微处理器课程设计（5篇）

第一篇：微处理器课程设计

微处理器系统结构 与嵌入式系统设计 课程设计报告

题目： 基于ARM CORTEX M3的

串行数据处理编程

课程： 微处理器系统结构

与嵌入式系统设计

学院： 机电学院

学生： 孙健（2011084040015）指导教师： 卢有亮

2013/12/07 1.题目要求及分析

1：说明：

1.工程描述：串口1接收到的1组严格按以下格式的数据，7个字节，格式为： FA LED1 LED2 LED3 LED4 校验和 FE 其中LED1到LED4的取值为0或1 若LEDN为1，将灯N点亮，否则灯N熄灭

2：要求：

1）.在串口中断服务程序void USART1_IRQHandler(void)中用C语言编写代码接收数据到缓冲区（若干个字节的数组）

2）.不允许在中断服务程序中判断校验和是否正确，不允许在中断服务程序中点亮和熄灭灯，校验和点亮和熄灭灯的操作应该在主程序中执行。

3）.要求每接收到一组数据都能进行处理，当未接收完一组数据的时候不应去对数据进行处理 4）.要求对硬件的操作采用寄存器编程方式,不使用库函数

3：分析：

1）.由题目要求可知，本设计是通过串口进行通讯，而且传输方式为异步传输。在正确发送完7字节数据以后四个LED会根据收到的具体数据改变亮灭状况。

2）.2.资料查找和学习过程

参考资料： STM32中文参考手册 高密度STM32 其他资料和示例代码等

1.芯片简介与选材

STM32 系列芯片是ST（意法半导体）公司近年来推出的一款基于Cortex-M3 核心的ARM 芯片，以其高性能、易上手和低价位的特点迅速得到推广。器件的选型为高密度的STM32F103VET6，目的是能适合一般项目的需要，而价格也控制在30元以下，又避免由于FLASH和RAM太小造成的瓶颈。因为要跑μC/OS和μC/GUI，需要一定的FLASH和SRAM的。

2.串口

1）的基本概念

在STM32的参考手册中，串口被描述成通用同步异步收发器(USART)，它提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。它支持同步单向通信和半双工单线通信，也支持LIN（局部互联网），智能卡协议和IrDA（红外数据组织）SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。它还允许多处理器通信。还可以使用DMA方式，实现高速数据通信。

USART通过3个引脚与其他设备连接在一起，任何USART双向通信至少需要2个引脚：接受数据输入(RX)和发送数据输出(TX)。

RX: 接受数据串行输入。通过过采样技术来区别数据和噪音，从而恢复数据。TX: 发送数据输出。当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的I/O端口配置。当发送器被激活，并且不发送数据时，TX引脚处处于高电平。在单线和智能卡模式里，此I/O口被同时用于数据的发送和接收。

2）串口的如何工作的

一般有两种方式：查询和中断。

（1）查询：串口程序不断地循环查询，看看当前有没有数据要它传送。如果有，就帮助传送（可以从PC到STM32板子，也可以从STM32板子到PC）。

（2）中断：平时串口只要打开中断即可。如果发现有一个中断来，则意味着要它帮助传输数据——它就马上进行数据的传送。同样，可以从 PC到STM3板子，也可以从STM32板子到PC。

3）芯片STM32F103的串口配置

实验中使用的芯片STM32F103VET6，内置3 个通用同步/异步收发器(USART1、USART2 和USART3)，完全支持RS232 协议，且有更高的传输速率。接口电平匹配芯片选择高速且兼容3.3V 单片机的MAX3232（其外围电路与MAX232 同）。下面将对库函数的使用方法、I/O 端口和串行口的配置分别进行说明。

ST 公司给出了整个芯片外设的固件库，只需简单配置即可使用。首先把固件库中LibrariesCMSIS

CoreCM3 里面的6 个文件加入到工程中去，里面有启动文件、寄存器和变量定义文件，是使用库编程必不可少的文件； 然后在工程中加入实验中用的stm32f10x_rcc.c/stm32f10x_gpio.c 和stm32f10x_usart.c3 个文件分别用来配置时钟、端口和串口。完成后的文件列表如图中虚线框内所示。

重点讲述STM32 串口配置的方法。首先STM32要初始化时钟和外设，然后才能在主函数编程实现具体功能。

3.代码和分析

程序代码：

汇编部分：

AREA |DATA|,CODE,READONLY ENTRY;ldr r13,=0x1000 IMPORT main b main END C部分：

#include #include #include #include #include #include #include #include

//所有STM32外设驱动 #include “stm32f10x_lib.h”

typedef

unsigned char INT8U;typedef

char INT8S;typedef

unsigned int

INT16U;typedef

int

INT16S;typedef

unsigned long INT32U;typedef

long INT32S;

#define led_gpio GPIOC//((GPIO_TypeDef *)GPIOC_BASE)//*LED*// #define led1 GPIO_Pin_6 //led1 连接在GIIOC_6 #define led2 GPIO_Pin_7 //led2 连接在GIIOC_7 #define led3 GPIO_Pin_8 //led3 连接在GIIOC_8 #define led4 GPIO_Pin_9 //led4 连接在GIIOC_9 #define led_on1 GPIO_SetBits(led_gpio,led1)#define led_on2 GPIO_SetBits(led_gpio,led2)#define led_on3 GPIO_SetBits(led_gpio,led3)#define led_on4 GPIO_SetBits(led_gpio,led4)#define led_off1 GPIO_ResetBits(led_gpio,led1)#define led_off2 GPIO_ResetBits(led_gpio,led2)#define led_off3 GPIO_ResetBits(led_gpio,led3)#define led_off4 GPIO_ResetBits(led_gpio,led4)

#define

USART_RECV()USART1->DR #define USART_RECV_WAIT(x){ while(!(UCSRA1->SR &(1<DR;}

INT8U

RecvStr[6];//*串口接收到的指令: 0xFA(开始)+0x00/0x01(LED1)+0x00/0x01(LED2)+0x00/0x01(LED3)+ 0x00/0x01(LED4)+0x00~0x04(校验)+ 0xFE(结束))*// INT8U

DataN=0;

//串口接收数据的个数

void

USARTInit(void);void USART1_TRQHandler(void);void led_init(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//开启gpio c 时钟信号

//*RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);*//

//设计全部4个 LED指示灯信号为输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = led1 | led2 | led3 | led4;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(led_gpio, &GPIO_InitStructure);}

int main(void){ USARTInit();

while(1){

if(DataN >= 6)

{

//DataN>=6表示串口已经收到了整组数据 if((RecvStr[0] == 0xAA)&&(RecvStr[6] == 0xFE)&&(RecvStr[1]+RecvStr[2]+RecvStr[3]+RecvStr[4]==RecvStr[5]))//先检查

{

if(RecvStr[1]==0x01)//for(i = 0;i <= 4;i++){ if((RecvStr[i]==0x01)led_oni }

led_on1;

else if(RecvStr[1]==0x00)

led_off1;

if(RecvStr[2]==0x01)

led_on2;

else if(RecvStr[2]==0x00)

led_off2;

if(RecvStr[3]==0x01)

led_on3;

else if(RecvStr[3]==0x00)

led_off3;

if(RecvStr[3]==0x01)

led_on3;

else if(RecvStr[3]==0x00)

led_off3;

if(RecvStr[4]==0x01)

led_on4;

}

else if(RecvStr[4]==0x00)

led_off4;

}

DataN = 0;

//处理完成, 可以再次接收数据

} } void USARTInit(void){ RCC->APB2ENR|=1<<2;

//使能PORTA口时钟

RCC->APB2ENR|=1<<14;

//使能串口时钟

GPIOA->CRH&=0XFFFFF00F;

GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO状态设置

RCC->APB2RSTR|=1<<14;

//复位串口1 RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止复位

//*波特率设置*// USART1->BRR=9600;// 波特率设置

USART1->CR1|=0X200C;//1位停止,无校验位.// USART_CR1|= 0x00002000;//将USART_CR1寄存器的UE置1来激活USART。编程USART_CR1的M位定义字长

// USART_CR2|= 0x00000000;//在USART_CR2中编写停止位的个数

// USART_BRR = 9600;

//利用波特率寄存器USART_BRR选择希望的波特率。

// USART_CR1|= 0x00000004;//设置USART_CR1的RE位。激活接收器，使它开始寻找起始位。

}

void USART1_TRQHandler(void)//USART中断处理 {

//在这里面添加串口数据接收中断处理程序

INT8U temp;

//中间变量

temp = USART_RECV();//读取串口收到的数据

if(temp == 0xFA)

{

//如果收到祯头, 那就得重新记数据

DataN = 0;

}

else if(DataN < 6)

{

//否则当DataN小于4，继续收数据

DataN++;

}

RecvStr[DataN] = temp;//将当前数据存到串口指令数组里 }

4.代码流程图

添加库函数 对GPIO端口的宏定义

状态寄存器初始化

开启时钟信号 使能串口时钟

选择合适波特率

定义中断处理

设置LED输出信号

开始接收数据

判断数据的完整与准确性

完整则编码LED灯表示

不完整恢复中断继续接收

5.心得体会

通过本次设计理解和掌握ARM的串行口工作原理。学习了UART的基本知识和基于stm32编程配置、实现UART通讯，学会了串口调试助手或超级终端的使用。

对微处理器的构成和stm32的具体功能有了更深的了解和认识。并且熟悉了c程序的编写以及汇编语言和c语言混合编程的实现，对以后嵌入式的学习起到了启发和推动作用。

在设计过程中也意识到了自己在许多方面的不足，比如基础知识的不牢固，工具软件使用等方面的问题，但在同学的帮助之下还是基本完成了任务。自己以后会以此为戒，多动手实践，将理论知识与具体操作结合，加深理解，才能更好的学习嵌入式系统。

第二篇：微处理器系统结构与嵌入式系统教学大纲

《微处理器系统原理及嵌入式系统设计》课程教学大纲

课程编号：20082008 学 时 数：80

适用专业：通信工程、网络工程、信息工程 学 分 数：5

开课学期：第5 学期

先修课程：数字逻辑设计及应用、软件设计基础、C语言 执 笔 者：阎波

编写日期：2009.12

审核人（教学副院长）：

一、课程性质和目标

授课对象：本科生 课程类别：学科基础课 教学目标：

随着计算机技术、集成电路设计技术和半导体工艺技术的不断提高，计算机领域进入后PC时代，微处理器的应用几乎无处不在；而以应用为中心、软硬件可剪裁的专用计算机系统产品（也即嵌入式系统产品）也已成为我国信息产业新的市场增长点。嵌入式计算机系统设计技术已成为通信、雷达、自控、微电子等研究应用领域的合格工程师应掌握的基本技术和技能。本课程根据高年级本科人才培养、新技术发展与应用的需求而开设，是工科电工电子类非计算机专业的重要专业基础课程，面向全校各专业本科生授课。

本课程在加强计算机组成原理与系统结构知识的基础上，选用ARM作为核心芯片，并引入先进的EDA/AISC技术讲解了嵌入式系统的设计技术。通过本课程的学习，使学生建立较全面的计算机基础知识架构，并掌握嵌入式计算机系统原理及接口技术的硬/软件设计核心技术，培养学生嵌入式计算机系统设计开发领域分析问题和解决问题的初步能力，着眼对学生综合能力、特别是创新能力的培养，能够最大限度地激发学生的学习热情和探索未知的兴趣，从而有效提高学生的工程素质。

二、课程内容安排和要求

（一）教学内容、要求及教学方法

本课程的主要内容包括微处理器系统结构和嵌入式系统设计技术两大部分，其中重点为微处理器系统结构相关的基础知识，难点为嵌入式系统设计的核心技术。详细教学内容及要求安排如下：

1.微处理器系统概述（6学时）（课件chap0、chap12）

 理解本课程的研究内容及定位；

 理解嵌入式计算机系统与通用计算机系统的异同；（教材chap1） 理解现代计算机系统的层次结构；（教材chap1）

 掌握计算机体系结构（指令集、存储器读写、I/O控制方式）和计算机组成原理（CPU结构、存储器组织、总线及接口）涉及的不同领域及其相互之间的关系；（教材chap1） 掌握冯·诺依曼体系结构的特征，以及计算机的基本工作原理与工作流程；（教材chap2） 掌握现代计算机系统的性能基本评测技术和指标；（教材chap1） 理解现代计算机体系结构与组成技术的发展趋势；（教材chap2） 了解微电子技术的发展及其对计算机设计技术的影响；（教材chap1）2.微处理器体系结构（8学时）（课件chap3）

 掌握CPU基本功能及内部结构（体系结构）；（教材chap3）

 掌握CPU基本硬件（控制单元、数据通路）设计技术（组成原理）；（教材chap2、chap3）

 掌握指令系统的基本设计要素，包括指令功能、指令格式及寻址方式的确定；（教材chap2、chap3）

 理解现代计算机系统中CPU体系及组织结构的改进，理解随机逻辑、微码、流水线、超标量等不同微处理器的设计特点；（教材chap3） 理解CISC与RISC结构的差异；（教材chap3） 理解流水线的工作原理及冲突；（教材chap3）

 理解微处理器系统硬件与软件两者之间的相互影响；（教材chap3）

3.存储系统（8学时）（课件chap24-Mem）

 掌握现代计算机系统中存储器的分层体系结构（教材chap2）及地址映射技术（教材chap4）；

 掌握存储器的基本存取原理，包括存储单元工作原理、编址技术及存放技术等；（教材chap2）

 理解采用不同读写机制的存储技术的特点，如LIFO、FIFO、多端口等；（教材chap2） 理解存储器（芯片）的主要性能指标；（教材chap4） 掌握主存储器扩展设计技术；（教材chap4）

 了解现代计算机系统常用的存储技术及存储产品；（教材chap2）4.总线与接口（14学时）（课件chap24-Mem）

 掌握总线的组织形式及关键要素（带宽、时序、仲裁）；（教材chap2） 掌握串行通信（总线）的基本特性；（教材chap2）

 掌握输入/输出系统基本控制方式的特点及适用条件；（教材chap2）

 掌握接口电路的基本结构及地址映射、地址译码、总线隔离等关键设计技术；（教材chap4）

 掌握无条件、查询及中断控制接口的硬件及驱动设计方法；（教材chap4）

 理解串行接口、定时/计数接口、A/D/A接口、DMA接口及可编程通用接口的结构特点及设计要点；（教材chap4）

 理解现代计算机系统中输入/输出系统的体系及组织结构的改进；（教材chap2） 了解现代计算机系统常用的片上、片外总线标准； 5.ARM微处理器体系结构（8学时）（课件chap5）

 掌握ARM内核的体系结构及其所支持的各种编程模型、运行模式及工作状态；（教材chap5）

 掌握ARM常用寻址方式及指令子集的使用；（教材chap5） 掌握ARM内核对异常和中断的处理方式；（教材chap5） 理解ARM内核支持的存储技术和输入/输出技术；

 理解ARM内核与ARM微处理器芯片的关系；（教材chap5） 了解各系列ARM处理器的发展及结构特点；（教材chap7）6.ARM程序设计技术（6学时）（课件chap6）

 掌握ARM常用的伪指令子集和汇编语句格式；（教材chap6） 理解ARM工程的特点及程序框架；（教材chap6） 掌握ARM汇编与C/C++混合语言编程方法；（教材chap6） 理解汇编程序结构及汇编语言编程技术的特点；（教材chap6）

7.基于ARM嵌入式系统硬件设计技术（6学时）（课件chap7）

 掌握ARM处理器的最小硬件系统的设计方法；（教材chap7） 理解基于ARM处理器的存储器接口设计及应用技术；  理解基于ARM处理器的人机交互接口设计及应用技术；  理解基于ARM处理器的串行通信接口设计及应用技术；  理解基于ARM处理器的A/D及D/A接口设计及应用技术； 8.基于ARM的嵌入式系统软件设计技术（6学时）（课件chap8）

 理解嵌入式软件系统的结构及功能；（教材chap8） 理解系统引导加载（bootload）技术；（教材chap8）

 理解嵌入式操作系统（Linux）的任务、性能指标及内核移植技术（教材chap8）；  理解嵌入式操作系统下的驱动开发技术；（教材chap8） 了解嵌入式计算机系统的设计、测试及应用特点；（教材chap8）注：包括补充实验教学课件2学时，但需放在实验前讲； 9.基于ARM微处理器核的SOC设计（2学时）

 理解SOC的典型结构和基本设计方法；

 理解基于ARM（AMBA总线）的SOC的系统设计方法。

（二）自学内容和要求

学生应根据自身情况先期或同步自学补充以下知识：

 计算机系统结构与组成原理  嵌入式操作系统设计技术  嵌入式操作系统下的驱动开发技术  ASIC设计技术

（三）实践性教学环节和要求

本课程包含16学时实践（实验、课程设计等）课程，要求学生掌握微处理器系统结构、嵌入式系统设计的基本实验技能、测量仪器仪表使用方法，掌握基本的ARM嵌入式系统设计理论，掌握常用的通讯接口、音频接口以及显示/触摸屏等人机接口的设计实现理论与技能。

1.学习使用嵌入式系统开发仿真平台，建立基于ARM的嵌入式Linux开发环境（2学时）2.设计及仿真（选做部分），并撰写实验报告（6学时）

 ARM平台下多线程应用程序设计；  基于ARM的模块方式驱动程序设计；  SCI/SPI串行通信；  以太网通信；

 LCD驱动开发及应用；  触摸屏驱动开发及应用；

 SD卡读写驱动开发及文件系统设计；  AC97音频接口驱动开发及应用；  USB OTG接口驱动开发及应用； 3.课程设计，完成设计报告（课外）

 简单RISC微处理器设计  简单嵌入式操作系统设计  嵌入式最小硬件系统设计

三、考核方式

本课程建议考核方式：平时（10%）+实验（15%）+期中（15%）+期末（60%）（英才班：平时30%+实验20%+期末50%）

四、建议教材及参考资料

1.建议教材：

 微处理器系统结构及嵌入式系统设计，李广军等，电子工业出版社，2009.8 2.参考资料

 系统体系结构（第5版），Stephen D.Burd著，郭新房等译，清华大学出版社，2007  计算机系统结构，张晨曦、王志英等，高等教育出版社，2008  现代计算机组成原理，潘松，潘明编著，科学出版社，2007

 计算机组织与体系结构-性能设计（第七版），William Stallings著，张昆藏等译，清华大学出版社，2006  ARM体系结构与编程，杜春雷编著，清华大学出版社，2007

 ARM体系结构及其嵌入式处理器，任哲等，北京航空航天大学出版社，2007  ARM926EJ-S Technical Reference Manual DDI0198D.ARM, January, 2004. ARM920T Technical Reference Manual(Rev 1).ARM, April, 2001.3.推荐网站

 http://www.xiexiebang.com  http://www.xiexiebang.com  http://www.xiexiebang.com  http://www.xiexiebang.com

第三篇：中英文外文翻译--PLC和微处理器-精品.精讲范文

Introductions of PLC and MCU A PLC is a device that was invented to replace the necessary sequential relay circuits for machine control.The PLC works by looking at its inputs and depending upon their state, turning on/off its outputs.The user enters a program, usually via software or programmer that gives the desired results.PLC are used in many “real world” applications.If there is industry present, chances are good that there is a PLC present.If you are involved in machining, packaging, material handling, automated assembly or countless other industries, you are probably already using them.If you are not, you are wasting money and time.Almost any application that needs some type of electrical control has need for PLC.For example, let‟s assume that when a switch turns on we want to turn a solenoid on for 5 seconds and then turn it off regardless of how long the switch is on for.We can do this with a simple external timer.What if the process also needed to count how many times the switch individually turned on? We need a lot of external counters.As you can see, the bigger the process the more of a need we have for a PLC.We can simply program the PLC to count its inputs and turn the solenoids on for the specified time.We will take a look at what is considered to be the “top 20” PLC instructions.It can be safely estimated that with a firm understanding of there instructions one can solve more than 80% of the applications in existence.That„s right, more than 80%!Of course we‟ll learn more than just these instructions to help you solve almost ALL your potential PLC applications.The PLC mainly consists of a CPU, memory areas, and appropriate circuits to receive input/output data, as shown in Fig.19.1 We can actually consider the PLC to be a box full of hundreds or thousands of separate relays, counters, timer and date storage locations.Do these counters, timers, etc.really exist? No, they don‟t “physically” exist but rather they are simulated and can be considered software counters, timers, etc.These internal relays are simulated

through bit locations in registers.What does each part do? INPUT RELAYS-(contacts)These are connected to the outside world.They physically exist and receive signals from switches, sensors, etc...Typically they are not relays but rather they are transistors.INTERNAL UTILITY RELAYS-(contacts)These do not receive signals from the outside world nor do they physically exist.They are simulated relays and are what enables a PLC to eliminate external relays.There are also some special relays that are dedicated to performing only one task.Some are always on while some are always off.Some are on only once during power-on and are typically user for initializing data what was stored.COUNTERS These again do not physically exist.They are simulated counters and they can be programmed to count pulses.Typically these counters can count up, down or both up and down.Since there are simulated, they are limited in their counting speed.Some manufacturers also include high-speed counters that are hardware based.We can think of these as physically existing.Most timers these counters can count up, down or up and down.TIMERS These also do not physically exist.They come in many varieties and increments.The most common type is an on-delay type.Other include off-delay and both retentive and non-retentive types.Increments vary from 1ms through 1s.OUTPUT RELAYS-(coil)These are connected to the outside world.They physically exist and send on/off signals to solenoids, lights, etc… They can be transistors, relays, or triacs depending upon the model chosen.DATA STORAGE-Typically there are registers assigned to simply store data.There are usually used as temporary storage for math or data manipulation.They can also typically be user power-up they will still have the same contents as before power war removed.Very convenient and necessary!A PLC works by continually scanning a program.We can think of this scan cycle as consisting of 3 important steps, as shown in Fig.19.2 There are typically more than 3 but we can focus on the important parts and not worry about the others.Typically the others are checking the system and updating the current and timer values.Step 1-CHECK INPUT STATUS-First the PLC takes a look at each input to determine if it is on or off.In other words, is the sensor connected to the first input on? How about the second input? How about the third…It records this data into its memory to be used during the next step.Step 2-EXECUTE PROGRAM-Next the PLC executes your program one instruction at a time.Maybe your program said that if the first input was on then it should turn on the first output.Since is already knows which inputs are on/off from the previous step, it will be able to decide whether the first output should be turned on based on the state of the first input.It will store the execution results for use later during the next step.Step 3-UPDATE OUTPUT STSTUS-Finally the PLC updates the status of outputs.It updates the outputs based on which inputs were on during the first step and the results of executing your program during the second step.Based on the example in step 2 it would now turn on the first output because the first input was on and your program said to turn on the first output when this condition is true.After the third step the PLC goes back to step one and repeats the steps continuously.One scan time is defined as the time is takes to execute the 3 steps listed above.Thus a practical system is controlled to perform specified operations as desired.The AT89S52 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller with 8Kbytes of in-system programmable Flash memory.The device is manufactured using Atmel‟s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard 80C51 instruction set and pin-out.The on-chip Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programmer.By combining a versatile 8-bit CPU with in-system programmable Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89S52 is a powerful microcontroller which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applications.The AT89S52 provides the following standard features: 8K bytes of Flash, 256 bytes of RAM, 32 I/O lines, Watchdog timer, two data pointers, three 16-bit timer/counters, a six-vector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, on-chip oscillator, and clock circuitry.In addition, the AT89S52 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes.The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port, and interrupt system to continue functioning.The Power-down mode saves the RAM contents but freezes the oscillator, disabling all other chip functions until the next interrupt or hardware reset.Port 0 is an 8-bit open drain bidirectional I/O port.As an output port, each pin can sink eight TTL inputs.When is written to port 0 pins, the pins can be used as high-impedance inputs.Port 0 can also be configured to be the multiplexed lowered address/data bus during accesses to external program and data memory.In this mode, P0 has internal pull-ups.Port 0 also receives the code bytes during Flash programming and outputs the code bytes during program verification.External pull-ups are required during program verification.Port 1 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups.The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs.When 1s are written to Port 1 pins, they are pulled high by the internal pull-ups and can be used as inputs.As inputs, Port 1 pins that are externally being pulled low will source current(IIL)because of the internal pull-ups.In addition, P1.0 and P1.1 can be configured to be the timer/counter 2 external count input(P1.0/T2)and the timer/counter 2 trigger input(P1.1/T2EX).PLC和微处理器简介

PLC(可编程逻辑控制器)是极限控制中为代替必要的继电器时序电路而发明的一种设备。PLC工作时通过查询输入端并根据其状态打开或关闭输出。用户通常用软件或编程器输入程序，从而或得期望的结果。

很多实际应用都采用PLC。工业生产中应用PLC的可能性很高。如果你正在进行机械制造，产品包装，材料处理，自动化装配及无数其他工业生产，你可能已经用到了PLC。如果你没有用到，那就是在浪费金钱和时间。几乎所有需要电气控制的地方都需要PLC。

例如，假定在开关闭合时我们需要一个线圈接通5秒然后不管开关接通多长时间都将线圈断开。我们可以通过一个简单的外部定时器来实现。但是加入该过程有十个开关和线圈呢？我们就需要十个外部定时器。如果这个过长分别记录每个开关开启的次数呢？我们又需要很多外部计数器。

由此可见，系统越大，我们就越需要PLC。我们可以简单地用PLC编程来对输入信号进行技术，并在规定的时间接通线圈。

我们考察一下哪些是PLC中最常用的20条指令。保守地估计一下，如果镇长地掌握了这些指令，就能解决80%以上现存的应用问题。

是的，80%以上！当然，我们要学习的指令比这些更多，以帮助你解决几乎所有潜在的PLC应用问题。

PLC主要由中央处理器(CPU)，存储器和输入，输出电路构成，我们可以将PLC看成是一个装满了成百上千个独立的继电器，计数器，定时器，以及数据存储器的盒子。这些计数器，定时器，定时器等是不是真的存在呢？不，它们都是模拟的，物理上并不存在，但可以将它们看长是软计数器，软定时器。这些内部继电器是用寄存器中的单元模拟出来的。

各个部分是如何工作的呢？

输入继电器(触点)这些继电器连接外部电路。它们是实际存在的，并接受来自开关，传感器等的信号，通常是晶体管而非继电器。

内部通用继电器(触点)它们不从外部设备接受信号，也非物理上存在的。它们是模拟的继电器，用以消除PLC的外部继电器。此外还有一些特殊继电器，专门执行一项任务。其中一些是常开的，一些是常闭的。有一些仅在电源上电时导通一次，通常用来初始化存储的数据。

计数器 它们也并非物理上存在的，而是模拟的计数器，可通过编程来对脉冲进行计数。通常它们可进行加计数，减计数或同时进行加减计数。因为它们是用软件模拟的，计数速度就有限。一些制造商提供了基于硬件的高速计数器，这样的计数器可以认为是物理上存在的。这些计数器多数情况下可以进行加计数减计数或同时进行加减计数。

定时器它们也并非物理上存在的，分为多种类型和定时单位。最常用的一种类型是延时导通型。其他类型还有延时断开型，记忆和非记忆型。定时单位的范围是1MS到1S

输出继电器(线圈)该部分连接到外围电路。它们是物理上存在的，并给线圈，灯等发送开关信号。输出继电器也可以是晶体管，继电器或可控硅，取决于选择的型号。

数据寄存器 它们通常是用来存储数据的寄存器，一般作为运算或数据处理的暂存器。在PLC断电时通常还可以用来存储数据。再次接通电源后，其内容与断电前相同，非常方便且必要。

PLC是通过连续扫描一个程序来工作的。我们可以认为扫描周期是由三个主要阶段组成的。如图所示。当然有多余三个阶段的情况，但我们可关注重要的环节，忽略其他环节。其他阶段通常正在检查系统及更新内部计数器和定时器的当前值。

第一步----检查输入状态----首先PLC检查每一个输入是否接通。换句说就是，与第一个输入端连接的传感器接通了吗？第二哥输入呢？第三个输入呢？PLC将这些数据记录到存储器中，以便在下一个阶段使用。

第二步----执行程序----然后PLC一次一条地执行程序。你的程序可能要求第一个输入接通时，接接通第一个输出。因为在上一步已经知道输入端的开关状态，根据上一步输入端的状态，就可以确定是否应该接通第一个输出。PLC将执行结果存储起来，以供下一步使用。

第三步----更新输出状态----最后PLC更新输出状态。PLC根据第一步中国接通的输入和第二步中程序执行的结果更新输出转台。由于第一个输入接通了，程序要求在该条件满足时就接通第一个输出，根据第二步的情况，PLC就接通第一个输出。

PLC在执行完第三步后就返回到第一步，并反复循环。一次扫描时间定义为执行上面的三步所花的时间。因此，一个实际的系统应根据要求执行特定的操作。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。

第四篇：51单片机与ARM等微处理器的选择

51单片机与ARM等微处理器的选择（专题分析）

目前，随着微电子技术的发展，生产单片机和ARM的厂家也很多，集成度也越来越高。一些单片机集成了很多常用外围电路，如：AD（数模转换）电路、USB内核、CAN总线、SPI总线、IC总线、PWM、EEPROM等。很多时候，选取一款合适的微处理器（或者微控制器），关系到一个产品的研发周期和生产成本，所以微处理器的选型在整个方案设计中占有很重要的地位。

为了解决这个疑问，我们首先需要分清下面几个概念：单片机、ARM、DSP、FPGA/CPLD，这几个关键词是学习电子的人常见的几种芯片。这几个词要分类的话首先要把FPGA/CPLD和其他的分开，因为FPGA/CPLD的原理和单片机、ARM、DSP不同。

FPGA/CPLD 是通过硬件实现功能的，FPGA是Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列；CPLD是Complex Programmable Logic Device的缩写，即复杂可编程逻辑器件。通过名字可以看出，二者都是可编程的逻辑器件，即实实在在的硬件，通过对硬件编程以实现某种特定功能。简而言之，二者就是一个与非门或者或非门阵列。由于所有的逻辑式子都可以变换成与非结构或者或非结构，因此所有的逻辑功能都可以通过FPGA/CPLD实现，编程后的芯片相当于一个数字芯片，如加法器，移位寄存器等。二者的区别在于FPGA是基于RAM结构的，CPLD是基于ROM机构的，如果我们一个产品里面涉及到很多逻辑处理，尽量选用CPLD甚至FPGA，它能随时根据需要调整逻辑控制关系。再说单片机和ARM及DSP的关系，单片机是“单片微型计算机”的简称；ARM是Advanced RISC Machines的简称，它只是一家微处理器设计企业的名字，因此ARM是他们设定的微处理器的统称；DSP是Digital Signal Processing的简称，即数字信号处理。了解了这些，我们可以说单片机是所有所有MCU（微型控制单元）的统称，ARM和DSP只是他们的一 种，ARM属于用公司名称的一种称呼，而DSP则是根据功能（数字处理）命名的一种称呼。但是，在行业内，单片机一般特指8位或16位的MCU，在本文中仍采用大家熟悉的叫法，把单片机和ARM放在并列的位置。

一个产品中，是选择单片机还是ARM呢？我们首先得搞清楚51单片机在市场中的应用情况以及将来的发展情况。众所周知，自从ARM出现以来，短短的几年内便出现 了ARM7、ARM9、M3、M4、A8、A9、A10等等多个系列，其性能也得到了飞速发展，以其高性能，低价格，低功耗等优势迅速占领了MCU的江 山，比起当年的51有过之而无不及。作为32位机，其性能是毋庸置疑的，即便是相同的时钟速率，32位机的处理一些数据的速2

度也要快于8位机，如一个32 位的加法运算，8位机至少需要4个周期，而32位机只需要一个周期即可完成。ARM的优势在于较高的处理速度，还有丰富的外设资源，还有就是较大的数据和 程序存储空间。相比之下，51单片机就没有优势了吗？当然不是，51单片机的优势在于小巧的内核，成熟的技术，还有就是 位操作。在相当多的应用场合，我们并不需要ARM如此强大的处理功能和速度，而是只需要简单的控制，51单片机已经完全可以满足实际的需求，这样一 来，ARM的优势便显的不再重要，而51的位操作则是ARM达不到的，也许你会说ARM同样可以实现位操作，但如果你了解的比较深的话会发现，ARM的位操作是通过移位，与或等操作之后实现的，而51单片机则又位寻址空间，是真正的位操作。再一个就是价格，低端的ARM肯定比低端的单片机贵几倍，但一些中档的ARM则要比高端的51单片机便宜了。十几或者几十RMB的ARM的性能 是同价格的51单片机无法比拟的。此外，由于51内核简单，一些高端的51增加的功能使得他们的51单片机操作起来变得异常复杂，而且不同厂家的操作完全不同，这样就增加是使用的难度。综合看来，在高端或者中端应用方面，51单片机已经没有了任何优势，其市场主要是一些老产品或者不想学新东西的老工程师在支撑，其消亡也是必然的。然而在低端应用方面，51仍然可以占有一席之地，除了操作和价格上的微弱优势，其更大的优势在于学习简单。这其实也是在无形中降低了人力成本。因为一个资深的精通ARM的工程师要远远比精通单片机的工程师少得多，也意味着他们的薪资水平要高的多。

总之，一个产品的微控制器如何选择，必须综合考虑多方面的因素。如果是对于成本要求很高的产品，则尽量在满足功能要求的基础上考虑低端的ARM或者单片机。如果对安全性要求很高，功能要求强大，则考虑中高端的ARM芯片。如果有复杂的逻辑控制要求，则最好加上一片CPLD/FPGA芯片。如果要求精度不是很高的AD转换电路时，则采用含有AD内核的单片机或者ARM，或者说，在需要一些常见的外围电路，而有单片机集成了这种电路时，尽量选择这种单片机，以增强整个产品的可靠性。一句话，只选对的，不选贵的。

第五篇：课程设计

前言 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章

目录

„„„„„„„„„„„„„„„„1 设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„2 板材的矫正„„„„„„„„„„„„„„„„3 放样工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„4 划线（号料）„„„„„„„„„„„„„„„6 下料工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„9 装配——焊接工艺„„„„„„„„„„„„13 焊接工艺制定„„„„„„„„„„„„„„19 课程设计总结„„„„„„„„„„„„„22

前言

本次课程设计是帮助我院焊接专业的同学提高理论水平和实际操作技能，增强在科技飞速发展、市场经济体制下的竞争能力。此次实训将以往单一实训的基础之上，结合铆工技术、装焊技术，在工艺、材料、方法等方面的新进展，本次课程设计包含了钢材的基本知识、钢材的矫正、放样与号料、加工成形工艺、连接与装配焊接工艺、产品质量检查、常用工具的使用与部件更换等内容。

本次课程设计包含了“焊接结构制造及实施”、“铆工”、“焊接质量检测”、“机械制造基础”等学科的相关知识及多种工程技术、理论与实际结合极为紧密的一次实践。所以，本次课程设计按照制造业焊接产品的实际生产过程，以典型的焊接结构为载体，以焊接结构加工流程为主线，将焊接结构制造分为基础知识和制造工艺与实践两部分内容，以点带面、点面结合的进行焊接工艺的编制与生产，并且在选 择焊接制造件过程中广泛吸收了一些国内企业焊接结构制造的经验，贴近工程实践，体系完整。通过对焊接结构制造工艺过程中各个环节相关知识的操作、工艺编制等训练，使我们初步掌握现代化焊接结构生产工艺流程，明确工艺工作的内容及工艺人员的职责，熟悉焊接结构的备料与装配——焊接工艺编制方法，培养理论联系实际、分析问题的能力。帮助我们了解实际产品的制造工艺及一些典型的工艺要求，初步积累经验，为以后走上工作岗位打下良好的基础。

同时通过此次课程设计时理论与实践的双重结合，使我们收获颇多。特别是进行团队合作式的进行分工合作很好的，锻炼了我们的团队意思，使我们在团队中找到自己合适的位置，以发挥最大的作用，同时也认识到自己的不足，为以后的改进提供了很好的机会。也提高了我们对一些常用工具有了一定的了解，并且懂得了使用和熟练的掌握他，让我们在以后的求职和工作中打下了很好的基础，也增强了在职场的竞争能力和实践操作能力，总之这次课程设计我们收获横多希望以后像这样理论与实践的相结合的课程多一些，让我们在理论的基础下进行实践的摸索，这样可以让我们更好的掌握所学的知识，并且运用于实操中，使我们学有所知学有所成。

由于课程设计编者水平有有限，加上时间较紧，内容难免存在某些需要机一步完善和改进的地方甚至错误，恳请老师予以包含谅解并予以指出以便进行修改。

第一章：设计的目的：为了训练绘图，对焊接结构制造工艺的熟悉，还有铆工中的放样、划线、下料、装配、焊接、矫正，检验等这些技术方面的练习。初步积累经验，为了自己以后走上工作岗础位

打

下

良

好的基.支撑座三视图如图所示

支撑座的组成：所用板材均为6mm厚的板材。肋板、底板、平板、立板、背板。本次课程设计的支撑座的材料是Q235钢，材料的合理选用是钢结构承载能力的根本保证和追求经济性的前提，Q235钢塑性好，有一定的强度，用于制造受力不大的零件，对于支撑座的设计Q235钢的使用性能完全可以胜任的，具有较好的塑性和焊接性能。而且所使用的钢板为6mm，在铆工中规定4mm以上厚度的钢板为厚板，通常在把厚4~25mm的钢板称为中板，25mm以上的钢板称为厚板。

第二章 板材的矫正

板材的矫正可以分为四种，手工矫正，机械矫正，火焰矫正，高频火焰矫正。

手工矫正是采用锤击的方法来进行矫正，由于手工矫正操作灵活简便，所以对较小变形的钢材，在缺乏或不便使用矫正设备的场合下可以使用手工矫正。

（一）厚板的手工矫正

厚板的手工矫正通常采用以下两种方法：

①直接锤击凸起处 直接锤击凸起处的锤击量要大于材料的屈服极限，这样才能使凸起处强制压缩而被矫平。

②锤击凸起区域的凹面 锤击凹面可用较小的力量，使材料仅仅在凹面扩展，迫使凸起处受到压缩。由于厚板的厚度大，其凸起的断面两侧边缘可以看做是同心圆的两个弧，凹面的弧长小于凸面的弧长，因此，矫正时应锤击凹面，使其表面扩展，再加上钢板厚度大，打击力量小，结果凹面的表面扩展并不能导致凸面随之扩展，从而使厚钢板得到矫平。对于厚板的扭曲变形，可沿其扭曲方向和位置，采用反变形的方法进行矫正。

对于矫正后的厚板料，可用直尺检查是否平直，若用尺得棱边以不同的方向贴在板上进行观察，当其隙缝大小一致时，说明板料已经平直。

手工矫正厚板时，往往与加热矫正等方法结合进行。

第三章、放样过程

放样是制造金属结构的第一道工序，它对保证产品质量、缩短生产周期、节约原材料都有着重要的作用。

所谓放样就是根据产品图样，依照产品的结构特点、制造工艺要求等，按一定比例，在放样平台上，准确绘制结构的全部或部分投影图，并进行结构的工艺性处理和必要的计算和展开，最后获得产品制造所需要的数据、样杆、样板、和草图的工艺过程。

金属结构的放样线型放样、结构放样、展开放样三个过程，但是并不是所有的金属结构放样都经过这三个过程，有些构件完全是由平板或杆件组成而无需进行展开放样。

(一)放样的目的

1)详细复核产品图样所表现的构件各部分投影关系、尺寸及外部轮廓形状是否正确和符合设计要求。

2)在不违背原设计要求的前提下，考虑工艺要求、所用材料、设备能力和加工条件等因素而进行综合处理。3)利用放样图，可以确定复杂构件的在缩小比例图样中无法表达、而在实际制造中又必须明确的尺寸。

4)利用放样图，结合必要的计算，可以求出构件用料的真是形状和尺寸，有时还要画出与之连接的构建的位置线。5)利用放样图可以设计构件加工或装配时所需的胎具和模具，满足制造工艺要求。6)为后续工序提供施工依据。

7)某些构件还可以直接利用放样图进行装配时的定位。即所谓的“地样装配”。(二)放样程序与放样过程

放样的方法有多种，但在长期的生产实践中形成啦以实尺放样为主的放样方法，随着科学技术的发展，又出现啦比例放样、计算机放样等新的工艺，并逐步推广使用，在目前广泛应用的还是实尺放样。

实尺放样就是采用1:1的比例，根据图样的形状和尺寸，用基本的作图方法，以产品的实际大小，放到放养台上的工作。那下面我就简单的介绍一下线型放样。

(1)线型放样 就是根据结构制造需要，绘制构件整体或局部轮廓的投影基本线型。注意的问题有：

1)根据所要绘图样的大小和数量多少，安排好图样在放样台上的位置。

2)选取放样画线基准。3)首先要画基准线，其次才能画其他的线。

4)画出设计要求必须保证的轮廓线型为主，因工艺需要可能变化的线型可以不画。

5)必须严格遵守正投影规律。

6)对于具有复杂线型的金属结构，往往采取采用平行于投影面的翻面剖切，画出一组或几组线型，来表示结构的完整形状和尺寸。7)放样应该在光线充足的地方，以便于看图和划线。(三)放样时的注意事项： ①放样开始之前必须看懂图纸。

②放完样要进行两个方面的检查;一方面检查是否有遗漏的工件和孔，另一方面检查各部尺寸。

③如果图纸看不清或对工作图有疑问，应先向工程技术人员问清楚，并作出清晰的标注和更正。

④放样时不得将锋利的工具如划针立方在场地上，用完的钢卷尺要随时放好。

⑤需要保存的式样图，应注意保护存放，不得涂抹和践踏。⑥样板、样杆用完后，应妥善保管，避免锈蚀和丢失。

第四章 划线(号料)过程

利用样板、样杆、号料草图及放样得出的数据，在板料和型钢上划出零件真实的轮廓和孔口真实形状，以及与零件相连接构件的位置、加工线等，并注出加工符号，这一过程称为划线，也称号料。划线是一项细致而重要的工作，必须按有关的技术要求进行，同时，还 要着眼于产品的整个制造工艺过程，充分考虑用料问题，灵活而又准确的在各种板料、型钢及成形零件上进行划线。

(一)划线工具

划针、圆规、角尺、样冲和曲线尺等。

(二)为了保证划线质量，必须严格遵守下列规则： ① 垂直线必须用作图法画，不能用量角器或直角尺，更不能使用目测法划线。

② 用圆规在钢板上画圆，圆弧或分量尺寸时，为防止圆规脚尖的滑动，必须先冲出样冲眼。(三)注意事项：

① 校队钢材牌号和规则是否与图纸的要求相符，对于重要产品所用的钢材，应有合格的质量证明文件，钢材的化学成分与力学性能应符合图纸所规定的要求。

② 划线前钢材表面应该平整，如果表面呈波浪形或凸凹不平度过大时，就会影响划线的准确性，所以事先应加以矫正。③ 钢材的表面应该干净清洁，并检查表面有无夹灰、麻点、裂纹等缺陷。

④ 划线工具应定期检查校正，尽可能采取高效率的工夹具，以提高效率。

⑤ 熟悉产品图样和制造工艺。应该根据制造工艺的要求，合理安排各零件划线的先后顺序以及零件在材料位置上的排布等。⑥ 正确使用划线工具。

⑦ 划线后，在零件的加工线、接缝线及孔的中心位置等处，应根据加工需要打上冲眼。

⑧ 合理用料。利用各种方法，技巧，合理铺排零件在材料上的位置，最大限度的提高材料的利用率，是划线的一个重要内容。生产中，常常采用下列方法来达到合理用料的目的：

集中套排

由于零件的材质，规格是不同的，为了做到合理使用原材料，在零件数量较多时，可以将相同牌号的材料且厚度相同的零件集中在一起，统筹安排，长短搭配，这样就可以充分利用原材料，提高材料的利用率。

余料利用 由于每一张钢板和每一张型钢划线后，经常会出现一些形状或长度大小不一的余料。将它们集中起来利用，可最大限度的提高材料的利用率。

分块排料法 生产中为了提高材料的利用率，在工艺许可的条件下，常用以小拼整的方法。

目前合理用料的工作已有计算机来完成也就是计算机排样，并且与数控切割等先进技术下料方法进行配合。

划线是对加工提供直接依据。为了保证产品质量，对划线偏差加以控制。

第五章 下料工艺过程

下料是将零件或毛坯从原材料上分离下来的工序。在焊接结构制 造中常用的下料方法有机械切割和热切割两大类。机械切割是指材料在常温下利用切割设备进行切割的方法，热切割是利用氧乙炔焰、等离子弧进行切割的方法。

一、机械切割 ㈠锯割

锯割主要用于管子、型钢、圆钢等的下料

⑴手工锯割 一般用弓形锯也可采用手工电锯 ⑵机械锯割 弓锯床、带锯床、圆盘锯床等。

㈡砂轮锯割

根据砂轮磨削特性，采用高速旋转的薄片砂轮进行切割。

㈢剪切

利用剪板机将材料剪成一定外形尺寸的毛料。以作为后续冲压、边缘加工和焊接等工序的备料。

剪切设备 斜口剪床、平口剪床、圆盘剪床、振动剪床、龙门剪床、联合冲剪机。

(四)冲裁

冲裁是冲压工序的一种。利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法，称为冲裁。

冲裁是下料的方法之一。板材的冲裁分类有两种：若冲裁的目的是为了制取一定外形轮廓的工件，即被冲下的为所需要的部分，而剩余的为废料，这种冲裁称为落料。反之，若冲裁的目的是为了加工一形状和外形尺寸的内孔，冲下的为废料，剩余的为所需部分，这种冲 裁称为冲孔。

二 热切割

(一)气体火焰切割(气割)⒈ 气割原理

气割的实质是金属在氧中的燃烧过程。它利用可燃气体和氧气混合燃烧形成的预热火焰，将被切割金属材料加热到其燃烧温度，由于很多金属材料能在氧气中燃烧并放出大量的热，被加热到燃点的金属材料在高速喷射的氧气流作用下，就会发生剧烈燃烧，产生氧化物，放出热量，同时氧化物熔渣被氧气流从切口处吹掉，使金属分割下来达到切割的目的。

气割过程包括三部：①火焰预热——使金属表面达到燃点；②喷氧燃烧——氧化、放热；③吹除熔渣——金属分离。

气割的特点：设备简单、使用方便；生产效率高；成本低、适用范围广；可以切割各种形状的金属零件，厚度可达1000mm；主要切割碳钢、低合金钢；可用于毛坯；亦可用于开坡口或割孔。

⒉气割使用气体

气割使用气体分为两类，即助燃气体和可燃气体。助燃气体是氧气，可燃气体是乙炔气或石油气等。气体火焰是助燃气体和可燃气体混合而成，形成火焰的温度可达3150℃以上最适宜焊接和气割。

纯氧本身不能燃烧，但在高温下非常活泼，当温度不变而压力增大时，氧气可与油类发生剧烈化学反应而自然，产生强烈爆炸，所以要严防氧气瓶与油脂接触。乙炔气又称石油气，为不饱和的碳氢化合物，是一种可燃气体。乙炔温度超过300℃或压力超过0.15Mpa时，遇火就会爆炸。当空气中乙炔的体积分数为2.2%~81%时，遇到明火常压下也会爆炸，所以焊接和气割现场要特别注意通风。

气割常用的可燃气体为乙炔气。⒊实现气割的条件

1)金属材料的燃点必须低于熔点。低燃点是金属进行气割的基本条件，否则，气割是金属将在燃烧前现行熔化，使之变为熔割过程，不仅各口宽，极不整齐，而且易粘结，达不到切割质量要求。2)燃烧生成的金属氧化物的熔点，应低于金属本身的熔点，同时流动性要好，否则，就会在割口表面形成固态氧化物，阻碍氧流与下层金属的接触，使切割过程不能正常进行。3)金属燃烧时，能放出大量的热，而且金属本身的导热性能要差，以保证下层金属有足够的预热温度，使切割过程能连续进行。4)金属中阻碍气割过程进行和提高钢淬硬性的杂质要少。⒋气割设备及工具

⑴氧气瓶 氧气瓶是储存和运送高压氧气的容器。氧气瓶体上部装有瓶阀，通过旋转手轮可开关瓶阀并能控制氧气的进 出流量，瓶帽旋在瓶头上，以保护瓶阀。

氧气瓶外表应涂成天蓝色，并用黑漆表明“氧气”字样 ⑵乙炔瓶 是一种储存和运送乙炔的压力容器，是用优质碳素结构钢或低合金结构钢经轧制而成的圆柱形无缝瓶体，外表为白色，并用红漆标注“乙炔”字样，在使用乙炔时必须严格遵守安全操作规程。

⑶氧气减压器 是用来调节氧气工作压力的装置。气割时所需氧气的压力有一定的规范，要使氧气瓶中的高压氧气转变为气割需要的稳定的低压氧气，就要用它来调节。⑷橡胶软管 氧气和乙炔气是通过橡胶软管输送到割据中去的，氧气的胶管工作压力为1.5MPa,孔径是φ8mm；乙炔胶管工作压力为0.5MPa,孔径为φ10mm.为了便于识辨氧气管采用黑色，乙炔胶管为红色，氧气胶管与乙炔胶管的强度不同，不能混用或相互代替。

⑸割炬 割炬的作用是使乙炔气和氧气以一定的比例和方式混合，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行切割。

第六章 装配——焊接工艺

装配-焊接是焊接结构生产中的核心，直接关系到焊接结构的质 量和生产效率。同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配——焊接顺序，及会有不同的工艺过程。

第一节 焊接装配的基础知识

装配在焊接结构制造过程中，将组成结构的各个零件按照一定的位置、尺寸关系和精度要求组合起来的工序。在焊接结构制造中，焊接的装配是决定焊接质量的关键工序，而焊件的装配质量又取决于零件下料和成形的尺寸精度。装配在焊接结构制造工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配工作的质量好坏直接影响着产品的最终质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个产品制造的30﹪~40﹪。所以，提高装配工作的效率和质量，在缩短产品制造工期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。

一 装配的基本条件

在金属结构装配中，将零件装成部件的过程称为部件装配，简称部装；将零件或部件装配成最终产品的过程成为总装。通常装配后的部件或整体结构直接送入焊接工序，但有些产品要先进行部件装配-焊接，经矫正变形后在进行总装。无论何种装配方案都要满足装配的基本条件。

装配的基本条件不是组成结构件的零件，在装配前应该达到的尺寸精度、热处理状态等，而是指零件在装配过程中应遵循的基本准则，只有遵循这些准则才能装配出合格的焊接结构。

焊接结构的装配，必须具备三个基本条件：定位、夹紧和测量。装配的三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧，正确定位的零件就不能保持其正确性，在随后的装配和焊接过程中位置会发生变化；夹紧是在定位基础上的夹紧，如果没有定位夹紧就失去了意义；而没有测量，则无法判断定位和夹紧的正确性，难以保证构件的装配质量。但在有些情况下可以不进行测量。

零件的正确定位尺寸，不一定与产品设计图上的定位尺寸一致，有时是采用生产工艺的角度，考虑焊接变形后的工艺尺寸。

二 零件的定位

⒈定位基准及其选择

⑴定位基准 在结构在结构装配过程中，必须根据一些指定的点、线、面，来确定零件和部件在结构中的位置，这些作为依据的点、线、面，称为定位基准。

⑵定位基准的选择

合理的选择定位基准，对于保证装配质量，安排零部件装配顺序和提高装配效率均有重要影响。定位基准选择时，应着重考虑一下几点：

1)装配定位基准尽量与设计基准重合，这样可以减少基准不重合所带来的误差。2)同一构件和其它构件有连接或配合关系的各个部件，应尽量采用同一定位基准，这样能保证构件安装时与其他构件的正确连接和配合。3)应选择精度较高，又不易变形的零件表面或边棱作为定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。

4)所选择的定位基准应便于装配中的零件定位和测量。

在确定定位基准时应综合生产成本、生产批量、零件精度要求和疲劳强度等因素。例如以已装配零件做基准，可以大大简化工装的设计和制造过程，但零件的位置、尺寸一定会受已装配零件的装配精度和尺寸的影响。如果前一零件尺寸精度或装配精度低，则后一零件装配精度也低。

在实际装配中，有时定位基准的选择要完全符合上述所有的原则是不可能的。因此，应根据具体情况进行分析，选出最有利的定位基准。

⒉零件的定位方法

在焊接生产中，应根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可以分为如下几种：

⑴划线定位

划线定位是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的互相位置，通常用于简单的简单的单件小批量装配或总装时的部分较小的零件的装配。

⑵样板定位

利用小块钢板或小块型钢作为、档铁，取材方便，也可以 用经机械加工后的挡铁提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、面）的尺寸精度，也要便于零件间的装拆。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上的各种管口的安装。

⑶定位元件定位与胎夹具定位就不一一介绍了。

三、装配中的定位焊

定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸。定位焊有时也叫点固焊。定位焊所用的焊条应和焊接时所用焊条相同，以保证焊接质量。

进行定位焊的注意事项： 1)

定位焊缝的引弧和熄弧处应圆弧过渡，否则在焊正式焊缝时在该处易造成未焊透、夹杂的缺陷。

2)

定位焊缝有未焊透、夹渣、裂纹、气孔等焊接缺陷时，应铲掉并重新焊接，不允许留在焊缝中。

3)

需预热的焊件，定位焊时也应预热，预热温度与正式焊接时相同。

4)

由于定位焊为断续焊，工件温度较低，热量不足而容易产生未焊透，故定位焊接电流应比焊接正式焊缝时打10％~15％。

5)

定位焊的尺寸要按要求选用，对保证焊件尺寸起重要作用的部位，可适当的增加定位焊缝的尺寸和数量。

6)

在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行

定位焊，而应该离开50mm左右。

7)

对于强行装配的结构，定位焊缝承受较大外力，应根据具体情况适当加大定位焊缝长度，间距适当缩小。

8)

必要时采用碱性低氢焊条，而且特别注意定位焊后应尽快焊接，避免中途停顿和时间间隔过长。

9)

定位焊所使用的焊条牌号和正式焊接所用的焊条相同，直径可略细些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊条。

四 装配中的测量

测量是检验定位质量的一个工序，装配中的测量包括；正确。合理的选择测量基准，准确完成零件定位所需要的测量项目。在焊接结构中常见的测量项目有；线性尺寸、平行度、垂直度、同轴度及角度等。当然了这些测量都是很重要的，如果没有这些测量那就很难保证装配后的焊接结构有的准确性以及质量的要求等。

测量所用的工具有钢直尺、水平尺、90°角尺等。

五 装配前的准备

装配前的准备工作是装配工艺的重要组成部分。充分细致的准备工作，是高质量高效率的完成装配工作的有力保证。准备工作通常包括一下几个方面：

1)熟悉产品图样和工艺规程。要清楚各部件之间的关系和连接方法，并根据工艺规程选择好装配基准和装配方法。2)装配现场和装配设备的选择。装配所需要的操作空间要对周围进行清理，使之达到场地平整、清洁、人行道通畅。

3)装配的工具准备，如焊机，气割设备，砂轮机等都必须安置在规定的场所。

4)零、部件的预检和除锈。对零部件的表面进行去毛刺，除锈等清理工作。对于已经切割好的零件也要进行检查。

5)适当的划分部件，可以提高生产效率，还可以减小焊接变形。

1.焊接结构的装配特点；

1)产品的零件由于精度低，装配时需要进行调整。

2)产品的连接大多采用焊接结构，采用的是不可以拆的连接方式。返修困难，因此装配时应该严格要求。

3)装配时有大量的焊接工作，应该掌握焊接的盈利和变形。在装配时应该采取措施，防止焊接后变形。

⒉装配——焊接顺序的类形： ①整装整焊②分部件装配③随装随焊 ⒊装配的质量检验;装配质量的好坏将直接影响产品的质量，所以产品装好后应进行检查是否符合技术要求。

装配质量的检验，包括装配过程中的检验和完工产品的检验，主要内容有：

1)按图样检查产品各零、部件的装配位置和主要尺寸是否正确。2)检查产品各连接部位的连接形式是否正确，并根据技术条件、规范和图样来检查。

3)检查产品结构件上为连接、加固各零、部件所做的定位焊是不是符合要求，要使这种结构在焊接后不产生内应力。4)检查产品连接部位焊缝处的金属表面，不允许有油，铁锈，以免焊接后造成不可避免的焊接缺陷。

5)检查产品的表面质量，对于刚才上的裂纹，起层、砂眼等等应该根据技术要求酌情处理。

装配质量的检验方法，主要是运用测量技术和各种量具，仪器进行检查，有些检验项目，比如表面质量，也常用外观检验的方法。

第七章 焊接工艺制定 7.1 焊接方法的选择

在支撑座的制造中，生产中常用的焊接方法有很多，但是我们选择的是焊条电弧焊，使用焊条电弧焊应该考虑其生产效率，但是由于是课程设计而且做的是支撑座生产成本也不是很高。由于工件材料是Q235，板厚均为6mm,属于中厚板，选用手工电弧焊，其特点为：

⑴焊接结构简单，成本低。

⑵工艺灵活，对焊接场所没有什么特殊的要求。⑶可以在任何位置焊接 ⑷对各种钢材的适应性强

⑸焊条的品种齐全，可以达到和母材同样的强度 ⑹焊缝金属的力学性能好，特别是低温韧性特别好 ⑺操作方便，容易控制焊接变形

7.2 焊接工艺参数的选择

⒈焊接电流的选择

选择焊接电流时，应该根据板材的厚度、焊条直径、接头形式、焊接位置等综合因素考虑。如果焊接电流过小会使电弧不稳，造成为焊透，夹渣以及焊缝成形不良等焊接缺陷。反之，焊接电流过大容易产生咬边、焊穿，增加工件变形和金属飞溅，也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化。所以焊接时要合理选择电流。

⒉电弧电压的选择和速度的选择

焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度决定：电弧长度越大,电弧电压越高；电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。立焊。仰焊时弧长应比平焊更短些，以利于熔滴过渡。防止熔化金属不滴。碱性焊条焊接时应比酸性焊条焊接弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。

焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。如果焊接过快；，融化能量不够，易造成未融合，焊缝成形不良等缺陷；如果焊速过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接焊头的晶粒变粗，力学性能降低，同时使工件变形量增大。当焊接较薄工件时，易形成烧穿。

⒊焊条直径的选择

焊条直径一般根据工件厚度选择，还要考虑接头形式和焊接位置平焊位置焊接所选用的焊条直径应该比其他位置大些，立焊横焊仰焊应选用较细的焊条，一般不超过4.0毫米。T型接头，搭接接头都应选用较大直径的焊条。

4.焊接顺序

在各部位点牢后在进行焊接一般先焊肋板焊缝，以增强结构的刚度，保证零件在装配位置的稳定性。先焊利缝，在焊水平的，对于长焊缝应该采取分段焊，以减少应力集中，避免所带来的伤害。在结构中一些突变的地方一定要改成圆滑过渡，减少应力突变。

焊接工艺制定的原则 ⑴技术上的可行性 ⑵经济上的合理性 ⑶良好的劳动条件

本次的课程设计我们的支撑座虽然结构形式和技术要求是完全相同的焊接结构，但是我们六个组的工艺过程是不一样的，而且大家做出来的产品也是不一样的，大家做的尺寸多少多有点误差的，但是由于各组的焊接顺序不同，做成的产品产生的应力也是不同的，我们在焊接之前都是采取先整体点固好然后在焊接的方法。

第八章 课程设计总结 本次实训课无疑是将理论与实践相结合的典型课程，让我们受益匪浅。几个小组成员之间相互配合、相互学习共同完成此次项目，让我们直观的领悟了众人拾柴火焰高的真谛。期间，我们有争议、有共识更让我们对自己、对团体有了新的认识，我们应该共鸣对此次实训课意义深刻的影响着我们，这是我们最基本、最直观的体验。

至此，我要衷心的感谢老师们的辛勤指导，感谢他们给了我们这个锻炼我们的机会，也感谢小组成员的帮助！

目录

第八章 设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„2 第九章 板材的矫正„„„„„„„„„„„„„„„„3 第十章 放样工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„4 第十一章 划线（号料）„„„„„„„„„„„„„„„6 第十二章 下料工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„9 第十三章 装配——焊接工艺„„„„„„„„„„„„13 第十四章 焊接工艺制定„„„„„„„„„„„„„„19 第八章 课程设计总结„„„„„„„„„„„„„22 25