基于单片机的电液比例控制系统设计(附C语言程序,pcb,原理图)

基于单片机的电液比例控制系统设计(附C语言程序,pcb,原理图)(含选题审批表,任务书,开题报告,中期检查表,毕业论文15000字,cad图纸5张)
摘 要：随着微电子技术、智能技术、传感与检测技术等的快速发展以及向工程机械领域的不断渗透，现代工程机械正处于机电液一体化的崭新的发展时代。其中，电液比例控制系统具有控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，其应用领域日益拓宽。本文采用C8051F040微控制器为核心设计与开发的电压比例控制器，相对于传统的单片机所构成的电液比例控制系统，具有更高的稳定性、可靠性和实时响应能力。因此，其更能适应我国工程机械领域的应用环境。本文首先阐述了电液比例控制系统的发展历史，特点，以及分类情况。其次，介绍了整个控制系统的功能，并详细介绍了以C8051F040微控制器为核心的系统的硬件结构。接着，详细阐述了控制器与电液比例阀的接口电路，即由电机驱动芯片LMD18200构成的驱动电路的原理与设计。最后，本文讨论了整个系统软件部分的设计情况。

关键词：电液比例控制，C8051F,LMD18200,PID

Based on SCM electrohydraulic proportional control system design  
Abstract:With the rapid development of micro-electronics, intellectual technology, sensing and detection technology and the continuous penetration of them into the field of engineering mechanisms, modern engineering mechanism is in a new age of the integration of mechanism, electrics and hydraulic pressure. Electro-hydraulic proportional control system has a lot of advantages，such as the high control accuracy, the flexible installation and use, the strong resistance on contamination and so on ,so that the application of  electro-hydraulic proportional control system has increasingly broadened. The Electro-Hydraulic proportional control system that based on C8051F040 controller in this paper has higher stability and dependability and real-time responsive capacity, compared to that based on traditional singlechips. Therefore, it can adapt to the application environment of the modern engineering mechanism better than other control systems in our country.Firstly, it is described the development history, basic principle and the classification of the Electro-hydraulic proportional control system in this paper.Secondly, this paper introduces the function of the whole control system and the basic hardware structure which is based on the C8051F040 controller in detail.Then, this paper elaborates the principle and the design process of the driver of the electro-hydraulic proportional control system which is consisted of the motor-driven chip LMD18200.At the last of this paper, it discusses the design of the program of the whole electro-Hydraulic proportional control system.

Key Words: Electro-hydraulic proportional control, C8051F, LMD18200, PID

研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）
研究目的：
设计一个由单片机作为控制器的电液比例控制系统
研究内容：
1.单片机选型及控制系统硬件部分设计
2.电液比例阀驱动比例的设计
3.系统软件设计

研究方法：
以分析计算为主，辅以比较研究法、经验法及查阅文献资料等方法。
条件保障：
1. 掌握扎实的专业知识，熟知与本课题相关的课外知识。
2. 具备独立查阅资料获取有效信息的能力。
3. 具备必要的分析与计算能力。
4. 具备动手实践以及创新的能力。
5. 指导老师的专业指导。

1.4 设计过程
本文针对工程机械中经常用到的汽车起重机，在全面，有层次地分析其整体功能的基础上，设计出以C8051F040微控制器为核心的电液比例控制器，并选择合适的元器件，设计出外围设备硬件电路，以求满足汽车起重机的基本功能需求，然后利用Protel完成系统原理图和电路板的设计。最后，利用C语言设计出整个电液比例控制系统的软件部分。
1.5 本文的组成
本文主要分为五章：
第一章介绍本设计的背景，目的以及国内外的研究状况；
第二章对电液比例控制技术的发展历史，特点，分类，以及未来的发展趋势进行了简要的介绍；
第三章首先介绍了控制器C8051F040，接着对系统硬件结构各个模块进行了比较详细的介绍；
第四章介绍了电液比例控制驱动阀的电路设计，重点介绍了电机驱动芯片LMD18200；
第五章详细介绍了系统的软件设计。 
 

目  录
摘要1
关键词1
1 前言3
1.1 课题背景及目的 3
1.2 国内外电液控制研究状况 3
1.3 控制器概述4
1.4 设计过程5
1.5 本文的组成5
2 电液比例控制技术5
2.1 概述6
2.2 电液比例控制技术的发展历史7
2.3 电液比例控制的特点8
2.4 电液比例控制系统的分类8
2.5 电液比例控制系统的未来发展趋势9
3 控制系统硬件结构10
3.1 控制系统功能概述10
3.1.1 硬件电路设计思路11
3.1.2 控制系统框图11
3.2 主制器C8051F040的介绍11
3.2.1 C8051F040概述11
3.2.2 C8051F040的组成及特性12
3.3 选型依据14
3.4 数字量输入输出模块14
3.5 中断管理模块15
3.6 串行通信模块16
3.7 电源块17
3.8 硬件抗干扰措施18
4 电液比例阀驱动电路的设计19
4.1 电液比例阀的简介19
4.2 设计思路19
4.3 方案实现20
4.3.1 LMD18200概述20
4.3.2 LMD18200主要特性及引脚说明20
4.3.3 LMD18200与C8051F040的连接22
5 系统软件设计23
5.1 控制算法23
5.1.1 PID介绍23
5.1.2 PID程序设计24
5.2 主控制器程序设计26
5.3 中断程序设计27
5.4 数字量输入输出模块设计28
5.5 软件抗干扰措施29
结论30
参考文献31
致谢32
附录
附录A 系统程序
附录B 系统硬件原理方框图
附录C 系统程序图