基于单片机的X-Y绘图仪控制系统设计

Designing of 8059 SC Computer-based X-Y Plotter Control System Songfengjuan
          摘要:X-Y绘图仪是指能分别沿着X向和Y向移动的坐标尺，X-Y绘图仪接收计算机的命令，在图纸上绘出各种字符和图
形。平面绘图仪的绘图系统、数控机床的加工系统等，尽管结构和功能各不相同，但基本原理相同。X-Y绘图仪系统是将机
械系统与微电子控制系统相结合而形成的一个有机整体。本文通过对X-Y绘图仪的机械系统、控制系统及接口电路的硬
件设计及软件设计等，阐述了用8051单片机控制步进电机的驱动，经传动机构带动X向和Y向的坐标尺进行平面绘图。该
系统具有操作方便，速度快、精度高等特点。
关键词:X-Y绘图仪;单片机;步进电机;接口电路

Abstract:As a ruler moving respectively along the X and Y coordinates, X-Y plotter receives computer instructions and draws vari-
ous kinds of characters and figures. Despite the differences in structure and function, the drawing system of a plane plotter and the
processing system for a numerical controlled machine tool follow the same working principle. X-Y plotter is in nature an integration
of the mechanical system and the micro-electronic control system, Through both hardware and software designing of the plotter's me-
chanical system, control system and interface circuit, this paper gives an
onvenient operation, high
Word:X-Y plotter, SC
driving via the
speed and high
8051 SC computer, thus
analysis of how the actuation of the step motor is controlled
r to draw plane fieures. The control svstem is characterized
computer, step motor, interface circuit
1 X-Y绘图仪的基本工作原理
    x一绘图仪的机械特性主要包括平台,x/、坐标尺LX和
Ly,X/Y传动丝杠驱动坐标尺的步进电动机Mx/My、绘图笔、控
制器和微型计算机接口等。(图1)
电脉冲数成比例。本系统选用了双向步进电动机，角度的顺时针
和逆时针旋转可分别控制。
    微型计算机的作图命令通过通信接口发送给控制器(单片
机系统)，控制器将命令进行分析，并调用相应的绘图子程序。该
程序的功能是驱动X和Y方向上的步进电动机，使两个坐标尺
按规律地移动，将画笔移至要求的位置。同时控制器通过笔头继
电器控制绘图笔的起落，从而完成各种绘图命令所给定的操作。
绘图的分辨率即X向和Y向上单位长度上所能区分出的最多
点数，由步进电动机单拍角度(脉冲当量)和丝杠的导程决定。
    2 X-Y绘图仪系统的硬件设计
    硬件电路设计主要包括:8051单片机系统，步进电动机驱
动电路，绘图笔的起落控制电路。图2是X-Y绘图仪硬件电路
原理图。
              图1 X-Y绘图仪机械原理图
    平台是用于固定绘图纸的台面。两个坐标尺可在绘图区域
内双向运动，绘图笔位于两坐标尺的交点少EN)处，X-Y坐标尺
的位置确定了绘图笔的位置，可用(X,Y)坐标对来表示其位
置。绘图笔的抬起和落下用继电器控制。传动丝杠实现步进电
动机到坐标尺之间的传动，将步进电动机的旋转角度转换为坐
标尺的直线运动。