Аннотация
1. Введение 7
2. Постановка задачи 8
3. Методы решения задач 11
3.1. САПР КОМПАС-3Э 11
3.2. Ударный механизм 14
3.3. Шаговый двигатель 18
3.3.1. Определение и виды шаговых двигателей 18
3.3.2. Принцип работы шаговых двигателей 19
3.4. Драйвер 21
3.5. Микроконтроллер ATMEGA 8 25
3.5.1. TIMER 1 26
3.6. Протокол UART 29
3.7. Atmel Studio 31
4. Разработка программного кода управления шаговым двигателем и
ударным механизмом 31
4.1. Программный код управления шаговым двигателем 31
4.2. Программный код управления ударным механизмом 34
5. Испытания с реальной моделью 35
5.1. Проверка достоверности передаваемой информации по UART. 35
6. Заключение 37
7. Список используемой литературы 38
8. Приложение 40
Микропроцессорная система управления является технологическим уровнем АСУТП - автоматизированной системы управления технологическим процессом. АСУТП - это комплекс технических и программных средств, который широко используется в современном производстве. С помощью таких систем можно обеспечить работу технологического оборудования в автоматизированном режиме, производить сбор информации о состоянии объекта управления, предотвращать и правильно реагировать в случаях возникновения аварийных ситуаций, регистрировать необходимые параметры и события, исключить человеческий фактор.
Широкое использование АСУТП на сегодняшний день подтверждается множеством проектов по автоматизации различных предприятий. Примерами таких проектов являются: «Автоматизация экспериментальной установкой для исследования кинетики теплогазовыделения», «Контроль всех этапов транспортировки и подготовки нефти», «Комплекс технологических защит системы аварийного охлаждения зоны блока АЭС», «Автоматизированная система температурного контроля (АСТК) энергетического котла», «Автоматизация котлоагрегата БКЗ-320 ТЭЦ», «Автоматизация технологического процесса производства сахара». Примерами проектов с использованием машинного зрения являются охранные системы распознавания, интеллектуальные системы управления трафиком на дороге, фармацевтические упаковочные линии, системы контроля качества и другие.
Выполнение основных задач технологического процесса начинается с разработки микропроцессорной системы управления (МПСУ). Работа МПСУ при управлении реальными объектами связана, как правило, с необходимостью обмена информацией с большим числом внешних устройств, с решением многих задач в реальном времени при их относительной неизменности в течение всего времени эксплуатации, с большой продолжительностью непрерывной работы при сохранении устойчивости к отказам. Это приводит к некоторым особенностям архитектуры (структуры и системного программного обеспечения) МПСУ по сравнению с универсальными средствами вычислительной техники.
Основные структурные особенности МПСУ:
• развитая система сопряжения с большим количеством внешних устройств (исполнительных устройств, датчиков информации);
• использование различного рода каналов ввода-вывода и стандартного интерфейса;
• развитая система средств управления и отображения информации;
• развитая система памяти (применение наряду с ОЗУ, ПЗУ и ППЗУ большой информационной емкости и быстродействия);
• наличие системы аппаратурного контроля;
• наличие счетчиков реального времени.
Исходя из актуальности темы автоматизированных микропроцессорных систем управления, была поставлена цель выпускной квалификационной работы.
Цель выпускной квалификационной работы - разработать автоматизированную микропроцессорную систему управления подвижным ударным механизмом с поддержкой обратной связи.
Результатом выпускной квалификационной работы стало создание реальной рабочей модели с автоматизированной микропроцессорной системой управления подвижным ударным механизмом с поддержкой обратной связи.
Был разработан программный код управления для микроконтроллера, включающий в себя перемещение ударного механизма с разными скоростями и его активацию.
Собрана электронная схема взаимодействия между микроконтроллером, шаговым двигателем и ударным механизмом.
