机械制造课程实践(基于Matlab上位机的自动捕捉装置)
机械设计制造实训报告(3篇)
第1篇一、实训目的本次机械设计制造实训旨在通过实际操作和理论学习，提高学生的机械设计、制造和工艺分析能力，培养学生的实际动手能力和团队协作精神。
通过实训，使学生掌握机械设计的基本原理和方法，熟悉机械加工工艺流程，了解现代机械制造技术，为今后从事机械设计制造相关工作打下坚实基础。
二、实训时间与地点实训时间：2021年X月X日至2021年X月X日实训地点：XX学院机械设计制造实训室三、实训内容1. 机械设计基础（1）机械设计原理：学习机械设计的基本原理，包括机械原理、机械零件设计、机械系统设计等。
（2）机械设计方法：掌握机械设计的方法，如类比设计、参数设计、优化设计等。
（3）机械设计软件：学习使用机械设计软件，如AutoCAD、SolidWorks等。
2. 机械加工工艺（1）机械加工工艺过程：了解机械加工工艺过程，包括毛坯制造、粗加工、精加工、热处理等。
（2）机械加工工艺规程：学习编写机械加工工艺规程，包括加工方法、加工顺序、加工参数等。
（3）机械加工设备：熟悉常用机械加工设备，如车床、铣床、磨床等。
3. 机械装配与调试（1）机械装配：学习机械装配的基本方法和技巧，包括零件清洗、装配、调试等。
（2）机械调试：掌握机械调试的方法，如调整、校准、试验等。
（3）机械故障诊断与排除：了解机械故障诊断与排除的方法，提高故障处理能力。
四、实训过程1. 机械设计基础实训（1）学习机械设计原理，了解机械设计的基本概念和基本方法。
（2）运用AutoCAD等软件进行机械设计，完成零件图、装配图等设计任务。
（3）分析典型机械设计案例，提高设计能力。
2. 机械加工工艺实训（1）学习机械加工工艺过程，了解不同加工方法的特点和适用范围。
（2）编写机械加工工艺规程，为实际生产提供技术支持。
（3）熟悉常用机械加工设备，掌握操作技能。
3. 机械装配与调试实训（1）学习机械装配的基本方法和技巧，提高装配质量。
（2）进行机械调试，确保机械性能满足设计要求。
机械工程控制基础实验指导书
《机械工程控制基础》实验指导书青岛科技大学前言机械工程控制基础是针对过程装备与控制工程专业而开设的一门专业基础课，主要讲解自动控制原理的主要内容，是一门理论性较强的课程，为了帮助学生学好这门课，能够更好的理解理论知识，在课堂教学的基础上增加了该实验环节。
《机械工程控制基础》实验指导书共编写了4个实验，有实验一、典型环节模拟研究实验二、典型系统动态性能和稳定性分析实验三、控制系统的频率特性分析实验四、调节器参数对系统调节质量的影响《机械工程控制基础》实验指导书的编写主要依据“控制工程基础”教材的内容，结合本课程教学大纲的要求进行编写。
利用计算机和MATLAB程序完成实验。
注：1）每个实验的实验报告均由5部分组成，最后一部分“实验数据分析”或“思考题”必须写。
2）每个实验所记录的图形均需标出横轴和纵轴上的关键坐标点。
目录实验一典型环节模拟研究 (4)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验二典型系统动态性能和稳定性分析 (7)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验三控制系统的频率特性分析 (9)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验四调节器参数对系统调节质量的影响 (11)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求附录一：MATLAB6.5的使用 (13)实验一典型环节模拟研究一、实验目的1．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线2．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验要求1．观测并记录各种典型环节的阶跃响应曲线2．观测参数变化对典型环节阶跃响应的影响，测试并记录相应的曲线三、实验原理1．惯性环节（一阶环节），如图1-1所示。
(a) 只观测输出曲线(b) 可观测输入、输出两条曲线图1-1 惯性环节原理图2．二阶环节，如图1-2所示。
或图1-2 二阶环节原理图3．积分环节，如图1-3所示。
基于单片机的 空调机的温度控制系统设计(含完整程序)
成都理工大学工程技术学院毕业论文空调机的温度控制系统设计空调机的温度控制系统设计摘要本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。
单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。
文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程序。
空调机的温度控制对于工业和日常生活等工程都具有广阔的应用前景。
本文将传统控制理论与智能控制理论相结合应用于温度控制的实际工程中。
首先，设计出系统的硬件构成，然后，从热力学的角度对温度对象的特性做了较深入的分析，从理论上推导出温度对象的常用的一阶带纯滞后的近似数学模型，并给出了数学模型中各参数的含义。
在此基拙上，本文分析了现有空调机控制方法的利弊，并针对它们各自的优、缺点，对具有纯滞后特性的温度对象提出一种改进的模糊控制方法。
该方法将模糊控制、PID控制结合起来。
通过数字仿真表明该方法对空调机温度的控制具有超调小(可达到无超调)、调节时间短、鲁棒性好等优点。
在此基拙上，用阶跃信号做激励，辨识出系统的数学模型。
本文的最后，通过对实物实验结果可以看出，本文所提出的改进的模糊控制算法对非线性、具纯滞后环节对象的控制是很有效的。
温度控制系统的软件采用汇编语言编制，控制算法部分采用C与汇编混合编程。
该软件基于Windows20000/xp平台，人机界面友好，易于用户操作。
具有在线修改采样时间、控制算法、控制参数、图形显示及数据保存和打印功能。
设计的空调机温度控制的精确性，使用方便，功能齐全。
空调机的温度控制系统关键词:PWM控制模型辨识模糊控制 PID控制AbstractThe thesis studies the Plant of temperature. Firstly，the systeml5 designed and realized. Then the characteristics of temperature of Plant are analyzed inall details from thermodynamics. The approximate mathematics model of temperature plant with one order and dead time is reduced and the meaning of every parameter of this model are expressed, Which is used often and practically in the paper. In addition tot his, we identify the model of the system and the result demonstrated the method is effective for it.Secondly we analyzed advantages and disadvantages of present control method of temperature. One kind of improved Fuzz-Dahlin control method is presented for Temperature Plant with long dead time and non-linearity. The Dahlin control method, The fuzzy control method are combined in this improved method It is demon strated By digital simulation that the improved Fuzzy-Dahlin makes the extra-regulation more small(even zero), the regulation time more short, and the robustness better for the temperature controlled Plant. It is demonstrated by physical experimentation that improved Fuzzy-Dahlin method presented in this Paper is effective for temperature plant with dead time and non-linearity.The control software is compiled with visualc++ and matlab .It's easy to use and friendly to the interface of person and machine on the basis of window2000/xpplatform.There are some functions as modify sample time or modify controller's parameters online, display and copy data of temperature curve, and so on. The control hardware is easy to use and its functions are self contained.Keywords:Intelligent control, model identify, Dahlin control, Fuzzy control, PID control目录摘要 (I)Abstract................................................................................................... - 3 - 目录........................................................................................................... - 4 - 前言........................................................................................................... - 5 - 1MCS-51单片机简介.............................................................................. - 8 -1.1芯片的引脚描述.......................................................................... - 8 -1.2 MSC-51单片机中央处理器..................................................... - 15 -2 温度控制系统的实现......................................................................... - 17 -2.1总体设计.................................................................................... - 17 -2.2信号采样电路设计.................................................................... - 18 -2.2.1温度采样电路设计.......................................................... - 18 -2.2.2单片机最小系统的设计.................................................. - 20 -2.3 A/D转换电路设计.................................................................... - 22 -2.3.1 A/D转换的常用方法...................................................... - 22 -2.3.2 A/D转换器的主要技术指标........................................... - 23 -2.3.3 ADC0809的主要特性和内部结构.................................. - 23 -2.3.4 ADC0809管脚功能及定义.............................................. - 24 -2.3.5 ADC0809与8031的接口电路........................................ - 26 -2.4软件系统的初始化程序............................................................ - 26 -2.5软件程序的主循环框架............................................................ - 27 -2.6校准程序.................................................................................... - 29 -3 控制算法的研究................................................................................. - 31 -3.1 PID算法的研究......................................................................... - 31 -3.2模糊控制系统设计.................................................................... - 31 -3.2.1模糊控制算法.................................................................. - 32 -3.2.2模糊控制的基本概念...................................................... - 33 -3.2.3模糊控制过程.................................................................. - 34 - 总结......................................................................................................... - 39 - 致谢......................................................................................................... - 52 - 参考文献................................................................................................. - 53 -空调机的温度控制系统前言控制菌种生长环境的设施和设备由功能简单、单一的气候箱发展成现在控制复的人工气候室，这对于研究在人工模拟自然生态环境中生长因素对菌种生长的提供了必要的条件和能够继续深入研究的基础。
机械生产实习报告【6篇】
【导语】实习能帮助⼤学⽣树⽴市场意识，端正就业态度。
⼤学⽣通过实习才能认知社会中的优胜劣汰，培养竞争意识，才能在实习中了解⽤⼈单位的需求和要求。
本篇⽂章是®⽆忧考⽹为您整理的机械⽣产实习报告【6篇】，希望可以帮助到您，欢迎分享！1.机械⽣产实习报告 1、实习的⽬的： 更多了解机电产品、设备，提⾼对机械制造技术的认识，加深机电在⼯业各领域应⽤的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加⼯⼯艺。
2、实习内容： 铸件、锻件、电⽕花数控线切割机床、车床、铣床、轴、齿轮加⼯⼯艺等。
3、实习时间： 20xx年xx⽉1⽇⾄20xx年xx⽉30⽇ 4、实习地点： xx机电设备有限公司 5、实习单位简介： xx机电设备制造安装公司始建于19xx年。
企业占地总⾯积xx万平⽅⽶，其中⼚房占地⾯积43471平⽅⽶。
6、实习报告： 学业转眼就结束了，但是由于原来所学专业属⽂科类，现在转机械专业，专业跨度较⼤，对本专业的认识还是不够，为了更多了解机电产品、设备，提⾼对机械制造技术的认识，加深机电在⼯业各领域应⽤的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加⼯⼯艺，我与同学选择在xx机电设备有限公司进⾏参观实习，其⽬的在于通过实习使我们获得基本⽣产的感性知识，理论联系实际，扩⼤知识⾯；同时专业实习⼜是锻炼和培养业务能⼒及素质的必要渠道，培养我们吃苦耐劳的精神。
⾸先我们来到了零件的原始⽑坯⽣产车间：铸钢车间及铸铁车间。
在⼯⼈师傅的指导下，我们了解到，零件⼀般是由⽑胚加⼯⽽成。
⽽在现有的⽣产条件下，⽑胚主要有铸件，锻件和冲压件等⼏个种类。
铸件是把熔化的⾦属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件⽑胚。
在⼀般机械中，它是零件⽑胚的最主要来源。
铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件⽑胚，特别是具有复杂内腔的零件⽑胚，此外，铸件成本低廉。
之后我们参观并简单操作了检测中⼼的DK77系列电⽕花数控线切割机床。
制造技术实习报告答案
制造技术实习报告答案北航制造技术实习报告习题答案北航制造技术实习报告习题答案数控基础导论加颜色字体为书上题目答案解兆宏内容数控基础知识教材版本北京航空航天大学《制造实习》教学方法课堂讲授、学生编程练习教学时间讲授100分钟、练习60分钟教具外圆车刀、切断车刀、立铣刀各1把师范讲解挂图2张教学目的了解数控的基本知识掌握手工编程的技能引言点名书P231至306实习报告P29、30、35简介数控组指导老师、机床、实习场地、教室一教程第一天上午1。
数控基础2。
编程学生车铣各编一图下午讲机床的结构和操作第二天讲CAXA软件《平面作图》学生画一个数铣图案画一个数车图案第三天讲CAXA《曲面、立体造型》二评分按上级规定每个同学两个分数技能1手编2。
零件设计制作3。
曲面造型表现1纪律2。
安全3。
考勤4。
实习态度5。
实习报告三.注意事项1按规定穿工作服女生戴帽子。
2同学一定不要迟到、早退。
3按时交作业。
4每个实习环节都要有竞争意识和创新意识讲课摘要一概述什么叫数控机床即是采用数字信息技术控制的机床是灵性极强的高效的自动化机床。
1946年2月美国发明计算机49年开始研制数控机床52年世界第一台三坐标数控铣诞生到74年数控机床经历五代数控技术臻于成熟迅速普及。
后来又在质量上、功能上得到不断发展例如加工中心、柔性制造系统FMS、计算机集成系统CIMS。
加工中心---在一台数控机床上可进行多工序加工并能自换刀、零件自动装卸、切硝自动清除。
柔性制造系统的作用①多工位数控加工②自动输送和储存③自动检测④自动化管理目前使用的三台新数控铣床型号是XK6325B/6其中X代表铣床K代表数控机床所控制的轴数为系统是KND100。
旧数控铣床型号是J320---1系统是FANUC---3M。
都是三坐标控制可三坐标联动。
XK6325B/6数控摇臂铣床共有六个部分组成床身部分、铣头和变速部分、工作台部分、横进给部分、升降台部分、冷却润滑及电气部分。
机械类的实习报告5篇
机械类的实习报告5篇机械类的实习报告1实习目的1通过下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。
2在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和盛传实践相结合起来，北洋我们的考察，分析和解决问题的工作能力。
3通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习他们的好僧产经验，技术革新和科研成果，学习他们在四化建设中的贡献精神。
4通过参观有关工厂，掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程，组织管理，设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面。
5通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。
生产实习的内容和要求为了达到上述实习目的，生产实习的内容和要求有：1机械零件的加工根据实习工厂的产品，选定几种典型零件作为实习对象，通过对典型零件机械加工工艺的学习，掌握各类机器零件加工工艺的特点，了解工艺工厂中所用的机床，刀具，夹具的工作原理和机构，在此基础上指定其中几个嗲逆向能够零件进行重点的分析研究，要求如下：阅读典型零件的工作图，了解该零件在机器中的功用及工作条件，零件的结构特点及要求，分心零件的结构工艺。
大致了解毛坯的制造工艺过程，找出铸件的分型面。
深入了解零件的制造工艺过程，找出现场加工工艺对主要零件加工工序做进一步的分析。
2装配工艺了解机械的装配组织形式和装配工艺方法。
了解个中装配方法的优缺点及使用类型。
了解典型装配工具的工作原理，结构特点和使用方法。
生产实习的时间安排：柳州工程机械股份有限公司————7月10日东风柳州汽车股份有限公司————7月16日柳州长虹机器设备制造公司————7月17日柳州开元塑料机械厂—————7月18日实习过程柳州工程机械股份有限公司主要以生产装载机为主，是我国目前生产轮式装载机系列产品规模最大、产量最多、质量最好、设备最全的国家机械工业大型骨干企业之一，是广西首家由国营大型企业改造、发行社会公众股的股份制企业。
基于MATLAB的机械振动台设计研究
基于MATLAB的机械振动台设计研究机械振动台是一种用于模拟地震、机械振动或其他动态载荷的设备，广泛应用于地震工程、建筑结构试验、航空航天和汽车工业等领域。
在工程实践中，合理设计和研究机械振动台对于确保测试数据准确性和设备的安全运行至关重要。
本文将以MATLAB软件为工具，探讨基于MATLAB的机械振动台设计研究。
一、机械振动台的基本原理机械振动台主要由振动力源、振动台结构和振动控制系统三部分组成。
其基本原理是利用振动力源产生的激励力使振动台结构进行自由振动，再通过振动控制系统对振动进行调节，以模拟地震或其他载荷的振动特性。
在设计机械振动台时，需要考虑振动力源的输出频率范围、振动台结构的刚度与阻尼以及振动控制系统的性能等因素。
二、MATLAB在机械振动台设计中的应用MATLAB是一种强大的数学建模和仿真软件，广泛应用于科学研究和工程实践中。
在机械振动台设计中，MATLAB可以实现振动力源参数的优化、振动台结构的有限元分析和振动控制系统的设计等功能。
首先，可以利用MATLAB对机械振动台的振动力源进行优化。
通过建立振动力源参数与输出频率的数学模型，并采用优化算法，可以得到使振动力源输出频率范围最大化或特定要求下输出频率范围最优的参数组合。
这有助于提高振动台的性能和工作效率。
其次，MATLAB还可以进行机械振动台结构的有限元分析。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以通过将结构离散为有限个节点和单元，利用数学模型计算出结构的振动模态、频率响应和应力分布等信息。
在机械振动台设计中，有限元分析可以帮助工程师了解振动台结构的自然频率与阻尼特性，并优化结构以增加其稳定性和抗震能力。
最后，MATLAB还可以用于机械振动台的振动控制系统设计。
通过建立振动控制系统的数学模型，如传感器、控制器和执行器等组件，可以对振动台进行精确的控制。
MATLAB提供了多种控制算法和工具箱，可以帮助工程师设计出满足振动要求的控制方案，并对振动控制系统进行性能仿真和实时调节。
四川大学制造科学与工程学院本科课程机械设计综合实践
实验六、典型传动部件效率综合实验（2 学时）
实验内容与要求：运用传动部件综合效率实验台测试典型传动部件的传动效率。要求掌
握传动部件传动效率测试方法，并能获取相应的实验曲线。通过实验曲线，掌握典型传动装
置效率伴随负载的变化情况。本实验以带传动为测试对象，通过测试掌握带传动的传动特点
和传动效率变化情况，验证带传动的最高效率，演示打滑现象，增强对带传动过载保护的认
毕业要求
毕业要求指标点
学习目标
（2）能够应用数学、自然科学和机械工 程科学的基本原理，通过信息检索、文献研 究，对机械工程领域设计、制造、运行等方 面的复杂工程问题进行识别、表达、分析、 评价，并获得有效结论。
（3）能够设计满足特定需求的机械产品 功能原理方案、零部件及机械系统，或针对 机械工程领域设计、制造、运行等方面的复 杂工程问题，拟定相应的设计、制造、运行 方案，并能够综合考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境因素，体现创新意识。
学时/学分： 16/1
Audience: 授课语言：
Sophomore 中文
Credit
16/1
Language of
Chinese
Hours/Credits 先修课程： 机械制图（Ⅰ）-1、2、机械原理 Prerequisite: Mechanical Graphics (Ⅰ)-1、2, Mechanical
2.1 能够应用数学、自然科 学和机械工程科学的基本原理， 识别机械工程领域设计、制造、 运行中的关键问题与参数；
3.3 针 对 机 械 工 程 领 域 设 计、制造、运行中的复杂工程问 题，能够设计满足特定需求的系 统、单元（部件）或机械制造工 艺流程，并能够在设计环节中体 现创新意识。
机械设计制造及自动化专业生产实习报告（通用5篇）
机械设计制造及自动化专业生产实习报告机械设计制造及自动化专业生产实习报告（通用5篇）紧张又充实的实习生活又告一段落了，想必你学习了很多新技巧，需要好好地写一封实习报告总结一下。
你所见过的实习报告应该是什么样的？以下是小编为大家收集的机械设计制造及自动化专业生产实习报告，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
机械设计制造及自动化专业生产实习报告篇1一、实习目的毕业实习是机械设计制造及其自动化专业教学计划所设的重要实践性教学环节，是学生理论联系实际的课堂，本专业毕业实习一共2学分。
毕业实习的目的：1、机械设计制造及其自动化专业的培养目标是使学生德、智、体全面发展，具有从事机电一体化产品、系统和控制智能的设计、维护、制造及开发基本能力的应用型专门人才。
学生要有机械电子两方面的基础理论，还要将理论与实践相结合，在实践中提高能力。
通过生产实习，可以进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补理论教学的不足，以提高教学质量。
2、通过毕业实习，使学生了解机电一体化产品、设备，提高对机电一体化技术的认识，加深机电一体化技术在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，为后续专业课学习和毕业设计打好基础。
3、通过毕业实习接触认识社会，提高社会交往能力，学习工人师傅和工程技术人员的优秀品质和敬业精神，培养学生的专业素质，明确自己的社会责任。
二、实习要求1、实习工厂的选择（1）本专业毕业实习工厂应具有中、大型规模和现代化的技术水平，拥有较多类型的机电一体化设备，生产技术较先进。
工厂的实习培训部门有一定的接纳能力和培训经验，有进行实习指导的工程技术人员，同时应能提供较充足的图纸资料等技术文件。
（2）优先选择为学生实习提供生产过程采用机电一体化技术的工厂或生产过程自动化程度较高的工厂。
（3）为扩大学生的知识面，可同时选择有关的几个大、中型工厂。
2、对指导教师的要求（1）指导实习的教师应责任心强，认真刻苦，身体健康。
机械制造与自动化实习报告(共3篇)
机械制造与自动化实习报告（共3篇）机械制造与自动化实习报告（共3篇）第1篇：机械制造及自动化实_报告前言经过近三年的学_，我们迎来了大学专业课程学_中的一个重要实践环节-生产实_。
老师给我们班上的全体同学做了实_动员，老师给我们布置了实_中要用心学_和了解的各项内容，出发前的准备工作，还有一些注意事项。
我们要认真刻苦，多观察多思考，完成老师布置的生产实_任务，我个人也把这次实_看作是对我大学三年来所学知识的一个检验，我想实_现场的一些设备和加工方法也许会用到我们从前学到的一些基本理论，我会认真地去理解和思考，按老师提供的一些知识点和要求内容去发现问题和寻找答案，认真学_工人师傅的爱岗敬业精神。
通过这次生产实_，使我有机会接触和了解机械制造行业的一些实际知识，通过实_，也使我对机械装备和制造过程有了充分的了解和认识。
本次实_是面向生产实际，通过走向社会和生产第一线，了解一般机械零件的加工过程、工艺方法、加工手段；了解各类机机械加工设备的特点和使用，为后续课程的学_打下基础。
二、实_时间年6月20日至年7月1日三、实_单位、部门及其简介1实_单位是海纳齿轮桥箱股份有限公司，该公司为机械制造行业国家"一五"重点投资规划的特大型国有骨干企业，实_条件及管理工作规范，教学质量有保障。
除了常见的机械加工设备，还拥有加工中心、数控机床、大型立式车床、机械手等先进的制造技术及其装备四、实_内容6月20日，周一，校内实_动员。
老师给概括的讲了实_内容、实_要求以及实_中的安全问题。
6月21日，周二，实_准备。
准备帽子，记录本，食宿用品等。
6月22日6月23日，出发至到达实_地点。
6月24日-25日，在1车间实_。
周五上午，进行安全和保密。
在安全上，强调带帽子进厂；进厂后走安全通道；注意工作的吊车和行进中的电车；不在厂区内抽烟；不乱摸乱碰机械设备。
在保密上，强调不允许携带存储介质；不允许复制东西；不允许拍照；不该问的不问。
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《机械制造基础》课程实践报告 机械工程学院 机械电子工程 XX班 指导老师：XXX
2014年11月18日 2
目 录 一．系统总体设计........................................................................................ 3 （一）设计目标及完成功能................................................................ 3 （二）系统结构设计............................................................................ 3 二．详细设计................................................................................................ 4 （一）人员任务分配............................................................................ 4 （二）各子功能设计............................................................................ 5 串口通信设计........................................................................................ 8 微控制器电机控制设计........................................................................ 9 电路设计.............................................................................................. 11 三．使用说明.............................................................................................. 11 四．测试...................................................................................................... 11 模式二进行测试：.............................................................................. 12 附件一：模式Ⅰ电脑端程序（Matlab2014A版）........................... 13 附件二：模式Ⅱ电脑端程序（Matlab2014A版）........................... 16 附件三：微处理器电机控制程序（AT89C52RC Keil 编译） .......... 19 3
一．系统总体设计 （一）设计目标及完成功能 设计搭建一个小型机电系统。由伺服电机、微处理器、无线图传模块、蓝牙模块、图像采集器、个人电脑组成。在不同模式下实现如下功能： 模式一，运动跟踪： 在电脑端实时显示视频采集器的视频信息。 对图签采集器视野范围内的物体运动进行捕捉。 控制图像采集器对目标进行跟踪，使目标保持在采集器视野中心。 模式二，动态监控： 在电脑端实时显示视频采集器的视频信息。 在视频浏览窗口，通过移动鼠标控制采集器采样角度。
（二）系统结构设计 1.信息流设计
2.各部分功能设计： 计算机：信息综合处理。 1. 响应用户要求。 2. 接收无线图像信号。 3. 显示图像信息。 4. 根据用户不同要求和图像信息计算控制数据。 5. 发送控制信号。
计单片机 舵机 视频采集无线图
蓝
图 1系统信息流 4
蓝牙模块：数据传输。 1. 接收计算机控制信号。 2. 将收到信号发送给单片机。
单片机：信息处理与控制。 1. 接收控制信息。 2. 处理接收信息。 3. 电平输出，控制舵机运动。
舵机：运动执行。 1. 执行控制命令，调整图像采集器空间状态。
视频采集器：采集视频信号。 1. 采集器与舵机固定连接。 2. 将采集的信号传送至无线图传模块。
无线图传模块：传送图像信息。 1. 接收采样信息。 2. 传送采样信息至电脑端。
二．详细设计 （一）人员任务分配 XXX：模式二电脑端程序编写，项目报告汇总。 XXX：微处理器串口程序编写，幻灯片制作。 XXX：模式一电脑端程序编写、微处理器控制程序编写，幻灯片制作。 5
XXX：元件安装、固定，小组讨论记录。 （二）各子功能设计 模式一 一、概述 通过采集一定时间差的两帧图像，然后将其做差运算，将所得数据处理之后便可知道视野中有无运动物体‘ 二、具体实现 Step1：捕获图像 主要函数：getsnapshot(vid)
图像a 图像b Step2：将所得两组数据作差 Step3：二值化所得图像，以便后续处理 主要函数：im2bw
Step1：作差所得图像 step2：二值化所得图像 6
Step4：对数据处理后，求出移动区域范围及其质心 主要函数：regionprops
最终所得结果 模式二 任务： 1. 在制定窗口处于激活状态时，获得鼠标实时窗口坐标。 2. 按照要求处理获得坐标，生成发送数据。 3. 按要求发送生成数据至下一模块。
任务目的：支持实时控制监视视角的功能，为后续控制伺服电机提供依据。 环境：Matlab运行环境。 实现原理： 任务1. 1. 创建Matlab 下的窗口，获得句柄。 2. 设置窗口大小及其他参数。 3. 绑定鼠标移动事件，通过系统调用获得鼠标坐标信息。 任务2. 7
1. 将获得的坐标按比例缩放。 任务3. 1.将处理后数据，延时发送。
详细： 1. 任务二中，最大输出值20，按比例缩放。 2. 考虑参数的传递和系统性能，将坐标计算部分放置在定时处理中。 3. 优化用户体验，设置无效区，在该区域内的鼠标坐标无效，发送使电机停止的数据。 4. 延迟发送控制数据，降低系统负荷。 5. 不能在鼠标事件处理例程中进行延时操作。 6. 使用定时事件代替延时操作。 7. 设置窗口关闭事件例程，清理系统资源，增强健壮性。 8. 对更新速度快的鼠标坐标资源用定向传送代替global声明，降低切换开销。 9. 鼠标事件分为 鼠标移动事件，鼠标点击事件 a) 鼠标移动事件： i. 获得鼠标坐标。 ii. 使用‘UserData’属性，定向传送坐标。 b) 鼠标点击事件： i. 直接发送串口控制信号。 ii. 考虑到使用频率低，串口句柄由global标识符导入。 10．定时事件 a) 检查坐标信息。 b) 若信息有效，进行比例缩放。 C) 若信息无效，进行置位。 d) 通过串口发送控制信息。 11.窗口关闭事件 a) 获取各资源句柄。 8
b) 清除各资源。 C) 退出程序。
图 2 模式二电脑端流程图 串口通信设计 要实现在线控制单片机，就需要与单片机相互传输数据。这样就会用到通信。实现数据传递给单片机有串行通信，并行通信等，并行通信传输速度快，串行通信速度较慢，但是相对并行通信其传输成本较低。我选择使用串行通信实现数据传输，整体过程是：首先编写接收数据程序，将程序下载至单片机内部，使得单片机可以接收数据，且接收到数据后执行一个操作（比如点亮一个LED灯，代表
模式二获取信息鼠标事件定时事件关闭事件坐标缩放
清理资源
终止
YESNO
NOYESNO
设置窗口属性 获取采样器信息
发送数据事件绑定集成
处于有效区NOYES
更新(更新/获得)信息YES获得
点击信号 9
数据传输成功）；然后通过串口助手，发送数据给单片机；观察灯亮/灭。 关于串口通信参数设置： 串口通信必须要设置串口工作方式，设置哪个定时器产生波特率，设置定时器时钟频率、工作方式、初值，设置波特率是否翻倍。要实现数据的传输，就要保证发送端和接收端波特率一致，晶振频率一致才不会出错。 关于数据接收程序： 采用中断程序来接收数据，这样做的好处在于单片机不用一直处于等待接收数据状态，直到串口有数据进入时，中断执行接收数据程序，将接收到的数据存储于变量中。
微控制器电机控制设计 a.矩形波的产生 由功能需要可知，单片机要产生两路占空比分别可调、周期为20ms的矩形波信号。通过分析，可将20ms分为三部分，如下图所示，用单片机定时器依次得到三个时间片，并在合适的时间片中将对应的I/O口（P1^0，P1^1）置相应的电平即可。
舵机1 P1^0: 舵机2 Time1
Time2
10 Time3
20ms