2，式中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。4） 穩(wěn)壓電路: 常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。二者的工作原理有所不同。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會引起其電流有較大變化這一特點，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。它一般適用于負(fù)載電流變化較小的場合。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是利用電壓串聯(lián)負(fù)反饋的原理來調(diào)節(jié)輸出電壓的。

23、集成穩(wěn)壓電源事實上是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的集成化。3.3 直流電機驅(qū)動電路設(shè)計由于單片機P3口輸出的電壓最高才有5V，難以直接驅(qū)動直流電機。所以我們需要使用恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N來驅(qū)動電機。本設(shè)計所采用的L298N，可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接4.57V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2.546V，輸出電流可達2.5A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，本實驗裝置我們選用驅(qū)動一臺電動機，連接于OUT1和OUT2端口之

24、間（電動機在子圖中未畫出）。此外，5，7腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。同時，需要加四個二極管在電機的兩端，防止電機反轉(zhuǎn)的時候產(chǎn)生強大的沖擊電流燒壞電機。具體直流電機驅(qū)動電路，如圖8-5所示。 圖8-5 驅(qū)動電路8.4 顯示模塊設(shè)計本次設(shè)計顯示模塊直接采用的是SM410564 四位共陽數(shù)碼管顯示。又因為單片機的輸出端口輸出的電流較小，點亮數(shù)碼管的能力不大，所以需要采用三極管對輸出電流進行放大，此次三極管采用的是C9013，具體放大電路如圖8-6所示： 圖8-6 放大電路8.5 按鈕電路設(shè)計正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速五個開關(guān)分別與單片機的P1.0

25、，P1.1，P1.2，P1.3，P1.4相連，然后再與地相連。急停實現(xiàn)直流電機的停轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)實現(xiàn)直流電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)實現(xiàn)直流電機的反轉(zhuǎn)，加速實現(xiàn)直流電機的加速，減速實現(xiàn)直流電機的減速，其電路如圖8-7所示。 圖8-7 控制按鈕電路8.6 元件參數(shù)選擇1）實際計算過程 （a）變壓器選擇：變壓器選擇雙15V變壓，考慮到電流不需要太大，最大電流為1A，實際選擇變壓器輸出功率為10W，可以很好的滿足要求。 （b）整流橋：考慮到電路中會出現(xiàn)沖擊電流，整流橋的額定電流是工作電流的23倍。選取RS301（100V，3A）即可，實際購買過程中選擇了RS30（700V，3A）也符合設(shè)計要求。 （c）濾波電容：考慮

26、到對紋波電壓要求比較高，故選擇了2200F耐壓值為25V以及100F耐壓值50v的電解電容。 （d）去耦電容：去耦電容的選擇是7812及7805芯片要求的，查手冊可知分別為0.01F，用來濾除高頻分量防止產(chǎn)生自激。 （e）電解電容：為了防止負(fù)載產(chǎn)生沖擊電流，故在輸出端加入2200F、耐壓值為25V的電解電容。 （f）7805支路的元件參數(shù)基本相同。2） 直流電源產(chǎn)生電路:12V如圖8-7所示、5V如圖8-8所示: 圖8-7 12V電源 圖8-8 5V電源注：系統(tǒng)整體硬件電路圖，詳見附錄A。9、系統(tǒng)的軟件設(shè)計9.1 總體方案利用P3口，編制程序輸出一串脈沖，經(jīng)放大后驅(qū)動直流電機，改變輸出脈沖的電

27、平的持續(xù)時間，達到使電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停轉(zhuǎn)等目的。由軟件編程從P3.0/P3.1管腳產(chǎn)生PWM 信號，經(jīng)驅(qū)動電路輸出給電機，從而控制電機得電與失電。軟件采用延時法進行設(shè)計。單片機上電后，系統(tǒng)進入準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)按動啟動按鈕后，根據(jù)P3.0為高電平時實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)，P3.1為高電平時實現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的加減速按鈕，調(diào)整P3.0/ P3.1輸出高低電平時的占空比，從而可以控制P3.0/ P3.1輸出高低電平時的有效值，進而控制電機的加減速。 其總體流程圖如圖9-1所示：圖9-1 總體程序流程圖P3.0/P3.1脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 通道,它們產(chǎn)生可由編程決定寬度和間隔的脈沖。脈沖的間隔

28、周期是由一個FOR循環(huán)控制,來產(chǎn)生不同的占空比。單片機產(chǎn)生的PWM信號不能直接驅(qū)動電機,這就需要設(shè)計合適的驅(qū)動電路，用以可以間接地驅(qū)動電機，使其能夠正常運行。為此，我們可借助于恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N來完成對電動機的驅(qū)動。具體的設(shè)計方法是通過Keil C編程，Proteus聯(lián)合仿真來實現(xiàn)的。9.2 相關(guān)軟件介紹1）Proteus Proteus是一種低投資的電子設(shè)計自動化軟件，提供Schematic Drawing，SPICE仿真與PCB設(shè)計功能，這一點Proteus與multisim比較類似，只不過它可以仿真單片機和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU，與Kei

29、l和MPLAB不同的是它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真，例如373，led，示波器，Proteus提供了大量的元件庫有RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB，里面有大量的例子參考。 （a）Proteus可提供的仿真元件資源Proteus軟件提供了可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達30多個元件庫； （b）Proteus可提供的仿真儀表資源虛擬儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量仿真軟件實驗室是否合格的一個關(guān)鍵因素。在Proteus軟件中，理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用； （

30、c）除了現(xiàn)實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來； （d）Proteus還提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。2）Keil Keil是德國開發(fā)的一個51單片機開發(fā)軟件平臺，最開始只是一個支持C語言和匯編語言的編譯器軟件。后來隨著開發(fā)人員的不斷努力以及版本的不斷升級，使它已經(jīng)成為了一個重要的單片機開發(fā)平臺，不過KEIL的界面并不是非常復(fù)雜，操作也不是非常困難，很多工程師的開發(fā)的優(yōu)秀程序都是在KEIL的平臺上編寫出來的?？梢哉f它是一個比較重要的軟件，熟悉他的人很多很多，用戶群極為龐大，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)

31、超過偉福等廠家軟件用戶群，操作有不懂的地方只要找相關(guān)的書看看，到相關(guān)的單片機技術(shù)論壇問問，很快就可以掌握它的基本使用了。 （a）Keil的UVision2可以進行純粹的軟件仿真(仿真軟件程序，不接硬件電路)，也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項目程序后進行實時仿真； （b）可以使用UVision2的內(nèi)嵌模塊Keil Monitor-51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機硬件系統(tǒng)對項目程序進行實時仿真； （c）uVision2調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點等功能。DDE界面和shift語言支持自動程序測試。9.3 應(yīng)用

32、軟件的編制、調(diào)試 使用Keil 軟件工具時，項目開發(fā)流程和其它軟件開發(fā)項目的流程極其相似。1）創(chuàng)建一個項目，從器件庫中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置；2）用C語言或匯編語言創(chuàng)建源程序；3）用項目管理器生成應(yīng)用；4）修改源程序中的錯誤；5）測試，連接應(yīng)用。注：控制程序，詳見附錄B。10、仿真結(jié)果與分析10.1仿真電路圖 如圖10-1所示：圖10-1 仿真電路圖10.2 仿真結(jié)果1）半速運行狀態(tài)，運行結(jié)果如圖10-1所示： 圖10-1 電機半速運行2）按下急停鍵，停止運行如圖10-2所示：圖10-2 電機停止運行3）按下加速鍵，加速運行如圖10-3所示：圖10-3 電機加速運行4）按下減速鍵，減速運行

33、如10-4所示：圖10-4 電機減速運行5） 按下反轉(zhuǎn)鍵，反轉(zhuǎn)運行如圖10-5所示：圖10-5 電機反向運行11、總結(jié)本次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，碰到了許多問題

34、，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！12、參考文獻1機械制造工藝設(shè)計手冊王紹俊主編北京：機械工業(yè)出版社，1985.11 2機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計尹成湖，李保章，杜金萍主編 出版社：高等教育出版社.2009.33金屬切削原理與刀具朱明臣北京：機械工業(yè)出版社，1995 4 機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)張進生等編北京：機械工業(yè)出艇杜，1995 5機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書及習(xí)題張龍勛主編北京：機械工業(yè)出版杜，20136 直流無刷電動機原理及應(yīng)用M張琛.，北京：北京機械工

35、業(yè)出版社，1996.7 用單片機控制直流電機變速J周興華.，電子制作，2006，Vol.34，NO.6： 34-35.8 直流電機PWM無級調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計J 岳東海，顏鵬.，價值工程，2010，Vol.14，NO.2:135-136.9 3A驅(qū)動能力PWM直流電機控制電路的制作J 郭浩.，電子制作，2007，Vol.9，NO.10:42-43.10 并勵直流電動機的機械特性分析（英文）J 楊斌文，梅英，徐宇明.，湖南文理學(xué)院報（自然科學(xué)版），2006，V0l.18,DO.2: 60-61,68.11 電動機控制系統(tǒng)M王鑒光.，北京：北京機械工業(yè)出版社，1994.12 電動機的單片機控制M 王

36、小明.，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.13 電機及拖動基礎(chǔ)M顧繩谷., 北京：機械工業(yè)出版社，2007.附錄A：系統(tǒng)整體硬件電路圖系統(tǒng)整體硬件電路圖附錄B：程序代碼#include<at89x51.h>#define unchar unsigned char#define unint unsigned intunsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x84,0xff,0xbf; /顯示代碼unsigned char dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;/位選口unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;unsigned char dispbitcnt;unint mstcnt;unint i;unint count=0;unchar tp=0;void ledshow();void keyscan();void delay();void just();void turn();void motorstop();void speedup();void speeddown();void main(void)P3_0=1;P3_1=0;dispb