2021-10-26 08:09:37 索煒達(dá)電子 3255
項(xiàng)目編號(hào)：E1760
文件大小：150M
源碼說明：帶中文注釋
開發(fā)環(huán)境：C編譯器
簡(jiǎn)要概述：
本課題設(shè)計(jì)了基于STM32F103的三軸運(yùn)動(dòng)控制器。通過該運(yùn)動(dòng)控制器結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備可搭建開放型運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)可進(jìn)行插補(bǔ)算法的驗(yàn)證，從而進(jìn)行數(shù)控技術(shù)原理、數(shù)控系統(tǒng)控制方法等學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)。
本課題以現(xiàn)有數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)為基礎(chǔ)，主要圍繞三軸機(jī)械平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制及XY平面內(nèi)插補(bǔ)算法及插補(bǔ)過程中加減速的實(shí)現(xiàn)展開研究。
本課題硬件部分以STM32F103系列MCU為控制核心，搭建控制器的硬件電路?？刂破饔布娐分饕▎纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、電源模塊、串口通信模塊、報(bào)警模塊、光電隔離模塊、接口模塊及限位檢測(cè)模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)由STM32F103RBT6微控制器、時(shí)鐘電路及復(fù)位電路構(gòu)成。本課題軟件部分以Keil軟件為平臺(tái)編寫C語(yǔ)言控制程序。系統(tǒng)控制程序以單片機(jī)最小系統(tǒng)為載體經(jīng)硬件系統(tǒng)的光電隔離模塊向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)及方向信號(hào)，從而控制步進(jìn)電機(jī)按給定方向運(yùn)動(dòng)。限位檢測(cè)模塊可檢測(cè)三軸機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)超程，接近限位開關(guān)的超程信號(hào)經(jīng)光電隔離模塊送至微控制器進(jìn)行處理，并控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)動(dòng)作。光電隔離模塊避免了強(qiáng)電側(cè)接口對(duì)弱電側(cè)器件的信號(hào)干擾。本課題中的直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)均通過逐點(diǎn)比較法作來實(shí)現(xiàn)，通過鍵盤輸入插補(bǔ)相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)即可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)并經(jīng)由滾珠絲杠工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)XY平面內(nèi)的插補(bǔ)，Z軸主要作為繪圖筆的控制軸。
本課題最終實(shí)現(xiàn)了三軸機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)手動(dòng)控制，或經(jīng)鍵盤輸入插補(bǔ)坐標(biāo)值進(jìn)行直線、圓弧插補(bǔ)，并實(shí)現(xiàn)了直線插補(bǔ)中的加減速控制及試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中的超程自動(dòng)急停并報(bào)警，超程后Z軸可自動(dòng)復(fù)位，X軸與Y軸可通過鍵盤模塊的復(fù)位按鍵進(jìn)行手動(dòng)準(zhǔn)確復(fù)位。
關(guān)鍵詞：STM32F103微控制器 步進(jìn)電機(jī) 三軸運(yùn)動(dòng)控制 插補(bǔ)算法
設(shè)計(jì)報(bào)告：
控制系統(tǒng)總體方案
本課題主要研究基于STM32F103系列微控制器的三軸運(yùn)動(dòng)控制及XY平面內(nèi)的直線、圓弧插補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)。故本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要圍繞三軸運(yùn)動(dòng)控制器硬件平臺(tái)的搭建及通過C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)三軸機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的自由控制與XY平面內(nèi)插補(bǔ)算法的實(shí)現(xiàn)來展開。
本課題控制系統(tǒng)總體框圖如圖2-1所示。
控制系統(tǒng)總體框圖
以STM32F103系列微控制器為控制核心的單片機(jī)最小系統(tǒng)讀取SD卡存儲(chǔ)模塊中的數(shù)控G代碼或由鍵盤模塊調(diào)用相關(guān)函數(shù)并輸入?yún)?shù)，經(jīng)由光電隔離模塊向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)與方向信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器與滾珠絲杠聯(lián)接，帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線位移，從而實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的自由控制及插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡可通過LCD進(jìn)行同步顯示。
限位檢測(cè)模塊可對(duì)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)位置情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，工作臺(tái)任意方向的超程均會(huì)觸發(fā)接近限位開關(guān)輸出相應(yīng)超程信號(hào)，經(jīng)光電隔離模塊或與門IC送至微控制器進(jìn)行處理，并控制蜂鳴器進(jìn)行超程報(bào)警，同時(shí)輸出步進(jìn)電機(jī)急停信號(hào)與Z軸自動(dòng)復(fù)位信號(hào)，X軸與Y軸通過鍵盤模塊的復(fù)位按鍵視具體超程方向的不同進(jìn)行手動(dòng)準(zhǔn)確復(fù)位。
運(yùn)行結(jié)果：
1-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；2-步進(jìn)電機(jī)；3-接近限位開關(guān)；4-滾珠絲杠；
5-XY軸工作臺(tái)；6-Z軸工作臺(tái)；7-繪圖筆
圖5-1 數(shù)控試驗(yàn)臺(tái)
運(yùn)動(dòng)控制器工作狀態(tài)
文件列表：
目錄│文件列表:
└ 基于STM32F103的三軸運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
├ 其它文檔
│ │ 元件清單.xls
│ ├ 文獻(xiàn)
│ │ │ CNC數(shù)控系統(tǒng)加減速控制方法研究與實(shí)現(xiàn)_商允舜.caj
│ │ │ RS232串口通信在PC機(jī)與單片機(jī)通信中的應(yīng)用_潘方.pdf
│ │ │ SPI接口及其在數(shù)據(jù)交換中的應(yīng)用_楊美剛.pdf
│ │ │ 利用電磁感應(yīng)式限位開關(guān)監(jiān)測(cè)輸送皮帶打滑的方法_楊華.pdf
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│ │ │ 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)業(yè)化_李長(zhǎng)文.pdf
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│ │ │ 淺談時(shí)鐘電路在單片機(jī)中的作用_于建勇.pdf
│ │ │ 濾波電容選取的深入研究_楊玉強(qiáng).pdf
│ │ │ 磁阻式與霍爾式接近開關(guān)性能比較_秦玉偉.pdf
│ │ │ 跨任意象限直線和圓弧插補(bǔ)原理研究與軌跡仿真_王宏偉.pdf
│ │ │ 逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)原理及其改進(jìn)算法分析_金中波.pdf
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├ 文檔相關(guān)
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├ 答辯
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└ 項(xiàng)目文件
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└ 源程序
│ JLink Regs CM3.txt
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│ JLinkSettings.ini
│ ShiPeng.uvopt
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