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4.3.6 电磁线圈控制模块设计23
4.4 本章小结 24
5 系统软件设计 24
5.1 LCD显示程序 25
5.2 按键程序 26
5.3 电机控制程序 26
5.4 本章小结 27
6 实验结果检测 28
致 谢 30
参 考 文 献 31
附录1 系统硬件设计原理图 32
附录2 系统硬件设计PCB图 33
附录3 系统硬件电路实物图 34
附录4 系统软件程序 35
1 绪论
1.1 课题研究背景
落锤冲击式试验机自从问世以来，已经广泛地应用到机械、建材、钢铁、冶金、化工、石油、天燃气、科研和教学等许多行业。落锤冲击试验机是用来对各种金属和非金属材料进行拉、压、弯、扭、剪、冲击及疲劳等力学性能和工艺性能试验的仪器和设备[1]。可以说，试验机在基础工业中占有重要的地位。
工业生产中各种材料、零部件、构件以至整机或整个建筑等都需要经过试验才能确定它们的力学性能。在了解了这些性能以后才能使设计合理、使用可靠。经过试验才能确定产品性能的优劣。因此，试验机在国民经济中占有相当重要的地位，它的发展水平在某种程度上反映了一个国家工业发展的水平。
大约在一百年前，瑞士的Amsler公司开发了液压万能试验机，它利用液压油的压力对试件加载，其操作方便、作用力大、结构简单、体积紧凑。它能进行各种静态试验，但在加载的过程中不能进行控制。而随着科学技术的飞速发展，新工艺、新材料的不断涌现，特别是计算机技术日新月异的发展，相应的对试验机的要求不断提高，试验机的自动化测控技术研究也应运而生[2]。
就目前所做的工作和人们所关心的情况来看, 拉伸强度、冲击强度和疲劳强度的数值, 在材料的评价和选用中具有较高的参考价值就冲击试验而言,就有简支梁冲击、惫臂梁冲击和落锤冲击。随着我国塑料制品的发展, 尤其是建筑塑料制品的开发和引进技术的消化吸收, 越来越使人们关注落锤冲击试验。
1.2 国内外研究现状分析
1.3 研究主要内容
本课题主要研究的是落锤冲击式试验机的步进电机控制部分的设计，硬件结构简单，成本低，系统的可靠性和文护性较高。其主要研究是应用单片机为控制核心，配合按键电路、LCD显示电路、步进电机驱动器控制电路、电磁线圈吸合与释放的控制电路和串口通信电路达到设计的要求。当用户设定想要落锤上升的高度时，在LCD上显示，并且在确定后电机自动完成吸合落锤并上升到指定高度释放落锤以配合测量的功能。
1.4 论文结构
1. 第一章：介绍了课题研究背景及国内外发展情况
2. 第二章：介绍了步进电机以及步进电机的控制系统，包括步进电机的特点、分类、工作原理以及驱动控制系统。
3. 第三章：介绍了冲击式动态参数测量系统控制部分硬件设计总体方案以及关键器件选型，包括总体硬件方案、单片机选型及步进电机驱动器选型。
4. 第四章：介绍了冲击式试验机的步进电机控制部分的硬件设计，包括硬件系统组成、系统单片机、电源模块设计、LCD显示模块设计、键盘模块设计、电机控制模块设计、通信模块设计、电磁线圈控制模块设计。
5. 第五章：介绍了冲击式试验机的步进电机控制部分的软件设计，包括LCD显示程序、按键程序、电机控制程序。
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