【图纸论文】五自由度机器人结构设计【CAD图纸整套】

输出驱动管采用集电极开路形式，因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配和等不同的逻辑电路。

当输入端输入正电压时，输入比较器输出高电平，使触发器置位，输出高电平，输出驱动管导通，输出端为逻辑低电平，同时电源也通过电阻对电容充电。

当电容两端充电电压大于的时，定时比较器输出高电平，使触发器复位，输出低电平，输出驱动管截止，输出端为逻辑高电平，同时，复零晶体管导通，电容通过复零晶体管迅速放电电子开关使电容对电阻放电。

当电容放电电压等于输入电压时，输入比较器再次输出高电平，使触发器置位，如此反复循环，构成自激振荡。

设电容的充电时间为，放电时间为，则根据电容上电荷平衡的原理，我们有从上式可得实际上，该电路的在很少的范围内大约波动，因此，可认为，故上式可以表示为可见，输出脉冲频率与输入电压成正比，从而实现了电压频率变换。

式中由内部基准电压源供给的.参考电压和外接电阻决定，.，改变的值，可调节电路的转换增益，由定时元件和决定，其关系是.，典型值.，.，.。

由可知，电阻和电容直接影响转换结果，因此对元件的精度要有定的要求，可根据转换精度适当选择。

电容对转换结果虽然没有直接的影响。

但应选择漏电流小的电容器。

电阻和电容组成低通滤波器，可减少输入电压中的干扰脉冲，有利于提高转换精度。

图压频转换电路下列图硬件电路中的压频转换电路图压频转换电路.键盘显示电路人机交互界面显示是否直观，控制是否方便直接影响电子称的操作，因此设计时经多方考虑，我们尽可能将显示界面友好化，将控制键盘简单化。

单片机可利用的端口多，可以控制键盘和。

通过次界面，可以设定物品的单价，在液晶上显示重量单价总价等。

图为显示电路。

图为键盘电路。

图图显示电路图键盘电路系统的软件设计.的简介平时熟悉的单片机的编程语言有二种，种是汇编语言，种是语言。

由于涉及到大量数据的运算，程序不宜采用汇编语言，语言大大缩短了开发时间，使程序简洁，且程序可读性非常好。

是美国公司出品的系列兼容单片机语言软件开发系统，与汇编相比，语言在功能上结构性可读性可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

用过汇编语言后再使用来开发，体会更加深刻。

软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全界面。

另外重要的点，只要看下编译后生成的汇编代码，就能体会到生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。

在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

.程序的流程图程序的流程图如所示。

图流程图调试与测试结果分析.使用的仪器仪表数字万用表单片机仿真器伟福烧写器双踪稳压稳流电源数字示波器波形发生器.电路的调试整个硬件电路由传感器放大电路转换电路键盘显示电路组成.硬件的调试要对前面的三部分分别进行调试，再进行三部分的整体调试，软件调试对键盘显示部分进行调试.称重传感器有四个接脚红线接正电源黑线接负电源蓝线接放大电路的正输入端白线接放大电路的负输入端.调节转换电路中的变位器，可以改变电压和频率的比例.以下表是测量的数据表测量的数据砝码的重量传感器的输出电压放大后的输出电压转换后的频率且可以防止短路。

为双列直插式脚芯片，内部有输入比较电路定时比较电路触发电路复零晶体管输出驱动管能隙基准电路精密电流源电路电流开关输出保护点路等部分。

输出管采用集电极开路形式，因此可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，从而适应和等不同的逻辑电路。

此外，可采用单双电源供电，电压范围为，输出也高达。

为电流源输出端，在输出逻辑低电平时，电流源输出对电容充电。

引脚为增益调整，改变的值可调节电路转换增益的大小。

为频率输出端，为逻辑低电平，脉冲宽度由和决定。

引脚为电源地。

引脚为定时比较器正相输入端。

引脚为输入比较器反相输入端。

引脚为输入比较器正相输入端。

引脚为电源正端。

．控制器的选择及简介根据题目要求，有以下两种控制方案方案采用现场可编程门阵列为控制核心，利用软件编程，下载烧制实现。

系统集成于片公司的Ⅱ系列芯片上，体积大大减小逻辑单元灵活集成度高以及适用范围广等特点，可实现大规模和超大规模的集成电路。

但是大规模可编程逻辑器件般是使用状态机方式来实现，即所解决的问题都是规则的有限状态转换问题。

本系统状态较多，难度较大。

方案二目前单片机技术比较成熟，功能也比较强大，被测信号经放大整形后送入单片机，由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量，由于系统需要的按键较多，因此要加个键盘显示管理芯片。

单片机控制适合于功能比较简单的控制系统，而且其型的称重电桥个具有至少两个可变桥臂的电阻结构的电桥，所称重量引起的电阻变化可产生个叠加在.电源电压的半共模电压之上的差分电压。

图称重传感器的基本电路电桥线路如图所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。

可取为应变片和为应变片或均为应变片等几种形式。

和分别为电桥的输入端和输出端。

根据电工学原理，可导出当输入端加有电压时，电桥的输出电压为当时，电桥处于平衡状态。

因此，电桥的平衡条件为。

当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有和的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为由此可见，应变电桥有个重要的性质应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差，相对邻两桥臂的电阻变化率之和成正比.对于平衡电桥，如果相邻两桥臂的电阻变化率大小相等符号相同，或相对两桥臂的电阻变化率大小相等符号相反，则电桥将不会改变其平衡状态，即保持。

如果电桥的四个桥臂均接入相同的应变片，则有式中，分别为接入电桥四个桥臂的应变片的应变值。

称重传感器的主要参数指标称重传感器本身具有单调性，其主要参数指标是灵敏度总误差和温度漂移。

灵敏度称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值，典型值是。

当使用灵敏度和激励电压的传感器时，其满度输出电压为。

通常，为了使用称重传感器线性度最好的段称重范围，应当仅使用满度范围的三分之二。

因此满度输出电压应当大约为。

当电子秤应用于工业环境时，在满度范围内测量微小的信号变化并非易事。

总误差总误差是指输出误差和额定误差的比值。

典型电子秤的总误差指标大约是.，这技术指标相当重要，它限制了使用理想信号调节电路所能达到的精确度，决定了分辨率的选择以及放大电路和滤波器的设计。

漂移称重传感器也产生与时间相关的漂移。

电路的硬件设计.整体电路的设计题目要求设计个实用电子称，按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采集模块控制器模块人机交互界面模块。

其中数据采集模块完成对来自稳重传感器器的电压信号的检测放大转换。

此时的数字信号送给控制器处理，由控制器完成被测物体重量的判断显示等功能。

此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。

图为系统的整体框图。

图系统的整体框图.放大电路的设计低功耗仪表放大器特点有单电阻设置增益宽电源范围.低功耗最大.输入失调电压最大输入失调漂移最大.共模抑制比低噪音峰峰值带宽置位时间.仪表放大电路是由三个放大器所共同組成，其中的电阻与需在放大器的电阻适用范围內欧欧。

由固定的电阻，我們可以調整來調整放大的增益值，其关系式如式所示，唯须注意避免每个放大器的饱和现象放大器最大輸出为其工作电压。

式的放大增益关系式如式式所示，由此二式我們即可推算出各种增益所要使用的电阻值了。

式式在硬件电路设计中，的外围电路很简单，只需在脚和脚之间跨接电阻，图为电压放大电路图，其中电阻須根据所要放大之倍率由式求得。

由于传感器的输出电压是毫伏级的，应把输入电压放大多倍输出，这样，此电压输入到转换电路进行计算时，误差减小了，从而提高了整个电子称的精度.图为硬件电路中的放大部分的电路图放大电路图图从以上的数据来看，放大前电压放大后电压和频率的线性度不是很好，电路中还存在点误差。

转换后输出的频率不是很稳定，输入到单片机中，导致显示的数据不稳定，会跳动。

转换后输出脉冲，调节电位器可以改变电压与频率的比例，即可改变脉冲的个数.结束语在这个设计的制作过程中，我遇到了各种各样的困难.首先在选择元器件上.因为在学习中我大多停留在基础知识上，平时动手操作的机会还不够多，对些元器件的规格了解不多，所以选材上动了番脑筋.设计的方案也是改再改，根据查找资料和请教同学，最后才把设计图纸确定下来.经过这次毕业设计，我觉得自己学到了不少东西。

学会了怎样查阅资料和利用工具书。

当在设计过程中需要用些不曾学过的东西时，就要去有针对性地查找资料，然后加以吸收利用，以提高自己的应用能力，而且还能增长自己见识，补充最新的专业知识，并熟练掌握了软件画电路。

同时在这里，我要感谢我的导师洪云飞老师，他给了我许多的帮助。

我还要感谢毕业设计过程中所有给我真诚帮助的老师参考文献郁有文，常健，程继红.传感器原理及工程应用.西安电子科技大学出版年张慰兮.微型计算机系列原理接口及应用.南京大学出版社年张福学.现代实用传感器电路.北京中国计量出版社年张友德.单片微型机原理应用与实验.复旦大学出版社年徐爱钧.单片机高级语言环境编译与应用.电子工业出版社年钱晓揭.位微机原理汇编语言及接口技术.机械工程出版社年吴金.单片机实践与应用.清华大学出版社，年谢自美.电子线路设计试验测试第二版.华中科技出版社年张疑坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大出版社年马忠梅编著单片流程图原材料燃料和动力供应次干燥二次干燥筛分冷却筛分破碎细粉大粒包膜处理自动包装产品入库可用原材料氮肥尿素，含氮，氯化铵，含氮磷肥过磷酸钙，含五氧化二磷为钙镁磷肥，含五氧化二磷为磷酸铵，含氮，含五氧化二磷为钾肥氯化钾，含氯化钾硫酸钾，含硫酸钾燃料煤动力水外部共给至界区内电外部共给至界区内厂内运输叉车原材料选择吨复合肥中氮质吨五氧化二磷质量吨氧化钾质量吨选取尿素氯化铵磷酸铵氯化钾为原材料，则需要氯化钾质量吨磷酸铵质量吨设尿素质量为，氯化铵质量为可得吨，我旗绝大多数农作物全生育期对肥料需求，平均养分利用率可达，比普通复合肥利用率提高个百分点，与传统包膜肥料相比，它在土壤中分解期为年，用量仅为传统包膜材料半，大大降低了包膜材料二次污染问题。

产品需求预测中国是世界上化肥施用量最多国家，经过几十年努力，化肥总产量和氮肥产量已居世界第，复合肥产量和施用量也有了较大提高，尽管如此，目前化肥产量尤其是复合肥产量仍然满足不了现代农业生产需要，进口量逐年增加。

受农业发展拉动，全球复合肥需求增长，但各个地区内复合肥生产能力和需求存在较大差异。

国内复合肥市场陆续启动，但南方地区销售旺季尚