基于AT89S52单片机的普通机床数控化改造_佘东

安徽建筑工业学院毕业设计 (论文)专业电子信息工程专业班级 02电子⑤班学生姓名学号课题直流数控恒流源设计指导教师2006年 6 月 5 日目录第一部分摘要与关键字---------------------------------------------3 第二部分正文----------------------------------------------------------4 一引言----------------------------------------------------------------4 二方案设计及论证--------------------------------------------------4 单片机应用系统设计方案----------------------------------------4电源模块设计方案-----------------------------------------------5恒流源模块设计方案---------------------------------------------5三系统原理及理论分析---------------------------------------------6 单片机应用系统组成---------------------------------------------6系统性能---------------------------------------------------------6恒流原理---------------------------------------------------------7 四硬件设计-----------------------------------------------------------8 单片机应用系统设计----------------------------------------------8 芯片选择及其性能介绍--------------------------------------8电路设计---------------------------------------------------11电源设计---------------------------------------------------------12 芯片选择及其性能介绍--------------------------------------12单片机及其外设工作电源-----------------------------------13大功率三极管及其电流源负载电源--------------------------14恒流源模块设计--------------------------------------------------15 芯片选择及其性能介绍--------------------------------------15压控电流源电路设计----------------------------------------16五软件设计------------------------------------------------------------18 主程序流程图-----------------------------------------------------18闭环比较子程序框图----------------------------------------------19 六性能测试----------------------------------------------------------20校准-------------------------------------------------------------21测量数据记录----------------------------------------------------21结论-------------------------------------------------------------22误差分析--------------------------------------------------------23七发挥与创新-------------------------------------------------------24八设计总结----------------------------------------------------------25第三部分谢辞---------------------------------------------------------26第四部分参考文献与附录-------------------------------------------27一参考文献-----------------------------------------------------------27二附录---------------------------------------------------------------28任务书----------------------------------------------------------18原理图英文资料翻译英文原文英文翻译摘要本系统以直流电流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，利用单片机所具有的智能测控特点，设计制作了基于单片机的“数控直流电流源”。

基于AT89S52的多功能数控电流源设计在现代科学研究和工业生产中，精度高、稳定性好的数控直流电流源得到了十分广泛的应用。

以往所采用的电流源多数是利用电位器进行调节，输出电流值无法实现精准步进。

有些电流源虽能够实现数控但是往往输出的电流值过小，且所设定的输出电流值是否准确不经测试无法确定，不够直观。

为此，结合单片机技术及V／I 变换电路，利用闭环反馈调整控制原理设计制作了一种新型的基于单片机控制的高精度数控直流电流源。

本系统以AT89S52 单片机为控制器，通过人机接口(按键和LCD 显示屏)来设置输出电流，设置步进等级1 mA，并可同时显示预设电流值和实际输出电流值。

本系统由按键设置输出电流值，经单片机计算后通过D／A 转换器(TLV5618)输出模拟信号，再经过V／I 转换电路转化成电流。

单片机通过A／D 转换器(MAX187)对采样电阻两端电压进行采样，经单片机处理，换算成电流值后显示在LCD 屏幕上，供用户参考。

实际测试结果表明，本系统输出电流可在20 mA～1 000 mA 范围内任意设定，精度±10mA，输出电流稳定，可应用于需要高稳定度、小功率恒流源的领域。

1 系统硬件结构1．1 系统原理本设计采用模拟闭环控制。

采用AT89S52 单片机作为主控制器，用D／A 转换器输出模拟电压信号，再经V／I 转换电路获得电流。

V／I 转换电路依据电流串联负反馈原理，由运算放大器和大功率三极管组成模拟闭环，使输出电流稳定。

本系统可分为3 个部分：电源部分、控制部分和V／I 转换部分。

电源不仅要提供±5V 和±12V 供控制部分和V／I 转换部分中的模拟器件使用，而且要提供大电压供V／I 转换部分使用，且要有大功率输出的能力；控制部分的作用是根据用户设置值输出相应的电压信号；V／I 转换部分的作用是把电压信号转化成相应的电流。

各部分之间的关系如图1 所示。

1．2 工作电源使用两个变压器。

数控直流稳压电源设计指导老师：（2006级电子信息工程专业）摘要：本系统以直流电压源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，，输出电压范围为0—，最大电流为5A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。

本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。

本系统有两部分组成:：单片机电路、D/A转换电路、放大电路、数据存储电路、稳压输出电路、键盘电路和显示电路。

软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。

实际测试结果表明，本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。

关键词：直流电压源单片机 D/A转换器运算控制CNC DC Power Supply DesignZhuyongjin Instructor: Zhangyucheng(2006 Electronic Information Engineering)Abstract：This system to dc voltage source as the core, mainly AT89S52 SCM, through the keyboard controller to install dc power supply output voltage, setting stepping class can output voltage, the range of V, the maximum current 330mA for, and can show the actual pipe by digital output voltage values. This system consists of microcontroller program output digital signal, through D/A converter (DAC0832) output analog amplifier, through isolating amplifier output power, control of base, with the power to change the passive tube voltage output of different voltage. This system Composed of two parts: hardware components and software components. Among, hardware components include: microcontroller circuit, D/A conversion circuit, amplifier, data storage circuit, Regulator output circuit，keyboard circuit and display circuit. Software components include: main program, operational control procedures, and each program results show that this system application in need of high stability of small power constant-voltage source fields.Key words：DC voltage source SCM D/A Converter Operational control1 绪论数控直流稳压电源系统概述随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

·测试与控制·机电产品开发与创新Development ＆Innovation of M achinery ＆E lectrical P roductsVol．22,No．6Nov ．,2009第22卷第6期2009年11月文章编号：1002－6673（2009）06－161－03收稿日期：2009－09－17作者简介：王海波（1983-），男，湖北武汉人，硕士研究生。

研究方向：机械设计与理论。

基于AT89S52单片机步进电机控制系统设计王海波，吴晓光，李沛，余祎琴（武汉科技学院机电工程学院，湖北武汉430073）0引言步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件，每当输入一个电脉冲时，它便转过一个固定的角度，脉冲持续的输入，电动机便不停的转动，它是数字控制系统中常用的执行元件。

随着步进电机的运行精度不断提升，控制方式的不断灵活化和多样化，步进电机在进给伺服系统中作为驱动元件得到了越来越广泛的应用。

1步进电机的控制（1）硬件系统设计。

控制系统框图如图1所示。

本仿真控制系统以C51windows 为编程环境，proteus 为软件平台，步进电机选用42BYGH404，驱动器选用SH2034D ，其配套电源为S-100-24，选用SP51仿真器；单片机选用AT89S52，如图2所示。

为了实现步进电机运行的可视准确化，图中8位共阳极数码管用于实时显示步进电机的角位移，正反转方向。

如图3所示。

（4×4）矩阵式键盘用于选择步进电机的控制方式，初步设定1为恒速运行，2为加速运行，3为减速运行，4为正反转运行，如图4所示。

（2）软件系统设计。

软件实现方法如图5所示，外摘要：论述了步进电机的工作原理，提出了一种以AT89S52单片机为基础的步进电机控制模块的设计方案，以Keil C51为编程环境，Proteus 为软件平台，所有控制方案均通过实验得以实现，为数控系统的智能化控制和提高步进电机控制系统的稳定性提供了途径。

基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统一、背景介绍在工业自动化控制中，直流电机的使用非常广泛。

为了满足生产需要，直流电机往往需要精确的调速控制。

而基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，能够进行精确的调速控制，能够满足不同领域生产的需求。

二、系统的工作原理基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，是通过单片机的输出比较器和计数器，生成PWM信号，对直流电机进行调速控制。

系统的工作流程如下： 1. 将单片机的一个IO口设置为输出端口，将PWM信号输出至直流电机控制器。

2. 单片机通过PWM的工作状态，实现对直流电机的调速控制。

3. 接收外部信号，如光电传感器等外部元件信号，与单片机实现互动控制。

三、系统的硬件结构基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，主要由以下硬件构成：1. 单片机：AT89S52单片机。

2. 驱动芯片：L293D电机驱动芯片，能够带动2个直流或步进电机。

3. 直流电机：具有恒定转速输出的直流电机。

4. 供电模块：通过电源模块将工作电压稳定输出，以保证整个系统的稳定性。

四、系统的软件设计在基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统中，需要进行相应的软件设计，以实现对硬件的完备控制。

### 1. 硬件方面的编写初始化单片机及端口、占用模式、管脚监听、中断响应等基本操作。

2. 软件方面的实现1.通过控制器计数器以及方波控制直流电机的执行速度。

2.利用定时器产生PWM波控制直流电机的状态。

3.通过IO控制输出、接收外部信号。

3. 控制程序的实现检测输出端口，通过输入数据产生PWM波，通过PWM波控制电离子的转速。

五、系统的应用场景基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，可广泛应用于以下场景： 1. 机床设备制造领域，能够对机床电机的转速进行精确控制。

2. 汽车制造领域，能够对汽车电动马达的转速进行精确控制，从而提升汽车驾驶体验。

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)邕江大学毕业设计说明书（论文）设计题目基于AT89S52+单片机数控直流稳压电源专题部分数控直流稳压电源院（系）工学院专业与学制应用电子技术（三年）班别10应电日期2012年1月15日摘要本系统以 AT89S52 单片机作为系统的核心，由DA数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。

该系统实现了输出电压：范围 1 ～＋15 V，步进0.1V，纹波不大于10mV；输出电流：1A以上；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。

输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。

关键词：AT89S52单片机, 数控电源, DA,直流电源目录摘要 (Ⅱ)一引言 (2)二设计要求 (2)三方案论证 (2)（一）DA数字模拟转换模块 (3)（二）可调稳压芯片 (3)（三）按键控制模块 (4)（四）显示模块 (4)四设计原理 (4)（一）单片机模块 (4)1 单片机介绍 (5)2 单片机外围电路介绍 (6)（二）DA模块 (7)1 DA电路简介 (7)2 DAC0832及其外围电路 (8)3 DA 转换的计算 (9)（三）LED数码管显示模块 (11)1 数码管显示简介 (11)2 数码管编码表 (12)（四）直流电源 (13)1直流供电电源制作原理 (13)2 输出电源工作原理 (14)五软件部分 (15)（一）开发工具介绍 (15)（二）程序框图: (16)六仿真结果数据分析 (16)七结束语 (17)参考文献 (18)附录一：电路图 (19)附录二：源程序 (20)一引言在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值得电源。

65中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.05 （上）1 数控化改造主要功能及主要参数针对C6132A1普通车床目前现状，对其进行如下数控化改造，具体表现在：（1）在原来的普通车床进行机械改造，用数控刀架代替原来的手动刀架，拆掉小拖板。

（2）换上滚珠丝杠螺母副，拆掉普通车床进给箱和溜板箱，以及拆掉丝杆、光杆。

（3）为了能加工不同螺距的螺纹，在主轴后端用波纹管连接一个光电编码器。

（4） 根据设备使用要求，选择滚珠丝杠和驱动电机，选择设计好的系统配置和控制系统，实现Z 向、X 向的进给伺服运动控制及其行程控制。

CA6132A1普通车床控制系统设计主要参数。

设计参数如下。

（1）加工工件范围：加工直径0～320mm，长度0～400mm。

（2）切削进给速度：0～0.4m/min。

（3）脉冲当量：纵向（Z 轴）或横向（X 轴）方向0.01mm。

（4）步进电动机：110BF02。

（5）坐标开环控制系统X、Z 可实现两两坐标联动。

2 数控化机械改造设计经过数控化改造设计，确定的CA6132A1普通车床改造的总体方案如图1所示，保留原车床主轴箱的A 手柄和B 手柄调节转速部分功能。

以8031单片机组成微机作为数控装置的核心，经齿轮减速后带动滚珠丝杆转动，由I/O 接口、软件环节分配器，使功率放大控制步进电机转动。

采用步进电机驱动车床的Z向和X 向进给运动，从而实现普通车床的Z 向、X 向进给运动。

刀架改用数控自动转位刀架实现由微机控制的经电动机驱动的自动控制。

主轴是靠同步齿轮带使脉冲发生器同步旋转，分别发出两路信号，需要安装主轴脉冲发生器，以实现切削螺纹的功能。

图1 CA6132A1普通车床数控化改造图2.1 主传动机构改装C6132A1 主传动机构改造。

原来主轴箱内的背轮机构保留，取消原变速箱。

为提高机床的自动化程度，将主电机改装为四速异步电机，从而实现在加工过程中自动变速。

基于单片机AT89S52的多功能数字钟设计摘要：多功能数字钟的系统采用AT89S52单片机作为控制系统的核心，模型采用单片机作为主控制器，设计与实现基于单片机的数字钟。

主要讨论了它从软件上实现的过程，流程图的设定，电路图的绘制，重点在单片机特有的定时中断方式，在最后富有采用中断方式实现的数字钟的源程序。

由于该系统具有时间显示、闹钟等完整功能，有很高的利用价值。

关键字：AT89S52、74LS245、数字钟1、引言：数字钟是采用数字电路实现对时分秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、办公室等公共场所，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体与振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，这些的实现都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

2、硬件系统设计：系统基于AT89S52单片机基本系统，使用了2个四位数码管显示、译码器、ISP下载等接口。

该系统的设计框图，如下：图1 数字电子钟系统的设计框图3、任务及功能要求设计制作一个新型可编程数字电子钟，能够设定时间，要求能用LED显示，同时具有闹钟功能，可以设定闹铃时间。

当电子钟到达设定的时间时，闹钟响起。

4、系统硬件电路设计系统硬件电路组成：主控制器AT89S52、译码器74LS245、显示电路、蜂鸣器、ISP接口和电源部分。

4．1主控制器单片机AT89S52AT89S52 8位单片机是MSC-51®系列产品的升级版，有世界著名半导体公司ATMEL在购买MSC-51®设计结构后，利用自身优势技术——（掉电不丢数据）闪存生产技术对旧技术进行改进和扩展，同时使用新的半导体生产工艺，最终得到成型产品。

与此同时，世界上其他的著名公司也通过基本的51内核，结合公司自身技术进行改进生产，推广一批如51F020等高性能单片机。

AT89S52片内集成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展。