一、概述
二维运动控制实验平台是集运动控制卡、单片机开发控制板、步进电机及驱动器、开关电源、XY控制平台及运动控制软件于一体的理想教学实验系统。XY控制台是一个采用滚珠丝杠传动的模块化十字工作台，可以实现平面内X、Y轴方向的运动控制，用于实现目标轨迹和动作。实验系统软件包括基于轴的控制、基于坐标系的控制、命令编辑和运行、数控代码编辑和运行、复杂运动轨迹控制。
二、二维运动控制实验平台技术性能
1.定位精度：0.4mm
2.X轴有效行程：230mm；Y轴有效行程：230mm；最大运动速度：20mm／s；最大运动加速度：1g
3.输入电源：220V±10％(50Hz)
4.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度<85％(25℃) 海拔<4000m
5.装置容量：≤1．2kVA
6.外形尺寸：45cm*45cm*75cm
三、系统结构及组成
二维运动控制实验平台主要由步进电机控制系统和电脑桌两部分组成，结构框图如下图所示：
系统结构框图
1.对象模块
步进电机二个：采用二个 2 相步进电动机，分别为 XY 两个方向布置，X 轴运动行程为 230mm，Y 轴运动行程为 230mm。
2.51 单片机开发控制板
单片机开发控制板，主 CPU 为 AT89S52，带下载接口（编程电缆，编程软件），所有接口资源引出，供用户使用。并配置相应控制开关按钮。
3.运动控制卡一块
(1)32 位 PCI 总线，即插即用
(2)所有输入、输出均采用光耦隔离,抗干扰性强
(3)2 轴伺服/步进电机控制，每轴可独立运动，互不影响
(4)脉冲输出的频率误差小于 0.1% 最大脉冲输出频率为 2MHz
(5)脉冲输出可用单脉冲（脉冲+方向）或双脉冲（脉冲+脉冲）方式梯形加/减速
(6)任意 2 轴直线插补最大插补速度 1MHz
(7)运动中可以实时读出逻辑位置、实际位置、驱动速度24 路数字输入，12 路输出
(8)每轴两个限位输入，可设置成无效，作为通用输入使用支持在一个系统中使用多达 16 个控制卡
(9)支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP/WINCE 等操作系统
4.步进电机驱动器：二个
(1)输出电流：最大电流为 2A
(2)输出方式：光光耦合器²开路集电极输出
5.稳压直流电源：一个
(1)输出电流：最大输出电流为 5A 输出电压：24V
(2)输出功率：120w
6.运动控制卡接口板：一块
为运动控制卡提供接口端子，可根据自己的需要进行相应的接线，实现接线的灵活及开放性。
7.实验平台信号接口板：一块
用以实现单片机和运动控制卡与实验平台的信号连接，在同一时刻只能一种控制起作用。
8.计算机一台(用户自备)
用于安装单片机集成开发环境 KEIL C、编程下载软件，主要完成程序的编写、修改、编译、软件仿真等功能，最后通过编程下载软件装载到单片机内部 FLASH ROM 中运行。还用于运行控制卡上位软件的开发、运行。
硬件配置：基本配置要求 P4 3.OG 以上，内存至少为 256M，至少有一个 USB 接口、一个并行口、一个Rs232 串口和一个空闲 PCI 插槽。操作系统：Windows系统。
9.单片机技术应用系统：
系统配置 2000/xp/win7/win10 等操作平台的单片机技术应用软件，支持汇编、C51 语言编译、调试；单片机在线下载软件等。
2、二维运动控制实验平台实验项目
（一）基础实验
1、单片机的认识和操作实验
2、单片机集成开发环境KEIL C的认识实验
3、单片机在线编程软件的认识与使用
4、单片机基本编程练习实验
（二）基于51单片机控制的系统性实验
6、基于51单片机控制的单轴实验
7、基于51单片机控制的两轴联动控制实验
8、基于51单片机控制的任意路线物料搬运实验
（三）基于运动控制卡控制的系统性实验
9、基于运动控制卡控制的单轴实验
10、基于运动控制卡控制的两轴联动实验
11、基于运动控制卡控制的任意路线物料搬运实验
