1、1西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计（论文）题目：CK 系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计1毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定
2、，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 1学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使
3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日1毕业设计（论文）任务书院（系） 电子信息系 专业 通信工程 班级 080307 姓名 夏 凯 学号 08030716 1.毕业设计（论文）题目：CK 系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计 2.题目背景和意义：由于当今各种打桩机的气动控制系统及电
4、气控制系统方面已经比较成熟，国内外各种桩机的发展主要体现在控制系统方面，微电子技术的飞速发展，为改进各种打桩机的性能、提高稳定性、加工效率方面提供了可能。从我国打桩机行业来看，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏高技术含量的机型。而目前的国内外各种打桩机的控制向着高速化、智能化、自动化发展，如果将自动控制技术应用于冲孔打桩机，使其实现冲孔打桩的全自动化或半自动化，将操作人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，无疑会使冲孔打桩机焕发出新的生机。当前市场中有上万台甚至数十万台冲孔机在各种施工现场作业，造成大量人力、物力资源的浪费，使工程效益明显降低。在现有的冲孔打桩机的基础上对其进行自动化改造
5、，使其具备自动冲孔打桩的能力，可以大大提高工程进度，并可节约大量能源，降低工程造价，创造良好的经济效益。 3.设计(论文) 的主要内容（理工科含技术指标）： 要求：完成 CK 系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计内容：利用 C 语言编程，熟悉XS128 单片机的编译环境，编写刹车、离合、放绳、键盘与显示等子程序，设计 CK 系列冲孔桩机自动控制系统的软件流程图。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 基本要求： 查阅国内外相关文献，了解系统的工作原理； 进行系统方案设计、硬件设计； 进行软件程序的设计； 进行系统调试，验证系统的功能； 完成毕业设计论文及答辩。 进度安排： 第 1
6、-3 周：查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案，完成开题报告； 第 4-10 周：对课题进行深度研究； 第 11-12 周：进行软件流程图设计； 第 13-15 周：进行软件设计、系统调试，验证系统功能； 第 16-17 周：完成毕业论文,准备答辩 自 2012 年 月 日起至 月 日止 ；设计地点西安工业大学。 5.毕业设计（论文）的工作量要求 1 实验（时数） *或实习（天数）：不少于 200 学时 图纸（幅面和张数） *： 2 张 其他要求： 指导教师签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日系（教研室）主任审批： 年 月 日1CK 系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计摘 要CK 系列冲
7、孔桩机自动控制系统的研究涉及到了自动控制、人工智能、信息融合、传感器及计算机科学等夺门学科的内容，关于该课题的研究是当前很活跃的研究领域之一。本设计以飞思卡尔半导体公司生产的 MC9S12XS128 单片机作为核心，首先进行系统各部分的初始化，然后进行参数配置包括：键盘、液晶显示、I 2C 等几个模块。完成后打桩机开始运行，电机驱动控制刹车、离合的松和紧，来达到控制桩锤的升、降，如此反复来实现桩机的打桩功能。主要完成功能有：桩锤高度自检、刹车和离合控制系统、电机控制系统的设计、键盘与显示电路等。本设计各个模块的软件编程主要采用 C 语言编写程序，充分利用外中断来调试程序，实现打桩机的自动控制功
8、能。关键词：自动控制;参数配置;高度自检1CK Series Blunt Bore Stake the Machine Automatically Control System of the Software DesignAbstractCK series blunt bore stake machine auto control system of the research involved an automatic control and artificial intelligence, information fusion, spread the contents of feeling
9、Duo door academicses, such as machine and calculator science.etc., the research concerning the topic is one of the on the go research realms at present.This design with fly to think the Carl semi-conductor company produces of the MC9 S12 XS128 list slice machine is a core, carry on each part of syst
10、em first of the beginning start to turn, then carry on a parameter allocation to include:The keyboard, LCD shows, I2C etc. is a few mold pieces.Drive a pile a machine beginning to circulate after completing, the electrical engineering drives controls to put on brakes and leave to match of loose and
11、tight, attain a rise, declining of control stake hammer, thus again and again come to carry out a piling function of machine.The main completion function has:Stake hammer height from check, brake with leave to match the design of controling the system, electrical engineering control system, keyboard
12、 and show electric circuit.etc.This software that designs each mold piece weaves a distance to mainly adopt C language to write procedure and well make use of break off to adjust to try procedure, the realization drives a pile machine of automatic control function.KeyWords: Automatic Control ;The Pa
13、rameter Installs ;Height From Check1目 录1 绪论 .91.1 课题名称及背景 .91.2 研究意义 .91.3 国内外相关研究情况 .101.4 论文的主要任务及内容 .102 CK 系列冲孔桩机系统结构分析 .122.1 系统硬件简介 .122.1.1 设计方案的研究 .122.1.2 机械改装设计 .132.2 硬件结构框图的分析 .142.3 软件设计方法 .153 PID 控制 .163.1 数字 PID 控制原理 .163.1.1 PID 控制的原理及特点 .173.1.2 PID 控制器的参数整定 .173.2 数字 PID 控制算法 .183
14、.2.1 位置式 PID 控制算法 .183.2.2 增量式 PID 控制算法 .193.3 数字 PID 控制算法的改进 .203.3.1 遇限削弱积分算法 .213.3.2 积分分离 PID 控制算法 .213.3.3 微分先行 PID 算法 .223.3.4 带死区的 PID 调节器 .234 系统软件设计与实现 .244.1 CodeWarrior 集成开发环境 .244.1.1 CodeWarrior 软件的基本特性 .244.1.2 CodeWarrior 软件的主要功能 .254.2 系统的软件设计总体介绍 .254.3 系统初始化模块 .274.3.1 系统时钟初始化 .284.3.2 PWM 初始化 .304.3.3 I/O 初始化 .3114.3.4 ECT 模块初始化 .324.4 人机交互模块 .324.4.1 键盘设计 .324.4.2 液晶显示模块 .344.4.3 存储电路设计 .364.5 打桩机运行程序 .384.6 电机控制 .414.6.1 电机控制原理 .414.6.2 芯片功能 .424.6.3 PID 控制算法 .434.7 故障分析 .435 系统调试 .446 论文工作总结 .45致 谢 .47参考文献 .48毕业设计（论文）知识产权声明 .49毕业设计（论文）独创性声明 .50附录 1 程序 .511
