基于单片机的管式合绳机张力控制系统设计

基于单片机的管式合绳机张力控制系统设计(任务书,开题报告,论文16000字)
摘 要
在现代信息技术自动化与智能化的发展趋势下，张力控制系统已经广泛运用于工业生产线的方方面面。而钢丝绳作为实际生产生活中常用的工具，由于其生产过程中每股钢丝受力的大小直接影响钢丝绳的使用寿命，是以研究钢丝绳在生产过程中的张力的控制有着极其重要的作用。
本文主要研究了以单片机为基础的管式合绳机的张力控制系统的设计。 文中首先分析了管式合绳机及张力控制系统的工作原理，对在本系统设计中所要用到的重要器件做了初步介绍，确定选择了C8051F040系列单片机作为本次设计的张力控制系统的核心。然后介绍了张力控制系统的硬件平台，包括电源电路，A/D转换，D/A转换，调试电路，键盘与液晶显示等。随后在此硬件平台基础上分析了详细地介绍了C8051F040与各模块相关的各个部分代码的结构及其编写。
关键词：管式合绳机；张力控制系统；C8051F040

ABSTRACT
In the development trend of modern information technology automation and intelligence, the tension control system has been widely used in all aspects of industrial production line. And wire rope as a tool commonly used in the actual production and living, due to the production process in each strand of wire by force directly affects the service life of the wire rope is of wire rope in the production process of tension control is extremely important role.
This paper mainly studies the design of the tension control system of the pipe line machine based on single chip microcomputer. This paper begins with the analysis of the tube type rope machine and tension control system principle of work, a preliminary introduction to an important device in the system is designed by the use of the, to determine and select the C8051F040 MCU as the design of the tension control system core. Then introduces the tension control system hardware platform, including power circuit, A/D conversion, D/A conversion, debugging circuit, keyboard and LCD display, etc.. Based on this hardware platform, this paper analyzes the structure of each part of the code related to C8051F040 and its preparation.
Keywords：Pipe line machine；Tension control system；C8051F040
 
目 录
第1章 绪论    1
1.1 管式合绳机简介    1
1.2 张力控制系统简介    1
1.3 国内外张力控制系统发展现状    2
1.4 本课题研究的内容和意义    2
第2章 张力控制系统的整体设计    3
2.1 张力控制系统工作原理    3
2.2 系统控制方式选择    3
2.3 系统整体框架设计    4
第3章 系统主要器件初步了解    5
3.1 单片机    5
3.1.1 单片机介绍    5
3.1.2 单片机C8051F040    5
3.2 变频器    6
3.1.1 变频器介绍    6
3.1.2 变频器MD200    6
3.3 张力传感器    7
3.3.1 张力传感器介绍    7
3.3.2 张力传感器    8
第4章 张力控制系统硬件设计    11
4.1 电源电路    11
4.2 单片机系统电路设计    11
4.2.1 晶振和复位电路    11
4.2.2 调试端口电路    12
4.3 信号放大电路    12
4.4 A/D转换电路    13
4.5 D/A转换电路    14
4.6 串行总线通讯电路    15
4.7 键盘与LCD显示    15
第5章 张力控制系统软件设计    17
5.1 张力PID控制    17
5.1.1 PID算法    17
5.1.2 张力控制程序    18
5.2 张力控制系统主程序    19
5.3 单片机初始化子程序    20
5.3.1 晶振选择及时钟初始化    20
5.3.2 端口初始化    21
5.3.3 SPI初始化    21
5.3.4 12位ADC初始化    22
5.3.5 DAC初始化    22
5.3.6 串口初始化    23
5.3.7 定时器初始化    23
5.4 液晶显示子程序    25
5.5 通讯子程序    27
5.5.1 通讯传输方式    27
5.5.2 CRC校验    29
第6章 系统调试    31
6.1 系统通讯调试    31
6.2 系统模拟调试    33
结 论    36
致 谢    37
参考文献    38
附录A C8051F040开发板实物图    39
附录B 变频器及电机实物图    40