（毕业设计全套）拉伸试验机数控改造设计（打包下载）

通常采用译码器，输入端占用根高位地址线，剩余的根地址线可作为片内地址线，因此译码器的根输出线分别对应个字节的地址空间。

口扩展电路设计单片机虽有四个位并行口，但可供用户使用的只有口及部分口，因此在大部分应用系统中都不可避免地要进行口的扩展。

目前在口扩展电路设计中多采用通用可编程接口芯片或，它与微机接口比较简单。

引脚及说明具有条引脚的双列直插式扩展器，含有个字节的存储器，个位两个位可编程口，个位可编程的定时器，计数器，其引脚及功能见附图所示。

其可寻址的寄存器相应口编址如表。

工作方式的设定口工作方式选择通过对内部命令寄存器设定命令控制字实现。

状态查询还有个状态寄存器，用于锁存口和定时器的当前状态，共查询用。

状态寄存器和命令寄存器供用个地址，命令寄存器只能写入不能读出而状态寄存器只能读出不能写入，所以当读该地址时，作为状态寄存器，读出的是当前口和定时器的状态，而写读地址时则作为命令寄存器对口工作方式的选择。

定时功能片内有个位减法计数器，可对输入脉冲进行减法计数，引脚为定时器时钟输入，由外部输入时钟脉冲，为定时器输出，当计数为零时，输出端输出个矩形波或脉冲信号。

与的连接方法与连接可归结为三总线的连接。

方法如下的地址锁存器信号控制线和地址锁存器直接接地址，数据线与口线对应地相连接，的与的相连，高位地址的经反相器后提供的片选信号，控制端通过电阻接高电平，故只能选中口，其它读写信号也都对应相连，的地址可由前面存储器扩展时统安排。

可编程外围并行接口芯片引脚具有个位的并行口，分别称为口，其中口又分为高位口和低位口。

它们都可以通过软件编程来改变口的工作方式。

其引脚的功能说明如下片选信号低电平有效端口选择信号读信号低电平有效写信号低电平有效复位信号高电平有效时，控制寄存器被清除，各端口被置或转入方式。

口地电源与单片机相连接方法与单片机相连接是很简单的。

除了需要个位锁存器来锁存口送出的地址信号外，几乎不用任何附加的硬件。

的分别于的相连，的接的口，采用线选法寻址，只要为的地址都可选中。

键盘显示接口电路片选信号低电平有效键盘显示器是常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示，通常的系统都采用行列式键盘，即口线组成行列机构，按键设置在行列的交点上，键盘的工作过程无键按下时口引线由电路内附加电阻止拉至高电平。

口的条列线按定时间间隔轮流送出低电平。

当被扫描到列线上有键按下时，交叉点上相应的行线被拉成低电平。

这个低电平信号被口捕捉后，计算机读取信息，并根据此键对应的行列线计算键值，完成键的扫描工作。

系统中使用的显示器主要有发光二极管和液晶显示器为了方便显示图形也有用接口显示方式的系统。

显示器也采用扫描方式。

由口送出的八段码，只有公共端为低时，这位显示块才能显示出字形，通过驱动器分别接至各的公共端，计算机轮流对根线输出低电平。

可在个显示器上显示出不同的数字。

从而实现扫描显示工作。

键盘与显示共用的口进行控制，在进行键盘巡回扫描时必须先关显示，必须经过软件协调处理后才能达到预期的效果。

.驱动电路的设计为了把试验机上发出的多路模拟信号采集下来，并加以测试控制驱动伺服电机，具体的设计如下由被测试件上的压力传感器，把从被控制对象取得的非电量如力等现场信号转换成电量，经过动态应变仪放大变成标称的电压信号或电流信号，经过个多路开关，把多个模拟量的参数逐个份似的接通送入转换器在模数转换过程中，用个采样保持器，保持输入信号的数字量，经过口送至，进行运算和处理后，将结果数字量经过转换成电压或电流信号，经过两级功放驱动伺服电机，实现整个璧还控制的目的。

.传感器的选择增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲和相两组脉冲相位差，从而可方便地判断出旋转方向，而相为每转个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

光电编码器是种角度角速度检测装置，它将输入给轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小，精度高，工作可靠，接口数字化等优点。

拉力传感器的选择拉力传感器的种类很多，有应变片式压阻式等。

在这里采用应变片式传感器，其应变计机构是，电阻应变计粘贴在金属弹性体上，作为力转换为应变的功能元件。

它通过粘贴在谈星体表面的电阻应变计及其以定方式组成的电桥电路，在外加电源的激励实现力应变电阻变化，电信号变化的四个转换环节的种传感器。

用于力垂直方向的拉力和压力，空间力六个分量中任何个单独分量力和力矩的测量。

使电路同时输出六个与被测量有定线形关系的电路。

图.应变传感器电路.其它辅助电路的设计单片机的时钟电路的时钟电路可以由两种方式产生内部方式和外部方式，内部方式利用芯片振荡电路，在引脚上外接定时元件，晶体可在.内选择，耦合电容在之间，对时钟有微调作用。

采用外部时钟方式，可把接地接外部时钟源。

图.时钟电路复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现的。

在时钟电路工作后，只要在引脚上出现以上的高电平，单片机便实现状态复位，之后从单元开始执行程序。

图.复位电路表.第五章系统控制软件的设计.系统软件设计包含内容本设计试验机系统是按照事先编好的控制程序来实现各种控制功能的，按照功能可将系统控制软件分为以下几个部分系统管理程序管理程序是控制系统软件中实现系统协调工作的主体软件。

从操作角度来看，管理程序的功能是接收操作者的命令执行命令从命令处理程序返回到管理程序接收命令的环节，使系统处于新的等待操作状态。

控制子程序根据操作者的命令，控制伺服电机的速度及方向以达到控制拉伸试验机拉伸试验。

测试子程序通过软件对测试试件的拉伸程度及各种性能进行测试，其中包括移动部件的移动急停处理，系统故障诊断，查错的功能。

键盘操作和显示处理程序本程序的功能包括监视键盘操作，显示加工程序，机床工作状态操作命令等信息。

.软件的设计说明及程序清单系统控制软件是根据设计要求，进行的总体方案设计，具体程序如下初始化程序段，命令寄存器地址，控制字并写入命令寄存器，显示子程序，为显示缓冲区指针，为显示数位指针，扫描模式送，指向的口，扫描位指向的口，取要显示的数，加上到字形表的偏移量，取字形码，查表，字形输出至口，迟以充分显示，所有位都扫描过是，返回。

显示字形编码表“，”“，”“，空格，”键盘扫描子程序，调用显示子程序，扫描全键盘是，显示字程序延时，并去抖动为列位寄存器为行值寄存器为列扫描寄存器先扫描最右列，送列键值所有列都扫描过否，继续扫描下列，计算键值，找到按下的键等键释放及去抖动，计算键值指向口口，以上只是列出了显示子程序和键盘扫描子程序，而在主程序中为了显示数据，需要把每个字节用屏蔽移位等方法，分离成半个字节后送入显示缓冲区单元，才能调用显示子程序将其显示出来。

在调用键盘扫描子程序后，要对键值进行判别，对数字键和命令键作相应的处理，具体应看设计软件部分。

程序框图如下程序框图第六章设计总结伴随着几个课程设计的顺利通过，我们又迎来了最后的毕业设计。

对于此次毕业设计，无论从思想上，精神上等各方面均投入了全部的力量。

从而真正的体会到了机械设计的重要。

本次毕业设计的题目是拉伸试验机系统改造。

主要任务是在旧的拉伸试验机的基础上进行改造，采用数字控制方式，进行拉伸试验，这样既减少了工作人员的工作量，又可以更加精确的完成试验任务。

毕业设计与课程设计有些不同，多了调研及概述等。

但大多数的还是样的。

这次是我第次如此完整的完成设计任务。

因最开始的简单的几个技术条件参数逐级推算不断地翻阅各种手册，进行艰难的计算选择。

万事开头难，这句话是完全正确的，本次设计就只是因为个力学分析没有弄清楚，就足足的使我工作进程耽误了个多星期。

所以说，对于每个机械专业的设计人员，必须对本专业的各个问题都准确清楚的掌握，并且要有足够的耐心来查阅各种资料，来补充自己的不足。

对于每个细节，看起来是很简单的，但也必须经过理论上的论据准确地计算校核。

否则，不可避免的错误就会随之产生，而这个小小的错误，可能就会导致重大的安全事故。

所以我们必须严谨的对待现在及以后的工作中遇到的每个问题，不能疏忽，认真研究，努力做到最好。

在本次设计结束之时，我更要感谢老师们和同学的帮助，特别是李任江老师的悉心指导。

他让我看到了个真正的机械人，我会努力去研究本专业，尽自己最大的力量走好每步。

参考书目.张志良主编，单片机原理与控制技术北京机械工业出版社，.吴宗泽主编，机械设计手册上下北京机械工业出版社，.刘刚邵敏权主编，单片机原理实验及应用技术吉林科学出版社，.濮良贵纪名刚主编，机械设计第七版高等教育出版社，.潘新民王燕芳主编，微型计算机控制技术高等教育出版社，.郑堤唐可洪主编，机电体化设计基础高等教育出版社，.王文斌主编，机械设计手册第五卷机械工业出版社，.成大光主编，机械设计手册机械传动化学工业出版社，.祝守新主编控制工程基础机械工业出版社，.浦林祥，夹具设计手册第版机械工业出版社，