【完稿】平衡臂机械手总体设计【最终稿】

性报告告可研报告项目可行性分析报告仪表自动加气站投资项目可行性报告告可研报告项目可行性分析报告总论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.编制依据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.设计范围„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.设计原则„„„„„„„„„„„„„„城镇燃气输配工程施工及验收规范天然气输送流体用无缝钢管原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范穿越工程加气站投资项目可行性报告告可研报告项目可行性分析报告燃气用埋地聚乙烯管材聚乙烯燃气管道工程技术规程埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范埋地钢质管道直流排流保护技术标准埋地钢质管道交流排流保护技术标准阴极保护管道电绝缘埋地钢质管道阴极保护参数测试方法通信电源设备安装设计规范生活饮用水卫生标准建筑给水排水设计规范室外排水设计规范年局部修订建筑灭火器配置设计规范年局部修订建筑设计防火规范年版供配电系统设计规范及以下变电所设计规范低压配电设计规范建筑照明设计标准通用用电设备配电设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范电力工程电缆设计规范建筑物防雷设计规范年版大气污染物综合排放标准工业企业总平面设计规范工业企业厂界噪声标准汽车加油加气站设计与施工规范汽车用燃气加气站技术规范采暖通风与空气调节规范油气阳及管道仪表控制系统设计规范原油和天然气工程设计防火规范火灾自动报警系统设计规范加气站投资项目可行性报告告可研报告项目可行性分析报告石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范电子计算机机房设计规范爆炸性气体环境用电气设备第部分通用要求爆炸性气体环境用电气设备第部分隔爆型爆炸性气体环境用电气设备第部分本质安全型石油天然气工程总图设计规范钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准石油天然气工业输送钢管交货技术条件第部分级钢管埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准石油天然气工程设计防火规范„„„„„„„„„„„„„„„„节能措施„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单项节能工程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„职业安全卫生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„职业危害因素„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„防范措施„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„环境保护„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工程对环境可能造成影响„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„环保措施„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„境影响初步评价结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„组织机构设置及人员编制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„组织机构设置及其职能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„人员编制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„车辆及维修抢修设备配备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„项目实施计划„„„„„„„„„„„„„„行单片机系统设计首先必须具有定的硬件基础知识其次，需要具有定的软件设计能力，能够根据系统的要求，灵活地设计出所需要的程序第三，具有综合运用知识的能力。

最后，还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法，以及被控对象的动静态特性，有时甚至要求给出被控对象的数序，也称之为监控管理程序其作用类似机的系统。

软件设计的几个方面如下可靠性设计为保证系统软件的可靠性，通常设计个自诊断程序，定时对系统进行诊断。

在可靠性要求较高的场合，可以设计看门狗电路，也可以设计软件陷阱，防止程序跑飞。

软件设计与硬件设计的统性在单片机系统设计中，通常个同样的功能，通过硬件和软件都可以实现，确定那些由硬件完成，那些由软件完成，这就是软件硬件的折衷问题。

般来说，在系统可能的情况下，尽量采用软件，因为这样可以节省经费。

若系统要求实时性比较强，则可采用硬件。

应用软件的特点实时性由于工业过程控制系统是实时控制系统，所以对应用软件的执行速度都有定的要求，即能够在被控对象允许的时间间隔内对系统进行控制计算和处理。

换言之，要求整个应用软件必须在个采样周期内处理完毕。

所以般都采用汇编语言编写应用软件。

但是，对于那些计算工作量比较大的系统，也可以采用高级语言和汇编语言混合使用的办法，即数据采集判断及控制输出程序单片机的步进电动机控制器的设计用汇编语言，而对于那些较为复杂的计算可采用高级语言。

为了提高系统的实时性，对于那些需要随机间断处理的任务，通常采用中断系统来完成。

通用性在应用程序设计中，为了节省内存和具有较强的适应能力，通常要求程序有定的灵活性和通用性。

为此，可以采用模块结构，尽量将共用的程序编写成子程序，如算术和逻辑运算程序转换程序延时程序运算程序数字滤波程序标度变换程序报警程序等。

软件开发步骤软件开发大体包括划分功能模块及安排程序结构画出各程序模块详细流程图选择合适的语言编写程序将各个模块连接成个完整的程序。

单片机控制系统的调试硬件调试根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。

调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。

脱机检查用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线地址总线和控制总线是否有短路等故障。

有时为保护芯片，先对各管座的电位或电源进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。

仿真调试暂时排除目标板的和，将样机接上仿真机的芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。

这部分工作是种经验性很强的工作，般来说，设计制作的样机不可能次性完好，总是需要调试的。

通常的方法是，先编调试软件，逐检查调试硬件电路系统设计的准确性。

其次是调试程序，只有程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。

硬件电路调试的般顺序是检查的时钟电路。

通过测试信号，如没有信号，则判断是晶体或故障，这称之为“心脏”检查。

检查的分时复用功能的地址锁存是否正常。

检查地址分配器。

般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。

对扩展的进行检查调试。

般先后写入，再读出比较，以此判断是否正常。

因为这样的各位均写入过代码。

用户级设备调试。

如面板显示打印报警等等。

软件调试软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法交叉汇编用机对系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到机，生成目标代码和文件。

用汇编语言现在有些单片工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助进行汇编语言调试。

手工汇编这种方法是最原始，但又是种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。

这种方法的实质就是对照指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到重新进行调试。

在进行手工汇编时，要特别注意转单片机的步进电动机控制器的设计移指令调用指令查表指令。

必须准确无误地计算出操作码转移地址和相对偏移量，以免出错。

以上种方法调试完成以后，即可通过写入器，将目标代码写入中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。

硬件软件仿真调试经过硬件软件单独调试后，即可进入硬件软件联合仿真调试阶段，找出硬件软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。

实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。

结论单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。

对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成软件设计硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。

根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。

致谢感谢我的室友们，有你们在行动和思想上的支持和鼓励，才使得我这次毕业设计能顺利完成。

感谢此次指导我完成这篇论文的老师，正因为有你们的指导和修改才有我这篇论文的完成。

感谢我的母校黄冈职业技术学院，尤其是机电系机电体化专业所统的通信中，和标准总线应用最为成熟。

为了使运动控制器的适用范围更加广泛，配合的现有接口，我们选用标准总线来实现控制器和的通信，其接口电路如图所示。

在图中，选用作为系统的通信接口芯片。

是公司生产的低功耗单电源双发送接收发器，适用于各种和的通信接口。

芯片可以把输入的电源变换成输出电平所需的电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单的电源就可以。

图通信接口电路外围需要个电解电容，是内部电源转换所需电容，其取值均为.。

为.的去耦电容。

的引脚，为接电平的引脚。

引脚，为接电平的引脚。

因此电平的，引脚应接的串行发送引脚，应接的串行接收引脚。

与之对应的电平的，应接机的接收端，应接机的发送端。

.转换与转换电路设计单片机的步进电动机控制器的设计本运动控制器需要对电主轴的转速进行控制，对电主轴的控制通过其驱动器来实现。

电主轴驱动器根据输入的电压或电流的大小来确定主轴的转速，因此系统需要输出的电压或的电流，必须将系统处理过的数字量经转换变成模拟量输出。

本控制器的转换主要由芯片实现。

是位微处理器兼容型数模转换器芯片，是系列的种。

与微机接口方便，可以充分利用微处理器的控制能力实现对转换的控制，因此在实际中得到了广泛的应用。

不同的电主轴驱动器对输入的信号有不同的要求，有的需要的电压信号，有的需要的电流信号，因此我们同样设计了转换电路，使系统具备了电流信号的输出，增强了系统的适应性。

.开关信号输入电路设计在步进电机运动过程中，常采用机械式开关和光电开关构成开关信号输入回路，通过开关的闭合或断开，以电平的形式反映步进电机的工况。

这包括轴限位加工过程中对刀，轴电机的回零操作等等。

由于开关的机械式设计，触点闭合或断开时伴有机械抖动，会使输出信号波形出现振荡。

若将该信号输入到微控制器的计数器中，会造成错误的计数而导致系统控制混乱。

开关量的输入干扰是系统设计中客观存在的问题。

因此在获得开关信号后，我们必须对开关信号进行处理，使其成为单片机可以识别的数字信号后才能做出相应的反应。

系统共提供了路的开关信号接口，限位开关信号处理如图所示。

图限位开关信号处理电路原理图在开关信号输入之前，首先用电容对其进行滤波，抑制信号中的高频分量。

光耦隔离实现了光电开关限位开关信号和控制器之间的电平转换，并实现了两个不同回路间的隔离，保证了控制器电路不受来自开关信号电路的干扰。

.硬件抗干扰技术为了克服可能发生的各种干扰，保证系统能够可靠的运行，现有的抗干扰技术在硬件方面采取如下措施抑制电源干扰。

传导干扰通常由交流电源端引入系统内部。

为了抑制这种干扰，系统通常在交流进线端串接入低通滤波器。

这种方