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摘要 ：光机电一体化技术是由光学、光电子学、电子信息学、机械制造及相关技术交叉融合构成的综合性高科技技术。近些年，光机电一体化技术在职业院校开展起来，中高职院校急需相关设备帮助学生学习、提高。光机电一体化实训系统最常用控制器的是单片机和PLC，本文针对单片机展开讨论。
关键词：单片机；光机电一体化；实训系统
引言
光机电一体化技术是一门将众多课程融合在一起的综合技术。
一、 单片机的简单介绍
单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽調制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。在工业控制领域广泛应用。本文选用AT89C52作为控制元件。
二、 光机电一体化实训系统工作原理
此实训系统工作原理是按触摸屏上启动按钮，系统复位并启动供给系统对机构供给物料，传感器在出料口检测物料供给情况，当检测到时，控制器控制机械手将物料抓取到传送机构上，启动传送机构，机械手复位。传送机构传送过程中对物料进行分拣。本实训装置的控制器为单片机。
三、 变频调速系统
变频调速系统分为几种情况：①控制面板调速。利用变频器本身的控制面板进行操作。变频器已经设置好相关参数，这些参数可以实现变频器的启动、正反转、点动、停止、调速等一些基本操作。②模拟量调速。变频器本身的调速过于简单，不易实现自动控制，而模拟量调速较之更加方便。这就需要控制器进行模拟量输出控制。③多段调速。部分变频器外部端子调速可以实现多段调速。④RS—485通讯调速。通讯调速不仅能实现无级调速，还能实现自动控制，灵活便利。利用单片机实现RS—485通信具有抗干扰能力强，传送速度快，传输距离远，成本低等特点。
四、 气动系统构成
气动系统由能源部件、辅助装置、控制装置、执行元件四部分组成。能源部件主要指空气压缩机和储气罐，经机械能转换为气体的压能。辅助装置指净化、冷却、润滑装置和管道。控制元件的作用是控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向。主要指各种阀类。执行元件为气缸和马达。
五、传感器部分
传感器能感受被测量物体，从而得到相关参数或者状态。能感测众多的人体本身无法感知的量。测量精度高，可靠性好。本装置采用了光电传感器、电感传感器、光纤传感器、磁性开关几种传感器。
光电传感器检测物料，采用的是光电漫反射型传感器，料盘处物料输出，有物料时为单片机提供一个输入信号。SICK公司的产品MHT15-N2317型光电开关属于漫反射光电接近开关，棕色线接“+”，蓝色线接“-”，黑色线接输出。
在物料分拣系统中采用了两个光纤传感器，用来检测非金属的白色物料。接线和光电漫反射型传感器一样。
检测金属工件采用的是电感式传感器，检测距离为2～5mm，接线注意棕色线接“+”，蓝色线接“-”，黑色线接输出。
磁性开关一般选用霍尔传感器，磁性开关可以直接安装在气缸缸体上，当带有磁环的活塞移动到磁性开关所在位置时，磁性开关作用，发出信号。活塞离开，信号切断，在单片机控制的情况下，可以利用磁性开关判断缸体的运动状态还所在位置，以确定是否被推出还是气缸返回。
六、触摸屏与单片机连接
触摸屏选择MT500的触摸屏。MT500触摸屏与AT89C52单片机一对一通信。把触摸屏的PLC232 9针插座与带有RS232接口的AT89C52单片机相连接。注意：通信电缆DB9是2-2、3—3、5-5。
这种接法的电缆也可用于与PC机通信或做通信摸拟。作PC机通信时在连接PC机端的DB9短接4—6、7—8。由于AT89C52单片机无RS232接口，因此需要扩展一片MAx232，把RXD、T×D的TTL电平转换成RS232电平。
打开触摸屏组态软件，从[编辑]下拉菜单中选[系统参数]，弹出如图2所示参数设置对话框。触摸屏的系统参数中PLC类型设置成MODBUS RTU，通信参数设置必需与单片机通信参数设置一致。通信口类型设置成RS232，数据位设置成8位，1个停止位，波特率9600，校验位设置与单片机编程一致，PLC站号是单片机定义的站地址一样，站号需从1开始。参数设置完成，按确定键。
结束语
通过各部分分析，得知利用单片机控制可以组建光机电一体化实训装置。此类装置性能稳定、价格低廉，适用于中高职院校相关专业学生实训要求。我们可以在此基础优化控制程序，添加其他器件，拿奖更加完美。
参考文献：
[1] 谭娟，黄宏伟，彭梦杰，方毅.基于PLC/单片机控制的光机电一体化系统的研究[J]；科技创业月刊，2015，18
[2]冯占营.论光机电一体化设备传送带编程技巧[J]；电子制作；2013年08期
[3]刘瑶.光机电一体化实训项目的探索[J]；科技风；2015.23期
[4]李强.光机电一体化实训装置在教学中的应用探讨[J]；中国现代教育装备；2016.11期
作者简介：徐双君（1984.07-），男，汉族，河北保定人，本科学士，主要从事机电专业教育研究。
（作者单位：冀中职业学院机电系）
关键词：单片机；光机电一体化；实训系统
引言
光机电一体化技术是一门将众多课程融合在一起的综合技术。
一、 单片机的简单介绍
单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽調制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。在工业控制领域广泛应用。本文选用AT89C52作为控制元件。
二、 光机电一体化实训系统工作原理
此实训系统工作原理是按触摸屏上启动按钮，系统复位并启动供给系统对机构供给物料，传感器在出料口检测物料供给情况，当检测到时，控制器控制机械手将物料抓取到传送机构上，启动传送机构，机械手复位。传送机构传送过程中对物料进行分拣。本实训装置的控制器为单片机。
三、 变频调速系统
变频调速系统分为几种情况：①控制面板调速。利用变频器本身的控制面板进行操作。变频器已经设置好相关参数，这些参数可以实现变频器的启动、正反转、点动、停止、调速等一些基本操作。②模拟量调速。变频器本身的调速过于简单，不易实现自动控制，而模拟量调速较之更加方便。这就需要控制器进行模拟量输出控制。③多段调速。部分变频器外部端子调速可以实现多段调速。④RS—485通讯调速。通讯调速不仅能实现无级调速，还能实现自动控制，灵活便利。利用单片机实现RS—485通信具有抗干扰能力强，传送速度快，传输距离远，成本低等特点。
四、 气动系统构成
气动系统由能源部件、辅助装置、控制装置、执行元件四部分组成。能源部件主要指空气压缩机和储气罐，经机械能转换为气体的压能。辅助装置指净化、冷却、润滑装置和管道。控制元件的作用是控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向。主要指各种阀类。执行元件为气缸和马达。
五、传感器部分
传感器能感受被测量物体，从而得到相关参数或者状态。能感测众多的人体本身无法感知的量。测量精度高，可靠性好。本装置采用了光电传感器、电感传感器、光纤传感器、磁性开关几种传感器。
光电传感器检测物料，采用的是光电漫反射型传感器，料盘处物料输出，有物料时为单片机提供一个输入信号。SICK公司的产品MHT15-N2317型光电开关属于漫反射光电接近开关，棕色线接“+”，蓝色线接“-”，黑色线接输出。
在物料分拣系统中采用了两个光纤传感器，用来检测非金属的白色物料。接线和光电漫反射型传感器一样。
检测金属工件采用的是电感式传感器，检测距离为2～5mm，接线注意棕色线接“+”，蓝色线接“-”，黑色线接输出。
磁性开关一般选用霍尔传感器，磁性开关可以直接安装在气缸缸体上，当带有磁环的活塞移动到磁性开关所在位置时，磁性开关作用，发出信号。活塞离开，信号切断，在单片机控制的情况下，可以利用磁性开关判断缸体的运动状态还所在位置，以确定是否被推出还是气缸返回。
六、触摸屏与单片机连接
触摸屏选择MT500的触摸屏。MT500触摸屏与AT89C52单片机一对一通信。把触摸屏的PLC232 9针插座与带有RS232接口的AT89C52单片机相连接。注意：通信电缆DB9是2-2、3—3、5-5。
这种接法的电缆也可用于与PC机通信或做通信摸拟。作PC机通信时在连接PC机端的DB9短接4—6、7—8。由于AT89C52单片机无RS232接口，因此需要扩展一片MAx232，把RXD、T×D的TTL电平转换成RS232电平。
打开触摸屏组态软件，从[编辑]下拉菜单中选[系统参数]，弹出如图2所示参数设置对话框。触摸屏的系统参数中PLC类型设置成MODBUS RTU，通信参数设置必需与单片机通信参数设置一致。通信口类型设置成RS232，数据位设置成8位，1个停止位，波特率9600，校验位设置与单片机编程一致，PLC站号是单片机定义的站地址一样，站号需从1开始。参数设置完成，按确定键。
结束语
通过各部分分析，得知利用单片机控制可以组建光机电一体化实训装置。此类装置性能稳定、价格低廉，适用于中高职院校相关专业学生实训要求。我们可以在此基础优化控制程序，添加其他器件，拿奖更加完美。
参考文献：
[1] 谭娟，黄宏伟，彭梦杰，方毅.基于PLC/单片机控制的光机电一体化系统的研究[J]；科技创业月刊，2015，18
[2]冯占营.论光机电一体化设备传送带编程技巧[J]；电子制作；2013年08期
[3]刘瑶.光机电一体化实训项目的探索[J]；科技风；2015.23期
[4]李强.光机电一体化实训装置在教学中的应用探讨[J]；中国现代教育装备；2016.11期
作者简介：徐双君（1984.07-），男，汉族，河北保定人，本科学士，主要从事机电专业教育研究。
（作者单位：冀中职业学院机电系）