电章系统设计方法及设计课题单片机应用系统的设计过程单片机及其嵌入式应用系统的设计和开发是以单片机为核心，配合定的外部电路及程序，从而实现特定测量及控制功能的应用系统。其中单片机的选型资源分配以及程序设计是整个系统设计的关键。般来说，个完整的单片机应用系统设计包括分析测控系统单片机选型硬件资源分配系统软件设计仿真测试并最终下载到实际硬件电路中脱机运行行。单片机开发的整个流程，如图所示。方案论证和硬件系统设计在进行单片机应用系统开发时，首先要对该测控系统进行可行性分析以及系统总统方案设计。可行性分析可行性分析主要是分析整个设计任务的可能性。系统总体方案设计当完成可行性分析后，便进入系统整体方案设计阶段。这里，主要结合国内外相关产品的技术参数和功能特性本系统的应用要求以及现有条件，来决定本设计所要实现的功能和技术指标。接着，制定合理的计划，编写设计任务书，从而完成该单片机应用系统的总体方案设计。本着遵循尽量采用新型单片机和大规模集成电路的原则，本课程设计选用公司的兼容单片机。它的特点是是个时钟执行条指令，因此它的实际运行速度比标准的高近倍。具有双数据指针，在同时需要采样和传送数据的场合特别有利于提高数据传输的速率。只需要根串口线，就能够完成程序的调试下载和烧录，可以方便用户的开发和产品的在线升级。系统软件设计•在整个单片机应用系统的总体方案及硬件分配定型后，便可以着手进入具体的设计阶段。这里，单片机的程序设计是关键，可以根据实际的需要来选择单片机设计语言及开发环境。在单片机程序设计时，主要需要从以下几点来考虑。•采用结构化的程序设计，将各个功能部件模块化，用子程序来实现，这样便于调试以及后续的移植修改等。•合理使用单片机的资源，包括定时器计数器中断等。•尽量采用执行速度快的指令，以充分发挥单片机的性能优势。•充分考虑软件运行时的状态，避免未处理的运行状态，否则程序运行时易出错，不受控制。•合理安排各个功能部件的时序，确保程序能正确执行。•程序中要尽量添加注释，提高程序的可读性。系统仿真调试设计检查印制电路板是否有短路和断路问题。检查元器件的质量和对元器件引脚进行处理。焊接硬件电路并调试。部分部分地调试单片机及其外围电路。般先调试单片机本身，如通过口线输出高低电平，通信等再调试片上外设，如串口定时器转换器等再调试或显示器等。在设计和调试好系统程序后，固化程序并将系统在模拟实际环境下运行，对系统进行各种实验任务用独立按键控制步进电机启停加减速正反转。实验目的了解步进电机的工作原理掌握步进电机的控制方法。硬件配置接通插针以驱动步进电机插针下面两脚接跳线帽，作为独立按键输入。开发板上的步进电机接口从上至下依次为,最后两脚为，使用时连接步进电机相应接口即可。实验盒的步进电机从右至左分别是步进电机程序中加了按键控制,左起第列从上往下数的第个按键为启动停止键,下完程序后要按下电机才会转动,再按次时电机就停止第二个为正反转键第三个为加速键第四个为减速键。程序设计利用开发板上的步进电机接口和独立按键，实现由独立按键控制步进电机启停正反转加减速。驱动方式采用相励磁，即条信号线每次只有个高电平。步进电机是种把电脉冲转换成角位移的电动机速度控制用相位变换时间的长短来控制。用专用的驱动电路给步进电机供给系列的且有定规律的电脉冲信号，每输入个电脉冲，步进电机就前进步，其角位移与脉冲数成正比，电机转速与脉冲频率成正比，而且转速和转向与各相绕组的通电方式有关。控制输入脉冲数量频率及电机各绕组的通电顺序，就可以得到各种需要的运行特性。实验程序中步进电机采用相励磁，即在每瞬间，步进电机只有个线圈导通，每送个励磁信号，步进电机前进步。其特点是精确度好消耗电力小，但输出转矩最小，振动较大。若以该方式控制步进电机正转，对应的励磁顺序如下表所示。若励磁信号反向传送，则步进电机反转。表中的和表示送给相应三极管基极的高电平和低电平。表相励磁顺序表励磁顺序说明按键部分作为矩阵式键盘或独立按键的输入，口只能用于输入，默认用于模拟输入，作为数字输入使用时应先往口相应引脚写。独立按键位于开发板上矩阵键盘的第列，其中从上起第个为启动停止键，第二个为正反转键，第三个为加速键，第四个为减速键。程序流程图如下图所示。开始初始化按键检测启动键按下加速键按下减速键按下正反转标志位为正反转键按下速度标志加是否为最高速是否为最低速速度标志减正反转标志取反正转反转取正转码是否为结束码根据速度标志位调节速度是否为结束码根据速度标志位调节速度取反转码言源程序启动停止标志位正反转标志位速度控制变量电机正反转口高低电平对照表延时函数,口低四位作为数字输入时应往相应引脚写,口低四位不全为，则有键被按下消抖启动停止键按下启动停止标识取反正反转键按下加速键按下减速键按下启动键按下反转正转读取控制电机转动口表根据速度控制函数返回值调节延时时间否则关闭驱动设置频率为口写第三极端情况下的考核，发现问题并予以修改。单片机仿真测试和程序设计是紧密相关的。在实际设计过程中，需要经常对各个功能部件进行仿真测试，这样可以及时发现问题，确保模块的正确性。对于整个系统的设计，仿真测试则可以模拟实际的程序运行，观察整个时序以及运行状态是否合理。当发现问题时，需要返回程序设计阶段修改设计，进而重新仿真测试，直到程序运行通过。当程序设计通过后，便可以将其下载到单片机中结合整个硬件电路来测试。在实际硬件电路测试阶段，主要看单片机程序和外部硬件接口是否正常，单片机的驱动能力是否够用，以及整个硬件电路的逻辑时序配合是否正确等。如果发现问题，则要返回设计阶段，逐个解决问题。设计课题多功能定时装置注有三种显示方式，选择其中种数码管显示任务制作个电子时钟，该电子时钟具有实时时钟显示时钟校正设置闹钟等功能。其结构框图如下要求选择或显示，可显示年月日时分秒星期农历日期节日节气等根据实际情况，选择部分或全部功能实现会使用实时钟芯片选择蜂鸣器电路，实现闹钟设置和报警功能选择按键功能，设计实现时钟校正功能，小时小时制显示功能等整点报时功能上或后在最后确定液压泵及其驱动电机的规格根据以上计算结果查阅机械设计手册，选用规格相近的型号为的斜轴式轴向定量柱塞泵，其额定压力为，排量为,额定转速为,额定工况下能保证的输出流量为。取电机的总效率为总由已知求得总因此，选用主电机的型号查阅机械设计手册，选用规格系列普通三项异步电动机，型号,其额定功率，额定电流，电机转速为,效率。除了主缸要求在高压环境下工作，其他几个缸和马达都是低压环境下运作，所以辅泵采用的是低压较大流量的齿轮泵供油。除主缸以外的有夹紧油缸，穿丝油缸，绞丝油缸和马达都是单独运转，没有同时工作的，所以选用的齿轮泵的流量只要大于其中最大个的流量就可以，其中最大的流量就是夹紧油缸的流量，其值为，查阅机械设计手册，选用型号其排量，额定压力，额定转速，容积效率大于，驱动功率。齿轮泵上的电机计算同上，得电机的功率为，查阅机械设计手册，也选用规格系列普通三项异步电动机，型号,其额定功率，额定电流，电机转速为,效率。同理冷却用油泵选用型号为，排量为，额定压力，转速为，其电机型号选用,其额定功率为，额定电流，转速为,效率为。液压控制阀和液压辅助元件电液控制换向阀电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。其中，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀电磁换向阀用于改变液动换向阀的控制油路的方向，推动液动换向阀阀芯移动，称为先导阀。由于推动主阀芯的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以做得很大，允许大流量通过。这样，用较小的电磁铁就能控制较大的流量。通过流量的计算，查阅机械设计手册选用下列三位四通电液换向阀，其型号为其通径为，额定压力，最高压力，通过流量。具体如图所示图电液换向阀穿丝油缸，剪丝油缸，夹紧油缸中经过的流量都不超过，所以选用普通型电磁换向阀，其最大流量就能满足要求。其最高使用压力。具体如图图三位四通电磁换向阀对于绞丝油缸，只要求它的转与停，不需要进行翻转，所以选用二位四通电磁换向阀，其最大流量为，能满足要求。如图所示图二位四通电磁换向阀溢流阀型溢流阀采用平衡锥阀式结构，它具有体积小重量轻结构简单工作可靠性能稳定维修方便和高压低噪音等特点，器作用主要是防止系统过载，保持泵和油路系统的安全及保持油路系统的压力恒定。选用型号公称压力，调压范围通径，额定流量。图溢流阀外观图单向阀的选用液控单向阀是允许油液向个方向流动，反向开启必须通过液压控制来实现的单向阀。本次设计采用液控单向阀，其反向永不开启，保证单向直进行。下图是选用的液控单向阀外观连接尺寸图单向阀外观图表单向阀规格查表取用型号，具体尺寸如上表所示。过滤器过滤器的功用是清除油液中的各种杂质，以免其划伤磨损甚至卡死有相对运动的零件，或堵塞零件上的小孔及缝隙，影响系统的正常工作，降低液压元件的寿命，甚至造成液压系统的故障。用过滤器对油液进行过滤是十分重要的。选用过滤器时主要考虑以下几个方面的要求过滤精度是首先考虑的项重要性能指标，它直接关系到液压系统中油液的清洁度等级。过滤器按过滤精度可以分为粗过滤器普通过电章系统设计方法及设计课题单片机应用系统的设计过程单片机及其嵌入式应用系统的设计和开发是以单片机为核心，配合定的外部电路及程序，从而实现特定测量及控制功能的应用系统。其中单片机的选型资源分配以及程序设计是整个系统设计的关键。般来说，个完整的单片机应用系统设计包括分析测控系统单片机选型硬件资源分配系统软件设计仿真测试并最终下载到实际硬件电路中脱机运行行。单片机开发的整个流程，如图所示。方案论证和硬件系统设计在进行单片机应用系统开发时，首先要对该测控系统进行可行性分析以及系统总统方案设计。可行性分析可行性分析主要是分析整个设计任务的可能性。系统总体方案设计当完成可行性分析后，便进入系统整体方案设计阶段。这里，主要结合国内外相关产品的技术参数和功能特性本系统的应用要求以及现有条件，来决定本设计所要实现的功能和技术指标。接着，制定合理的计划，编写设计任务书，从而完成该单片机应用系统的总体方案设计。本着遵循尽量采用新型单片机和大规模集成电路的原则，本课程设计选用公司的兼容单片机。它的特点是是个时钟执行条指令，因此它的实际运行速度比标准的高近倍。具有双数据指针，在同时需要采样和传送数据的场合特别有利于提高数据传输的速率。只需要根串口线，就能够完成程序的调试下载和烧录，可以方便用户的开发和产品的在线升级。系统软件设计•在整个单片机应用系统的总体方案及硬件分配定型后，便可以着手进入具体的设计阶段。这里，单片机的程序设计是关键，可以根据实际的需要来选择单片机设计语言及开发环境。在单片机程序设计时，主要需要从以下几点来考虑。•采用结构化的程序设计，将各个功能部件模块化，用子程序来实现，这样便于调试以及后续的移植修改等。•合理使用单片机的资源，包括定时器计数器中断等。•尽量采用执行速度快的指令，以充分发挥单片机的性能优势。•充分考虑软件运行时的状态，避免未处理的运行状态，否则程序运行时易出错，不受控制。•合理安排各个功能部件的时序，确保程序能正确执行。•程序中要尽量添加注释，提高程序的可读性。系统仿真调试设计检查印制电路板是否有短路和断路问题。检查元器件的质量和对元器件引脚进行处理。焊接硬件电路并调试。部分部分地调试单片机及其外围电路。般先调试单片机本身，如通过口线输出高低电平，通信等再调试片上外设，如串口定时器转换器等再调试或显示器等。在设计和调试好系统程序后，固化程序并将系统在模拟实际环境下运行，对系统进行各种实验任务用独立按键控制步进电机启停加减速正反转。实验目的了解步进电机的工作原理掌握步进电机的控制方法。硬件配置接通插针以驱动步进电机插针下面两脚接跳线帽，作为独立按键输入。开发板上的步进电机接口从上至下依次为,最后两脚为，使用时连接步进电机相应接口即可。实验盒的步进电机从右至左分别是步进电机程序中加了按键控制,左起第列从上往下数的第个按键为启动停止键,下完程序后要按下电机才会转动,再按次时电机就停止第二个为正反转键第三个为加速键第四个为减速键。程序设计利用开发板上的