1. 求4篇關於單片機和機械手的參考文獻
[1]方龍,陳丹,肖獻保. 基於單片機的機械手臂控制系統設計[J]. 廣西輕工業,2008,08:89-90.
[2]周衛東. 基於CAN匯流排通訊的機械臂控制系統設計[J]. 南京工程學院學報(自然科學版),2007,04:42-46.
[3]李輝,鄧遵義. 基於CAN匯流排分布式機械臂控制系統設計[J]. 機電產品開發與創新,2011,02:155-157.
[4]金偉. 基於DSP的機械臂控制系統設計[J]. 自動化與儀器儀表,2011,03:30-32.
[5]李鯉,劉善春. 基於ARM的機械臂控制系統分析[J]. 自動化與儀器儀表,2012,02:176-177.
[6]黃冉,周前祥,王一豪. 基於電流變液的機械臂控制系統設計與模擬[J]. 機械設計與製造,2012,12:4-6.
[7]滕冠,劉恆. 基於模糊控制的機械臂控制系統設計與實現[J]. 大眾科技,2015,01:85-87.
[8]馬江. 六自由度機械臂控制系統設計與運動學模擬[D].北京工業大學,2009.
[9]歐艷華. 基於PID的現代加工生產機械臂控制系統設計[J]. 輕工科技,2015,04:59-60.
[10]李磊. 六自由度機械臂控制系統設計[D].哈爾濱工程大學,2007.
[11]趙勝求. 基於視覺的PUMA560機械臂控制系統設計[D].哈爾濱工業大學,2010.
2. 單片機控制系統的硬體設計包括哪些
單片機硬體設計，是針對設計需求，以單片機為核心來設計外圍電路的。首先要有電源部分，因為單片機供電電壓大多是5V或者3.3V，還要有時鍾電路、復位電路，這是最基本的。然後就是根據實際項目需求，加入通訊電路、輸入輸出電路等等。
3. 步進電機單片機控制系統
由於不知道怎麼發圖片，沒有圖片。如果想要你採用我的回答，你發EMAIL到[email protected]我回復你。同時再給你1-2篇關於步進電機驅動的論文和資料。希望對你有所幫助
基於L297/L298晶元步進電機的單片機控制
1 引言
步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的精密執行元件，由於步進電機具有控制方便、體積小等特點，所以在數控系統、自動生產線、自動化儀表、繪圖機和計算機外圍設備中得到廣泛應用。微電子學的迅速發展和微型計算機的普及與應用，為步進電動機的應用開辟了廣闊前景，使得以往用硬體電路構成的龐大復雜的控制器得以用軟體實現，既降低了硬體成本又提高了控制的靈活性，可靠性及多功能性。市場上有很多現成的步進電機控制機構，但價格都偏高。應用SGS公司推出的L297和L298兩晶元可方便的組成步進電機驅動器，並結合AT89C52單片機進行控制，即可以實現用相對便宜的價格組成一個性能不錯的步進電機驅動電路。
2 工作原理
由於步進電機是一種將電脈沖信號轉換成直線或角位移的執行元件，它不能直接接到交直流電源上，而必須使用專用設備-步進電機控制驅動器 典型步進電機控制系統如圖1所示：控制器可以發出脈沖頻率從幾赫茲到幾十千赫茲可以連續變化的脈沖信號，它為環形分配器提供脈沖序列。環形分配器的主要功能是把來自控制環節的脈沖序列按一定的規律分配後，經過功率放大器的放大加到步進電機驅動電源的各項輸人端，以驅動步進電機的轉動。環形分配器主要有兩大類：一類是用計算機軟體設計的方法實現環分器要求的功能，通常稱軟環形分配器。另一類是用硬體構成的環形分配器，通常稱為硬環形分配器。功率放大器主要對環形分配器的較小輸出信號進行放大.以達到驅動步進電機目的。
圖1 典型步進電機控制框圖
3 硬體組成
文中所控制的步進電機是四相單極式35BY48HJ120減速步進電動機。本文所設計的步進電機控制驅動器的框圖如圖2所示。它由AT89C52單片機、光電耦和器、集成晶元L297和L298組成。AT89C52是美國ATMEL的低電壓、高性能8位CMOS單片機。片內置8K位元組可重復擦寫的
Flash閃速存儲器。256位元組RAM。3個16位定時器.可編程串列UART通道。對完成步進電機的簡單控制已足以勝任。
圖2 本文提出的步進電機控制驅動器框圖
L297是步進電動機控制器(包括環形分配器)。L298是雙H橋式驅動器。它們所組成的微處理器至雙橋式步進電動機的介面如圖3所示。這種方式結合的優點是，需要的元件很少.從而使得裝配成本低，可靠性高和占空間少。並且通過軟體開發。可以簡化和減輕微型計算機的負擔。另外，L297和L298都是獨立的晶元.所以應用是十分靈活的。
L297晶元是一種硬體環分集成晶元.它可產生四相驅動信號，用於計算機控制的兩相雙極或四相單極步進電機 它的心臟部分是一組解碼器它能產生各種所需的相序.這一部分是由兩種輸入模式控制，方向控制(CW/CCW) 和HALF/FULL 以及步進式時鍾CLOCK.它將解碼器從一階梯推進至另一階梯。解碼器有四個輸出點連接到輸出邏輯部分，提供抑制和斬波功能所需的相序。因此L297能產生三種相序信號，對應於三種不同的工作方式：即半步方式(HALF STEP)；基本步距(FULL STEP，整步)一相激勵方式；基本步距兩相激勵方式。脈沖分配器內部是一個3bit可逆計數器，加上一些組合邏輯.產生每周期8步格雷碼時序信號，這也就是半步工作方式的時序信號。此時HALF/FULL信號為高電。若HALF/FULL取低電平，得到基本步距工作方式。即雙四拍全階梯工作方式。
L297另一個重要組成是由兩個PWM 斬波器來控制相繞組電流，實現恆流斬波控制以獲得良好的矩頻特性。每個斬波器由一個比較器、一個RS觸發器和外接采樣電阻組成，並設有一個公用振盪器，向兩個斬波器提供觸發脈沖信號。圖3中，頻率f是由外接16腳的RC網路決定的， 當R>10kΩ 時，f=1/0.69RC。當時鍾振盪器脈沖使觸發器置1，電機繞組相電流上升，采樣電阻的R 上電壓上升到基準電壓Uref時，比
較器翻轉，使觸發器復位，功率晶體管關斷，電流下降，等待下一個振盪脈沖的到來。這樣，觸發器輸出的是恆頻PWM信號，調制L297的輸出信號，繞組相電流峰值由Uref確定。L297的CONTROL端的輸入決定斬波器對相位線A、B、C、D或抑制線INH1和INH2起作用。CONTROL為高電平時，對A、B、C、D有控製作用；而為低電平時，則對INH1和INH2起控製作用，從而可對電動機轉向和轉矩進行控制。
L298晶元是一種高壓、大電流雙全橋式驅動器，其設計是為接受標准TTL邏輯電平信號和驅動電感負載的，例如繼電器、圓筒形線圈、直流電動機和步進電動機 具有兩抑制輸入來使器件不受輸入信號影響。每橋的三級管的射極是連接在一起的，相應外接線端可用來連接外設感測電阻。可安置另一輸入電源，使邏輯能在低電壓下工作。L298晶元是具有15個引出腳的多瓦數直插式封裝的集成晶元。
圖3中.AT89C52通過串口經MAX232電平轉換之後與微機相連.接受上位機指令。向L297發出時鍾信號、正反轉信號、復位信號及使能控制等信號。電路中，電阻R13，R15用來調節斬波器電路的參考電壓，該電壓將與通過管腳13，14所反饋的電位的大小比較，來確定是否進行斬波控制，以達到控制電機繞組電流峰值、保護步進電機的目的
由於L297內部帶有斬波恆流電路，繞組相電流峰值由Uref確定。當採用兩片L297通過L298分別驅動步進電機的兩繞組，且通過兩個D/A轉換器改變每相繞組的Uref時，即組成了步進電機細分驅動電路。另外，為了有效地抑制電磁干擾，提高系統的可靠性，在單片機與步進電動機驅動迴路中利用兩個16引腳光電耦合器件TLP521-4組成如圖3所示的隔離電路。其作用是切斷了單片機與步進電動機驅動迴路之間電的直接聯系，實現了單片機與驅動迴路系統地線的分別聯接.防止處於大電流感性負載下工作的驅動電路產生的干擾信號以及電網負載突變產生的干擾信號通過線路串入單片機，影響單片機的正常工作。
4 軟體組成
在該電路中，將P1.0口設為電機開始按鈕，P1.1,P1.2,P1.3為速度選擇按鈕。速度由低到高，P1.4為電機停止按鈕。並設三檔速度的最高速度依次為500pps、1000pps、2000pps 。RXD，TXD 已由MAX232電平轉換接出串口。此外，步進電機其啟動，停止的頻率較低，一般在100-250Hz之間，而最高運行頻率要求較高。通常為1-3kHz，為使其在啟動、運行和停止整個過程中，既不會失步，又能夠盡快精確地達到目標位置，運行速度都要有一個加速一恆速減速的過程。這里採用常用的離散辦法來逼近理想的近似梯形的升降速曲線，如圖5所示。即利用定時器中斷方式來不斷改變定時器裝載值的大小.
本例中.為計算方便，把各離散點的速度所需的裝載值用公式轉化為各自所需的定時時間固化在系統的ROM 中，這里用TH0=(65536-time)/256，TL0=(65536-time)％256來計算裝載值，time表示各階梯所需定時時間。系統在運行中用查表法查出所需的時間，從而大幅度減少佔用CPU的時間，提高系統的相應速度。因此.該程序主要由控制主程序、加減速子程序組成，主程序框圖如圖4所示。
5 結論
本文創新點在於提出應用單片機和L297、L298集成電路構成步進電機控制驅動器。使之具有元件少.可靠性高、占空間少、裝配成本低等優點。通過軟體開發，可以簡化和減輕微型計算機的負擔。另外。在上面提出的在加減速程序中定時器的裝載值用式子計算不精確，這兩條賦值要執行不少的時間.具體做的時候.可直接把初值計算出來或把除號用相加來計算.以達到精確的目的。
4. 基於單片機步進電機自動控制系統設計
不方便
5. 急求：機電一體化課程設計《移動機器人單片機控制器設計》懸賞分高高的！！！
機電一體化課程設計指導書主要內容
1、設計題目確定及要求
2、總體方案確定
（1）總體方案設計
（2）繪制總體方案圖
3、 伺服系統機械傳動部件設計
（1）切削力計算
（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型
（3）伺服系統傳動設計
（4）步進電機當量扭矩計算及選型
（5）機械傳動結構設計（繪制一個軸的機械裝配圖）
4、 控制系統硬體電路設計
（1）確定控制系統方案及繪制系統框圖
（2）單片機的選用
（3）存儲器的選用與擴展
（4）解碼電路設計
（5）介面電路設計
（6）繪制控制系統硬體電路原理圖
5、 基本的參考圖表匯編。
電一體化系統是綜合多個學科的系統,包括機械技術,感測器技術,測試技術,電子技術和控制技術,信息與計算機技術。它極大推動了機械工業,兵器行業及其他行業的發展。其技術結構,產品結構,技術功能與構成,生產方式和管理體系均發生了巨大的變化。使工業生產由機械電氣化邁進到機電一體化為特徵的數字化,自動化,高精度,微型化,多功能化,智能化的時代。
結合精密機械控制是現代機械的一個重要方向，它能使機械加工的精度又提高一個層次，主要技術是用微機、單片機等現代高科技儀器來控制步進電機，再通過步進電機來實現精密的工作台控制。這個由微機或單片機、步進電機、機械工作機構組成的機械手運動控制系統就是一個很簡單的機電一體化的系統。讓我們由這樣簡單的機電一體化系統重新復習學過的知識, 接觸機電一體化系統,為下學期的畢業設計打下一定的基礎,另外也是為工作作好准備。
目錄
摘要
第一章：緒論
1.1引言
1.2題目和技術指標要求分析
1.3總體方案的工作原理
第二章：機械本體結構設計
2.1絲杠導程選擇
2.2絲杠支承結構選擇
2.3螺旋機構運動部件導向機構選擇
2.4步進電機的安裝結構以及與絲杠的連接結構設計
第三章：步進電機驅動器電路設計
第四章：控制器程序流程框圖設計
第五章：程序代碼設計
結論
第一章 緒論
1.1 引言
機械手運動控制系統要求控制精度高，故採用步進電機控制，步進電動機在半閉環控制系統中具有控制精度高 ( 可精確到1度以下) 、可靠性高、使用方便等優點,所以其應用非常普遍,尤其隨著混合式步進電機的產生和應用,步進電機的輸出功率和力矩不斷增加,而成本價格不斷降低,為步進電機的推廣和應用打下了良好基礎, 單片機作為控制部件,對步進電機具有良好的控制能力,下面討論用一下機械手運動控制系統的設計方法。
1.2題目和技術指標要求分析
設計題目：機械手運動控制系統設計。
設計參數：機械手運動范圍 0~150mm
機械手移動步距 50
步進電機型號 42BYG006
1.3 總體方案的工作原理
單片機對步進電機進行控制，通過IO口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經過不同的放大電路和不同參數的器件，可以達到不同的放大的要求，放大後能夠得到較大的功率。用四路分別進行放大的信號驅動四相五線的步進電機。而步進電機與滾珠絲杠機構用聯軸器連接起來，進而將螺旋運動轉化為穩定的水平直線運動。
該系統可分為控制部分、驅動部件、執行元件、傳動和導向機構、以及控制軟體等幾個部分。要求設計該系統的機械及電路的結構和參數、設計部分單片機或微機控製程序，使機械手能夠左右步進，並達到技術指標所規定的要求。
機械手運動控制系統機械本體採用步進電機驅動、滾珠絲桿傳動、滾動直線導軌導向的總體機構方案。機械本體設計以工作台運動位移控制增量的實現為主要目標，以滾珠絲桿及其周邊零部件的選用為主要內容，同時考慮運動相關精度問題。
步進電機控制器採用微機或單片機作為控制部件。採用微機時，可通過ISA匯流排、並行埠、串列埠傳送數據，設計步進電機與微機的介面電路。採用單片機時，可選用AT89C51, 設計單片機最小系統和步進電機與單片機的介面電路。微機或單片機的軟體均採用C語言編寫代碼。
該機械手運動控制系統採用半閉環伺服系統，通過單片機控制步進電機的驅動，經傳動機構帶動工作台運動。可實現機械手的+X、-X兩個方向的進給和兩級調速。機械手運動控制系統機械本體採用步進電機驅動，滾珠絲杠傳動，滾動直線導軌導向的總體結構方案。採用步進電機驅動進給准確，使用位置感測器精確控制機械手移動范圍，而且通過給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉動，定距運動較精確。機械手運動控制系統採用滾珠絲杠副和滾動導軌副傳動結構,具有精度高,效率高,壽命長,低能耗,摩擦系數小,較高緊湊,通用性強等特點。
第二章 機械本體結構設計
2.1 絲杠導程
已知機械手移動步距 s = 50um
s = L 為步距角, L為導程;
查資料知： 42BYG006型號 的步進電機（八拍）步距角為0.90
則絲杠導程： L = 10 mm
2.2 絲杠的支承機構
為提高傳動剛度，選擇合理的支承結構並正確安裝很重要，對傳動精度有很大影響。絲杠主要承受軸向載荷，徑向載荷主要是卧式絲杠的自重，因此，絲杠的軸向精度和剛度要求較高。絲杠的支承結構有以下幾種：
（1） F—0支承結構：一端固定（F），一端自由（0），如下圖所示：
F—0結構的特點是結構簡單，承載能力小，軸向剛度低，壓桿穩定性較差和臨界轉速低，設計時應盡量使絲杠受拉伸。適用於短絲杠，垂直絲杠。
（2） F—S支承結構：一端固定（F），一端浮動（S），如下圖所示：
F—S結構的特點是軸向剛度和F—0相同，壓桿穩定性和臨界轉速比同長度的F—0高，絲杠有熱膨脹的餘地，需要保證螺母與兩支承同軸，結構較復雜，工藝較困難。適用於較長絲杠或卧式絲杠。
（3）F—F支承結構：兩端固定，結構如下圖所示：
F—F結構的特點是絲杠的軸向剛度為一端固定的4倍，壓桿穩定性好，固有頻率比一端固定的高，可施加預緊力提高傳動剛度，結構和工藝都較復雜。適用於長絲杠以及對剛度和位移精度要求高的場合。
由於該系統是半閉環系統，精度本來就不是很高，故採用一端固定，一端浮動的支承結構，該結構讓絲杠有膨脹的餘地，適用與較長的絲杠中，游動支承採用深溝球軸承，固定支承結構有下表1列的幾種：
抱歉圖片不會弄