简析粒度激光粒度仪三维对中系统及步进电机驱动器设计网

论文导读：
摘要：在现实生活中，颗粒无处不在，许多制品和原料都是以颗粒的形态有着，而且颗粒的粒度分布则直接影响了制品和原料的质量和性能。目前，激光粒度仪是测量颗粒大小的主要手段之一，在工业、农业、医药等领域已有广泛运用。激光粒度仪一般采取小角前向散射原理，他的多元光电探测器由同心的多个半圆环组成，测量颗粒粒度时要求其圆心必须与入射光轴重合，此调整历程称为激光粒度仪的对中。手动对中不仅会增大人为因素的干扰，而且对操作人员的技术要求非常高。为了减少人为因素的干扰和降低对操作人员的要求，本论文采取自动对中方式代替手动对中。本论文的主要设计内容是基于单片机的步进电机驱动器设计和激光粒度仪的自动对中设计。主要工作包括以下方面：1、步进电机驱动器的设计，本系统单片机采取Cygnal公司生产的C8051F系列单片机，该系列单片机内置有2路12位D/A转换器、2路电压比较器等资源，可以进行电路的设计。这种高集成度的系统器件为设计低功耗、小体积、高可靠性和高性能的驱动器提供了方便，同时也降低了驱动器的成本。本系统采取斩波恒流细分驱动制约技术，以C8051F单片机为制约核心，通过对输入信号以及当前状态的判断，查找内部电流细分表，得到相应的电流阶梯值，然后经过内部D/A转换输出相应的制约电压。电流检测电路检测电机绕组内电流的大小，然后通过单片机内部的电压比较器与D/A转换输出的制约电压进行比较，产生PWM信号，接着PWM信号制约H桥工作，使步进电机绕组内电流处于参考值附近。2、三维移动平台的设计，光电探测器安装在一个上下、左右、前后三个方向可调的移动台上，三维精密移动工作台由支撑装置、滑动装置构成。在本设计中为了减少误差的影响，在底座的设计中尽量保证主动件与以动件之间运动的线性联系，导轨的结构设计及其工艺上尽量保证导轨有较好的运动直线性。3、步进电机对移动平台的制约，在对中时，由步进电机制约移动平台的上下、左右、前后运动以实现激光粒度仪的对中。系统程序有主程序、正转程序、反转程序和速度制约程序等构成，主程序根据各点的状态分别调用其他的子程序。设定步进电机正转可以带动三维移动平台向上、前、右运动，反转则相反，4、C8051F20单片机制约步进电机进行对中，步进电机的单片机制约中，制约信号由单片机产生。其基本制约作用如下：制约步进电机的转向，制约步进电机的速度。如果给步进电机发一个制约脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔时间越短，步进电机就转得越快。由此，脉冲的频率决定了步进电机的转速。调整步进电机发出脉冲的频率，就可以对步进电机进行调速。该系统将利用C8051F单片机制约两相混合式步进电机，带动执行机构沿X方向、Y方向和Z方向运动（左右、上下、前后），同时制约转动步数，实现自动对中。关键词：激光粒度仪论文自动对中论文光电探测器论文步进电机驱动器论文
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Abstract9-11
第一章 绪论11-15

1.1 课题探讨的目的作用11

1.2 颗粒粒度测量的主要策略和运用近况11-13

1.3 激光粒度仪自动对中技术进展近况13-14

1.4 论文的主要探讨内容14-15

第二章 相关技术介绍15-25

2.1 关于激光粒度仪15-18

2.

1.1 激光粒度仪的进展和运用15

2.

1.2 激光粒度仪的工作原理及工作步骤15-16

2.

1.3 激光粒度仪的主要技术不足16-18

2.2 单片机系统18-20

2.3 关于步进电机20-23

2.3.1 步进电机介绍20-21

2.3.2 步进电机的特点及运用21-22

2.3.3 步进电机驱动系统概述22-23

2.4 本章小结23-25

第三章 步进电机驱动器设计25-43

3.1 步进电机驱动器的硬件设计25-34

3.

1.1 系统整体硬件结构25-27

3.

1.2 H 桥及其前级驱动电路27-30

3.

1.3 电流检测电路30-32

3.

1.4 输入电路32-33

3.

1.5 电源电路33-34

3.2 步进电机驱动器的软件设计34-40
3.

2.1 系统软件总体结构34

3.

2.2 步进电机细分制约主程序34-35

3.2.3论文导读：55-595.1仪器组装与调试55-565.2自动对中实验及浅析56-575.3本章小结57-59第六章结论与展望59-61参考文献61-65致谢65-67附录67上一页12
步进电机的细分程序35-37
3.

2.4 细分方式和电流方式设置37-38

3.

2.5 软件测试38-40

3.3 系统总体调试40-41

3.4 本章小结41-43

第四章 激光粒度仪三维对中的硬件设计和软件设计43-55

4.1 激光粒度仪三维对中设计的要求43

4.2 激光粒度仪自动对中系统的组成43-44

4.3 激光粒度仪自动对中系统硬件组成介绍44-48

4.4 激光粒度仪自动对中系统的硬件设计48

4.5 激光粒度仪自动对中系统的软件设计48-54

4.6 本章小结54-55

第五章 系统组装与调试55-59

5.1 仪器组装与调试55-56

5.2 自动对中实验及浅析56-57

5.3 本章小结57-59

第六章 结论与展望59-61
参考文献61-65
致谢65-67
附录67