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机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以代替人工完成各种工作的智能设备，其控制系统设计是机械臂正常运行的关键。
良好的控制系统设计可以使机械臂实现精准的动作和高效的工作，提高生产效率和质量。
本文将从机械臂的运动控制、传感器系统和用户界面设计三个方面来讨论机械臂的控制系统设计。
一、机械臂的运动控制1.1 机械臂的运动方式机械臂的运动方式通常包括旋转运动和直线运动两种。
旋转运动包括关节轴的旋转，而直线运动包括伸缩臂的伸缩和升降臂的升降。
在控制系统设计中，需要对机械臂的运动方式进行合理的分析和设计，确定机械臂的关节轴数目和运动范围，以及运动的速度和加速度等参数。
1.2 运动控制算法针对机械臂的不同运动方式，需要设计相应的运动控制算法。
对于关节轴的旋转运动，通常采用PID控制算法；对于伸缩臂和升降臂的直线运动，可以采用电机控制算法来实现。
在运动控制算法的设计中，需要考虑机械臂的运动平滑性、速度和位置的精度等因素。
1.3 运动控制系统的硬件设计在机械臂的运动控制系统中，需要使用电机和传动装置来实现机械臂的运动。
对于不同的运动方式，可以选择不同类型的电机和传动装置，如步进电机、直流电机、伺服电机等。
还需要设计相应的传感器和反馈装置，用于检测机械臂的运动状态和位置，并对其进行闭环控制。
二、机械臂的传感器系统2.1 位置传感器机械臂的运动控制需要实时监测机械臂的位置，因此需要设计相应的位置传感器系统。
常用的位置传感器包括编码器、光电开关和激光测距传感器等。
这些传感器可以实时检测机械臂的位置，并将数据传输给控制系统，用于实现机械臂的闭环控制。
对于需要实现力反馈的机械臂，还需要设计相应的力传感器系统。
力传感器可以实时监测机械臂在工作过程中的受力情况，以便对机械臂的工作力度进行调节。
三、机械臂的用户界面设计3.1 操作界面设计机械臂的操作界面是机械臂控制系统的重要组成部分，它直接影响着用户对机械臂的操作体验。
操作界面需要设计直观、简单易用的人机交互界面，提供包括运动控制、参数设置、故障诊断等功能的操作按钮和指示灯。
机器人工程中的机械臂运动控制技巧机械臂是机器人系统中重要的一部分，广泛应用于工业生产、医疗辅助、军事领域等。
机械臂的运动控制是实现机械臂精确、高效运动的关键技术。
本文将介绍机器人工程中的机械臂运动控制技巧。
1. 坐标系和坐标转换机械臂的运动控制涉及到坐标系的定义和转换。
常见的坐标系有笛卡尔坐标系、极坐标系和关节坐标系等。
在机械臂运动控制中，需要定义工件坐标系和机械臂基坐标系，并进行坐标转换。
工件坐标系是指机械臂需要完成任务的目标位置坐标系，通常以工件为中心建立。
机械臂基坐标系是指机械臂的参考坐标系，通常以机械臂基座为中心建立。
通过坐标转换，可以将工件坐标系的位置和姿态信息转换到机械臂基坐标系下进行运动控制。
2. 逆运动学逆运动学是机械臂运动控制中的重要问题之一。
给定机械臂末端的目标位置和姿态信息，逆运动学可以计算出机械臂关节的位置和角度。
逆运动学问题通常是一个多解问题，需要根据实际情况和任务需求选择最优解。
解决逆运动学问题的方法有很多，包括解析解法、数值解法和近似解法等。
解析解法适用于特定类型的机械臂，通过数学公式直接计算逆运动学解。
数值解法使用数值优化方法，通过迭代计算逆运动学解。
近似解法利用几何关系和几何约束，通过求解一系列近似等式，得到逆运动学解。
3. 基于力的运动控制基于力的运动控制是机器人工程中的重要研究方向之一。
通过传感器检测机械臂和工件之间的力和力矩信息，可以实现力的感知和控制。
基于力的运动控制可以解决机械臂在力接触、装配和协作操作中的精确控制问题。
基于力的运动控制包括力控制、力矩控制和力/力矩双控制等。
力控制是控制机械臂施加给工件的力大小，实现力的精确控制。
力矩控制是控制机械臂施加给工件的力矩大小，实现力矩的精确控制。
力/力矩双控制是同时控制机械臂施加给工件的力和力矩大小，实现更加精确的控制。
4. 路径规划路径规划是机器人工程中的核心问题之一。
通过路径规划，可以确定机械臂从起始位置到目标位置的最优路径，实现机械臂的高效运动控制。
机械臂控制原理
机械臂控制原理是指控制机械臂进行一系列动作的方法和技术。
其基本原理是通过电脑或其他交互设备发出指令，由控制器将指令转
化为机械臂各关节的运动，从而实现机械臂的自动化控制。
机械臂控
制一般分为以下几种类型：
1. 直接控制：机械臂与控制器之间没有任何传感器或反馈机制，
通过电脑或其他交互设备直接控制机械臂的运动。
2. 位置控制：机械臂上装有位置传感器，通过实时检测机械臂的
位置状态，控制器可以计算出各关节应当转动的角度，从而实现机械
臂运动的精准控制。
3. 力控制：机械臂上装有力传感器，通过实时检测机械臂与被操
作物体之间的力量情况，控制器可以计算出应施加的力量和压力大小，从而实现机械臂的力量控制。
4. 跟踪控制：机械臂根据预设的轨迹或目标，通过视觉传感器或
其他跟踪设备实时监测工作环境的变化，从而控制机械臂的运动，实
现准确的目标跟踪和定位。
在实际应用中，机械臂控制原理需要结合实际场景和工作要求进
行具体应用。
随着人工智能和物联网技术的不断发展，机械臂控制原
理也将不断完善和发展。
机械臂的控制方法
那家伙就像一只超级灵活的钢铁手臂！想象一下，它能精准地完成各种任务，简直太酷了！
机械臂的控制方法其实并不复杂。
首先，你得有一个清晰的指令输入，就像给一个聪明的小伙伴下达任务一样。
确定好要执行的动作和目标位置，这可不能马虎，不然机械臂可能会乱了阵脚。
然后，通过编程或者操作界面，把指令传达给机械臂。
它就会像接到命令的士兵，迅速行动起来。
在控制机械臂的过程中，安全性那是超级重要的！这可不是闹着玩的，要是出了问题，那可不得了。
所以，一定要确保机械臂周围没有障碍物，不然它可能会撞到东西，那可就悲剧了。
还要检查各种传感器是否正常工作，就像给机械臂装上了敏锐的眼睛和耳朵，随时察觉周围的情况。
稳定性也不能忽视，要是机械臂摇摇晃晃的，怎么能好好工作呢？就像一个站不稳的人，啥也干不好。
机械臂的应用场景那可多了去了。
在工厂里，它可以代替工人完成重复性的、高强度的工作，难道不是很棒吗？提高生产效率，还能减少人工误差。
在医疗领域，机械臂可以进行微创手术，精准得让人惊叹！就像一个超级厉害的医生助手。
在科研领域，机械臂可以进行复杂的实验操作，为科学家们打开新的大门。
比如说，在汽车制造工厂里，机械臂就像一群勤劳的小蜜蜂，忙碌地组装着汽车零件。
速度快得让人咋舌，质量也非常可靠。
这就是机械臂的实际应用效果，厉害吧？
机械臂就是这么牛！它能让我们的生活和工作变得更加高效、精准。
相信在未来，机械臂会发挥更大的作用，给我们带来更多的惊喜！。
机械臂的运动控制涉及到对机械臂关节的精确控制，以实现所需的运动轨迹和动作。
以下是机械臂运动控制的一些基本概念：
关节角度控制：机械臂通常由多个关节组成，每个关节可以通过控制关节角度来实现运动。
关节角度控制是最常见和基本的机械臂运动控制方法。
轨迹规划：机械臂的轨迹规划涉及到确定机械臂末端执行器的运动路径。
通过规划合适的轨迹，机械臂可以在空间中实现所需的运动。
位置控制：位置控制是指控制机械臂末端执行器的准确位置。
通过控制关节角度或末端执行器的位置，可以将机械臂定位到目标位置。
姿态控制：姿态控制是指控制机械臂末端执行器的姿态或朝向。
通过控制关节角度或末端执行器的姿态，可以调整机械臂末端执行器的朝向。
力控制：力控制是指控制机械臂在执行任务时施加的力或力矩。
通过力传感器或力矩传感器的反馈，可以实现对机械臂的力控制，使其能够适应不同的力需求。
跟踪控制：跟踪控制是指使机械臂能够按照给定的参考轨迹或参考位置进行精确跟踪。
通过实时反馈和控制算法，机械臂可以实现对参考轨迹或位置的准确跟踪。
这些概念是机械臂运动控制中的基本要素，不同的机械臂系统和应用场景可能会使用不同的控制方法和算法来实现所需的运动。
在实际应用中，还需要考虑到机械臂的动力学特性、运动范围限制、碰撞检测和安全措施等因素，以确保机械臂的运动控制安全可靠。
机械臂控制原理机械臂是一种能够模拟人手臂动作的机械装置，广泛应用于工业生产、医疗手术、物流搬运等领域。
机械臂的控制原理是指如何通过控制系统来实现机械臂的运动和动作，下面将详细介绍机械臂控制的原理和方法。
首先，机械臂的控制原理包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是指控制机械臂末端执行器的位置，使其达到期望的位置。
速度控制是指控制机械臂的末端执行器的运动速度，以实现精准的动作。
力控制是指控制机械臂的末端执行器的受力情况，以保证机械臂在操作过程中不会对物体造成损坏。
其次，机械臂的控制方法主要包括开环控制和闭环控制。
开环控制是指根据预先设定的运动轨迹和速度来控制机械臂的运动，但无法对实际运动情况进行反馈调整。
闭环控制是指通过传感器实时监测机械臂的运动情况，并将反馈信息送回控制系统进行调整，以实现精准的控制。
此外，机械臂的控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和通信模块。
传感器用于监测机械臂的位置、速度和力信息，执行器用于驱动机械臂的运动，控制器用于处理传感器反馈信息并生成控制指令，通信模块用于与外部设备进行数据交换和控制指令传输。
最后，机械臂的控制原理还涉及运动学和动力学建模。
运动学建模是指根据机械臂的结构和关节参数推导出机械臂末端执行器的位置和姿态，动力学建模是指根据机械臂的质量、惯性和关节驱动力矩推导出机械臂的运动方程。
这些模型为机械臂的控制系统设计提供了重要的理论基础。
总之，机械臂的控制原理涉及位置控制、速度控制和力控制，控制方法包括开环控制和闭环控制，控制系统包括传感器、执行器、控制器和通信模块，同时还需要进行运动学和动力学建模。
通过对机械臂控制原理的深入理解，可以更好地设计和实现机械臂的控制系统，满足不同应用场景的需求。
机器人机械臂控制的说明书一、概述机器人机械臂是一种用于自动化生产线的重要设备，具有精准、高效、可编程等特点。
本说明书旨在详细介绍机器人机械臂的控制方法和操作步骤。
二、硬件配置1. 控制器：机器人机械臂配备先进的控制器，包含主控板、电源模块、通信模块等。
2. 传感器：机械臂内置多种传感器，如位置传感器、力传感器等，用于实时监测机械臂的状态和变化。
3. 电动机：机械臂采用高性能电动机驱动，确保运动的平稳和精确性。
三、控制方法1. 连接设备：首先，将控制器与电源连接，并确保电源正常供电。
随后，通过通信模块将控制器与计算机或远程服务器相连。
2. 软件安装：在计算机或远程服务器上安装相应的机械臂控制软件。
根据软件安装向导进行操作，确保软件正确安装并与控制器正常通信。
3. 连接传感器：按照说明书中的示意图，正确连接机械臂上的传感器，确保传感器与控制器之间的连接稳定。
4. 运动规划：使用控制软件，通过界面操作设定机械臂的运动规划，包括起始位置、目标位置、运动速度等参数。
根据工作需求，设定合适的路径规划算法，确保机械臂运动的高效和安全。
5. 运动控制：通过控制软件发送指令，控制机械臂的运动。
根据设定的运动规划，机械臂将按照指令进行相应的动作。
6. 监测与反馈：通过传感器采集机械臂的实时状态，并实时反馈给控制软件。
根据反馈信息，实时调整控制指令，确保机械臂的运动精准和稳定。
四、操作步骤1. 启动控制器：将电源接通，并按下控制器上的启动按钮，等待控制器自检完成。
2. 软件登录：在计算机或远程服务器上打开机械臂控制软件，输入登录信息，并与控制器建立连接。
3. 运动规划：在软件界面上设置机械臂的运动规划，包括起始位置、目标位置和运动速度等参数。
确认规划无误后，点击确认按钮。
4. 运动控制：在软件界面上点击运动控制按钮，控制软件将发送指令给机械臂，指导其按照设定的规划进行运动。
5. 监测与调整：在运动过程中，通过软件界面实时监测机械臂的状态和运动轨迹。
机械臂控制原理《机械臂控制原理》一、基本概念机械臂控制原理是控制工程的一个基本概念，它是指在控制系统中，对机械臂的运动、位置和姿态进行控制的一组原理。
在工业自动控制领域，机械臂控制作为一种技术，为机械臂的高精度运动提供了一种有效的解决方案。
机械臂控制原理应用广泛，包括精密机械加工、手术机器人、空中机器人、穿透式激光焊接系统、微型机器人、核心部件检测系统等。
二、基本原理机械臂控制原理根据机械臂结构分为两类：结构自由度高的基于空间变换的控制原理和结构自由度低的基于关节运动的控制原理。
1、基于空间变换的控制原理基于空间变换的控制原理是一种基于机械臂空间位置的运动控制原理，它将复杂的六自由度的空间运动转换为机械臂的空间变换表示，以期控制机械臂到达指定的位置。
主要包括六自由度机械臂的位置控制和姿态控制。
a) 六自由度机械臂的位置控制六自由度机械臂的位置控制，是指通过控制机械臂的空间位置，让机械臂去到指定的位置，完成工件操作。
这种位置控制通常使用空间位置传感器，检测机械臂的实时位置，并且通过控制算法使机械臂达到预定位置。
b) 六自由度机械臂的姿态控制六自由度机械臂的姿态控制，是指通过控制机械臂的空间姿态，让机械臂做出预定的姿态动作，完成工件操作。
姿态控制常使用空间姿态传感器，检测机械臂的实时姿态，并通过控制算法使机械臂达到预定姿态。
2、基于关节运动的控制原理基于关节运动的控制原理是一种基于关节的运动控制原理，它将机械臂的复杂空间运动分解为每个关节的运动，以期控制机械臂到达指定的位置。
在关节运动控制中，要求关节的精确控制，通常使用位置或速度传感器，检测关节的实时位置或速度，再根据控制算法使关节达到预定位置或速度。
三、机械臂控制技术机械臂控制技术是指各种机械臂控制算法和方法，这些技术主要包括以下几种：1、运动控制技术运动控制技术是指用于控制机械臂运动的技术，包括位置控制、速度控制、加速度控制、力矩控制等。
2、多自由度运动规划技术多自由度运动规划技术是指在机器人系统中，为了完成基于多自由度运动的控制任务，采用的数学模型与方法，其中包括轨迹规划、路径规划和六自由度规划等。
机械臂控制系统设计与实现近年来，随着制造业的不断发展，机器人技术也得到了快速发展和广泛应用。
机械臂作为一种重要的机器人形式，其控制系统设计和实现同样具有重要意义。
本文将从机械臂控制系统的基本结构入手，探讨机械臂控制系统的设计与实现过程。
一、机械臂控制系统基本结构机械臂控制系统主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件包括机械臂的机械结构和电气控制系统，软件则包括机械臂运动控制程序和人机交互界面等几个方面。
机械臂的机械结构是机械臂控制系统最基本的组成部分之一，其主要由手臂主体、关节、驱动器、传感器、执行器等部分构成。
手臂主体主要负责机械臂的承载和基础运动。
关节是连接相邻手臂的部件，其控制机械臂运动的方向以及角度大小。
驱动器则是用于驱动机械臂运动的电子部件，其可以根据控制信号改变输出的功率与速度。
传感器则是用于感应机械臂本身或外部环境的电子元器件，包括位置传感器、力传感器等。
执行器则是根据控制信号，将机械臂运动控制指令转换成机械执行动作的装置。
机械臂控制系统的电气控制部分，则主要由底层硬件电路、工业控制器和人机交互屏幕等组成。
底层硬件电路一般是机械臂各种电气元件的组成，包括电机、电容、电阻、开关等元件。
工业控制器主要负责机器人的自动化控制，是整个系统的“大脑”。
人机交互屏幕则是机械臂控制系统与操作人员之间的接口，通过其可以对机械臂执行动作进行控制，或获取机械臂的运动状态等信息。
机械臂控制系统的运动控制程序是通过工业控制器上的编程实现的，其可以控制机械臂实现各种精准运动轨迹，为机械臂的自动化控制打下坚实的基础。
此外，人机交互界面也是机械臂控制系统设计和实现中的重点之一，其需要通过易用性良好的图形界面，将复杂的机械臂运动算法简化成操作简单的指令，以降低机械臂操作的难度和工作复杂度。
二、机械臂控制系统的设计与实现1. 机械结构设计在机械臂控制系统的设计中，机械结构的设计是至关重要的。
其需要根据机械臂的工作环境和工作重载等因素进行统筹考虑，以确保机械臂在工作时能具备足够的可靠性和稳定性。
江西理工大学应用科学学院微机控制课程设计报告设计题目：机械手控制(继电器+发光二极管)设计者：学号：班级：指导老师：完成时间：2012/7/6摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，满足现代经济发展的要求。
机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。
文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了四自由度机械手的设计理论与方法。
本设计以51 单片机为核心，利用继电器控制电机正转，反转和停止。
本机械手的执行机构主要由四台电机组成，分别控制机械臂的X轴伸缩、Z 轴升降、底盘、腕回转功能。
动作模式有两种：自动模式，手动模式。
单片机驱动继电器，继电器动作由发光二极管指示（二极管代表各电机）。
【关键词】：四自由度机械手， 51 单片机，直流电机，继电器，发光二极管.目录摘要 (2)目录 (3)1 绪论 (1)1.1 机械手概述 (1)1.2 设计要求及设计内容 (3)1.2 此次设计研究的主要内容应解决的问题 (3)2 设计方案 (5)2.1用户板抄板步骤及过程 (5)2.1.1原理图绘制说明 (5)2.2 户板检测步骤及过程 (7)2.4 各部分电路介绍 (7)2.4.1 51单片机系统板电路介绍 (7)2.4.2 机械手控制电路介绍 (9)2.4.3 主要器件介绍 (12)3 系统程序设计 (14)3.1、程序流程图 (14)3.2、程序设计 (15)3.3、电路总图 (19)总结 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)附录1：元件清单 (24)附录2：硬件原理图: (25)附录3：程序清单 (26)1 绪论1.1 机械手概述机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的，机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。
机械手是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
机械手具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机械手称为专用机械手，而把工业机械手称为通用机械手。
简而言之，机械手就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机械手一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机械手。
它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机械手，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。
这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。
除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机械手以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机械手中使用最多的一种结构形式。
要机械手像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了运动的机械手的性能。
一般而言，机械手通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图1-1所示：图1-1 机械手的一般组成对于现代智能机械手而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。
目前研究主要集中在赋予机械手“眼睛”，使它能识别物体和躲避障碍物，以及机械手的触觉装置。
机器人的这些组成部分并不是各自独立的，或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成一个机械手的。
要实现机械手所期望实现的功能，机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。
它们之间的相互关系如图1-2 所示。
图1-2机械手的机械系统主要由执行机构和驱动－传动系统组成。
执行机构是机械手赖以完成工作任务的实体，通常由连杆和关节组成，由驱动－传动系统提供动力，按控制系统的要求完成工作任务。
驱动－传动系统主要包括驱动机构和传动系统。
驱动机构提供机械手各关节所需要的动力，传动系统则将驱动力转换为满足机械手各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。
有的文献则把机械手分为机械系统、驱动系统和控制系统三大部分。
其中的机械系统又叫操作机(Manipulator)，相当于本文中的执行机构部分。
1.2 设计要求及设计内容机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工作或操纵工具的自动化装置。
四自由度机械手的结构及运动四自由度机械手为圆柱坐标型，可实现X轴伸缩、Z轴升降、底盘、腕回转功能。
驱动全部采用步进电机控制，夹爪采用气动方式控制。
具体要求如下：控制4个关节的机械手动作。
动作模式有两种：自动模式，手动模式。
单片机驱动继电器，继电器动作由发光二极管指示（二极管代表各电机）1.2 此次设计研究的主要内容应解决的问题1)继电器对直流电机的控制：如何解决由继电器对电机的正反转控制和电机的停转。
2）单片机对继电器的控制：如何由单片机实现对继电器的通断处理，由继电器的通断实现对直流电机的控制。
3）系统在手动模式下的按键设计，这里采用基于单片机的按键设计，实现对电机的控制。
4）继电器控制电机，自然要由按键实现对继电器的控制，在自动模式的基础上，设计按键对继电器的控制，实现对电机的控制，从而达到控制机械手的目的。
5）自动模式和手动模式的切换，使用按键来实现。
6）单片机程序的设计，自动模式和手动模式的自由切换程序，自动模式下的I/O 实现对继电器的控制，手动模式下的按键I/O口对继电器控制I/O口的输出控制。
7）检测与调试电路实现所有模块的功能。
达到控制目的。
2 设计方案2.1用户板抄板步骤及过程1）仔细观察用户板，了解用户板的大致结构与布局。
2）准备纸笔，绘制用户板用户板各个模块的线路草图，了解每个模块的功能，在此过程中使用万能表检测每条线路的通断，将所有元件的连接电路绘制出来。
同时检测元件是否完好。
3）用Proteus软件绘制用户板的原理图，进一步了解系统的控制原理，由继电器对发光二极管的亮灭的控制代替机械手的执行机构。
掌握单片机对继电器的控制方法，继电器对LED灯的控制过程。
掌握单片机和按键的结合控制原理，实现I/O口的输入输出控制。
4）将绘制好的各个模块组合到一起，用万用表对用户板的各个元件参数进行测量，记录元件名称、数量、参数，完成对用户板的原理图绘制。
2.1.1原理图绘制说明振荡电路：MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入为引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。
如图2-1是MCS-51内部时钟方式的振荡器电路。
图2-1 振荡电路图电路中的电容1C 和2C 典型值通常选择为30pF 左右。
该电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。
复位电路：最简单的上电自动复位电路如图2-2所示。
上电自动复位电路是通过外部复位电容充电来实现的。
当电源cc V 接通时只要电压上升时间不超过1ms ，就可以实现自动上电复位。
当时钟频率为6MHZ ，3C 取22μF ，R 取1K Ω。
图2-2 复位电路图2、原理图绘制(1)打开Proteus 软件，进入其界面，然后新建一个图纸文件，软件默认为LandspaceA4纸张，符合我们的要求，所以不需要修改。
(2)开始绘图，点击按钮P ，弹出选择添加器件框图，如图2-3所示，在keywords 里直接输入所需器件的名称或者在category 的下面各个选项里一次查找所需的器件名称，然后点击ok图2-3 选择添加器件框图(3)依次添加AT89C51芯片，晶振，电容,地及电源找不到P89V51可以修改名称。
(4)按照设计的要求正确连接电路，连接时注意管脚的分配及AT89C51的工作原理。
(5)对连接好的电路图进行仿真，如有错误要先按下暂停，然后对电路作进一步的调整与修改，再进行仿真，保存原理图文件。
2.2 户板检测步骤及过程1）检查用户板完整程度。
2）用万用表检测元器件的完好程度，更换损坏的元器件。
3）用万用表检测电路的通断，排除有虚短，虚焊等问题。
4）连接系统板与用户板，检查是否能正常工作。
2.4 各部分电路介绍2.4.1 51单片机系统板电路介绍1） 51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
2） 51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。
3） 51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4） P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。
设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。
计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。
设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。
在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。
当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。
由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。
当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。
标识符号地址寄存器名称P3 0B0H I/O口3寄存器PCON 87H 电源控制及波特率选择寄存器SCON 98H 串行口控制寄存器SBUF 99H 串行数据缓冲寄存器TCON 88H 定时控制寄存器TMOD 89H 定时器方式选择寄存器TL0 8AH 定时器0低8位TH0 8CH 定时器0高8位TL1 8BH 定时器1低8位TH1 8DH 定时器1高8位2.4.2 机械手控制电路介绍自动模式一、继电器驱动原理下图2-4是51单片机实验板上继电器驱动电路原理图，三极管Q1的基极接到单片机的I/O口，三极管的发射极E接到继电器线圈的一端，线圈的另一端接到＋5V电源VCC上；继电器线圈两端并接一个二极管IN4148，用于吸收释放继电器线圈断电时产生的反向电动势，防止反向电势击穿三极管Q1及干扰其他电路；R和发光二极管LED组成一个继电器状态指示电路，当继电器吸合的时候，LED点亮，这样就可以直观的看到继电器状态了。
