86单片机

超声加工电源的横幅控制系统研究摘要：频率跟踪和恒定振幅控制是超声加工电源两个重要的特性。本文用电路理论分析了电压作了反馈控制量的理论依据，介绍了超声波横幅控制的原理、控制电路、硬件电路和软件的实现原理，采用proteus仿真软件以及keil软件C语言编程，研究了使用单片机控制对超声加工电源整流电压调控而实现横幅控制的具体实现情况，结果表明，单片机很好的实现了对超声波加工的横幅控制。关键词:proteus仿真软件，keil软件，单片机主要创新点使用keil软件编程以及proteus仿真软件进行单片机系统的设计以及模拟运行。目录1引言..........................................错误!未定义书签。1.1超声波加工的背景和目的...................错误!未定义书签。1.2国内外发展趋势...........................错误!未定义书签。1.3超声加工研究进展及其应用.................错误!未定义书签。2研究方法......................................错误!未定义书签。3研究结果及分析................................错误!未定义书签。3.1程序流程设计计.............................错误!未定义书签。3.2程序设计...................................错误!未定义书签。3.2.1LED显示...............................错误!未定义书签。3.2.2示波器显示............................错误!未定义书签。4结论.........................................错误!未定义书签。5参考文献......................................错误!未定义书签。1.引言结合近年来超声加工技术的发展状况，综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用，并阐述了超声加工技术的发展趋势。超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。随着计算机软硬件技术、电力电子技术及信号处理技术的飞速发展，超声波获得了非常广泛的应用。近年来，由于微机的广泛应用，构成计算机控制的智能控制系统或装置越来越多。这里基于PWM技术，应用单片机组成智能控制系统，对目前的大功率、高频率、高性能的智能化超声波电源技术进行了研究。1.1超声波加工的背景和目的各种硬脆材料和硬脆复合材料很难用传统刀具进行加工,因而往往采用非传统的工艺方法进行加工,这些非传统工艺方法多数直接使用各种能量,如超声波加工和激光加工等。超声波加工始于1927年,已有七十多年的发展历史,适合于加工各种硬脆材料,如玻璃、陶瓷、石英、金刚石、硅等。超声加工的技术远远落后于发达国家水平。本课题设计试图对超声加工机床软件与原机型进行对比并进行一定的改动使机械的功用能更好。并在此课题设计过程中培养自己综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，提高分析与解决工程实际问题的能力和初步科学研究的能力。（1）．调查研究、中外文献检索与阅读的能力；（2）．综合运用专业理论、专业知识分析解决实际问题的能力；（3）．设计、计算与绘图的能力，包括使用相关专业软件的能力；（4）．能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册；（5）、基本理清超声加工装置的设计思路及需解决的问题。1.2.国内外发展趋势结合近年来超声加工技术的发展状况，综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用，并阐述了超声加工技术的发展趋势。超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。1.3超声加工系统的研究进展及其应用超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成，是超声设备的核心部分。在传统应用中，超声振动系统大都采用一维纵向振动方式，并按“全调谐”方式工作。但近年来，随着超声技术基础研究的进展和在不同领域实际应用的特殊需要，对振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展。日本研究成功一种半波长弯曲振动系统，其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端，该振动系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形，上下各两片，组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子)，其特点是小型化，结构简单，刚性增强。日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系统，并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产生“纵-弯”型复合振动。日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆材料的超声低频振动组合钻孔系统。将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合，制造了一台组合振动钻孔设备，该设备能检测钻孔力的变化以及钻孔精度和孔的表面质量，并用该组合设备在不同的振动条件下进行了一系列实验。实验结果表明，将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。东南大学研制了一种新型超声振动切削系统。该系统采用压电换能器，由超声波发生器、匹配电路、级联压电晶体、谐振刀杆、支承调节机构及刀具等部分组成。当发生器输出超声电压时，它将使级联晶体产生超声机械伸缩，直接驱动谐振刀杆实现超声振动。该装置的特点是：能量传递环节少，能量泄漏减小，机电转换效率高达90%左右，而且结构简单、体积小，便于操作。沈阳航空工业学院建立了镗孔用超声扭转振动系统，采用磁致伸缩换能器，将超声波发生器在扭转变幅杆的切向作纵向振动时在扭振变幅杆的小端就输出沿圆周方向的扭转振动，镗刀与扭振变幅杆之间采用莫氏锥及螺纹连接，输出功率小于500W，频率为16～23kHz，具有频率自动跟踪性能。西北工业大学设计了一种可在内圆磨床上加工硬脆材料的超声振动磨削装置。该装置由超声振动系统、冷却循环系统、磨床连接系统和超声波发生器等组成，其超声换能器采用纵向复合式换能器结构，冷却循环系统中使用磨削液作为冷却液；磨床连接系统由辅助支承、制动机构和内圆磨床连接杆等组成。该磨削装置工具头旋转精度由内圆磨床主轴精度保证，结构比专用超声波磨床的主轴系统要简单得多，因此成本低廉，适合于在生产中应用。另一种超声扭转振动系统已在“加工中心”用超声扭转振动装置上应用。主要用作电火花加工后的模具异形(如三角形、多边形)孔和槽底部尖角研磨抛光，以及非导电材料异形孔加工。该振动系统的换能器是采用按圆周方向极化的8块扇形压电陶瓷片构成，产生扭转振动。我国对振动切削的研究起步稍晚。自广西大学、南京电影机械厂和南京刃具厂联合开发了我国第一台“CZQ—250A型超声波振动切削系统”之后，许多大专院校、科研院所和工厂都开展了对振动切削的研究，取得了很多重要成果。研究内容从振动切削实验到实际工艺应用，从振动切削实验系统设计到对振动切削机理，范围较广泛，内容较深入。山东大学对工程陶瓷的超声振动钻削加工进行了深入的研究，探讨了超声振动钻削中各项工艺参数对加工效果的影响，并从理论上分析了超声振动钻削时的材料去除机理。东南大学在研究超声振动切削的刀具振动规律时得出：刀具与切削的分离作用是振动切削最根本的特点，正是这一特点才使得刀尖每次能以极大的加速度冲击工件进行切割。上海交通大学对超声椭圆振动切削技术进行了研究，阐述了超声波椭圆振动切削原理和刀具椭圆振动系统，分析了超声波椭圆振动切削运动特性，介绍了超声波椭圆振动切削的实际切削效果。兵器工业五二研究所进行了超声振动车削与普通车削、磨削加工陶瓷材料的对比试验研究。研究结果表明，振动车削可明显地提高陶瓷加工表面的质量，有效地消除普通车削、磨削中形成的表面微裂纹，因此是陶瓷精密加工的一种新方法。长春汽车工业高等专科学校采用超声振动切削方法对一汽变速箱厂生产的一直齿齿轮的滚齿加工进行了工艺实验，通过生产现场各种工艺参数实验及小批量试生产，收到了令人满意的效果，具有较好的发展前景。北京装甲兵技术学院提出了一种超声微振车削的新工艺。其特点是功率小(50W)、振幅小(2～5μm)，同样可获得一般振动车削的效果。超声加工技术的发展及其取得的应用成果是可喜的。一方面，材料加工的客观需要推动和促进了超声加工技术的发展；另一方面，超声加工技术提供的强有力加工手段，又促进了新材料的发展。材料加工中的许多课题需要我们共同去探讨。展望未来，超声加工技术的发展前景是美好的。2研究方法使用keil软件编程并用proteus软件进行模拟运行。3研究结果及分析3.1程序流程图设计3.2程序设计3.2.1LED显示显示ADC0808输入信号所监测到的电压的大小D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRRESETY1-8255-2PBR0PBR1PBR2PBR3LCDD0LCDD1LCDD2LCDD3LCDD4LCDD5LCDD6LCDD7A0A1D034D133D232D331D430D529D628D727RD5WR36A09A18RESET35CS6PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710U108255A234567891RP1RESPACK-812121212121212128255和LED接口电路LED显示电路：#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharshu[4]={0};//显示存储单元uintda;uchara=0xfe;doubleval;//计算过程变量，这个必须是double不然会有溢出。sbitCLK=P3^1;//单片机定时器0给0808提供时钟sbitADDC=P3^5;//0808模拟通道选择端，这里只采集一路，所以这几个值就固定了sbitADDB=P3^4;sbitADDA=P3^3;sbitEOC=P3^0;//转换完成EOC会自动拉高，这个可以用来判断是否转换完成ucharsamp;//采集到的数字量charcodeDUANMA[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};voiddelay_us(void){uchart=2;t--;}voiddelay_nus(uintt){while(t--)delay_us();}voiddisplay(uchari,ucharj,uchark)//k为0说明有小数点，k为1则不显示小数点{P2=_crol_(a,i-1);P0=DUANMA[j];if(k==0)P0=DUANMA[j]|0X80;}voidmain(){ADDC=1;ADDB=0;ADDA=0;TMOD=0x02;//定时器0工作在方式2TH0=0xfc;//TL0=TH0;EA=1;ET0=1;TR0=1;