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文檔簡(jiǎn)介
1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目:條帶切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本文簡(jiǎn)要介紹了條帶切割機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及工作原理。本系統(tǒng)具備液晶顯示、電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示、延時(shí)動(dòng)作設(shè)置、數(shù)值記憶、檢測(cè)布條盤(pán)滿(mǎn)盤(pán)狀態(tài)、設(shè)定加工長(zhǎng)度和速度控制等功能。系統(tǒng)以stc89c52rc單片機(jī)為核心,采用cs1621液晶顯示器、矩陣按鍵、霍爾磁感、滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)、報(bào)警電路、掉電存儲(chǔ)器eeprom及調(diào)速電機(jī)等幾部分硬件電路,已完成對(duì)已卷長(zhǎng)度、設(shè)定長(zhǎng)度及電機(jī)速度的顯示和調(diào)節(jié)。同時(shí)含有本控制系統(tǒng)的全部外圍硬件電路,并設(shè)計(jì)了原理圖和pcb圖,編寫(xiě)出系統(tǒng)軟件程序,最后完成了聯(lián)機(jī)調(diào)試,達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī);條帶切割機(jī);電機(jī)速度;矩陣按鍵;ab
2、stractthe paper has briefly introduced the design method and the working principle of strip cutting machine. system is provided with lcd display, motor show, a deferred action sets, numerical memory, test strips full state, set the length of processing and control functions. system is with stc89c52r
3、c single-chip as the core, adopting cs1621 lcd, matrix press, hall-effect magnetic sensor, switch, alarm circuit, eeprom memory and speed-regulating motors and other parts of the hardware circuit have completed its length, set the length and the volume display and adjustment of the motor speed, whil
4、e i have cmpleted all the peripheral hardware of the control system circuit , schematic and pcb design contained , written system software sequence range, finally i have completed the online debugging, making the system meet design requirements.key words: single-chip microcontroller ; strip cutting
5、machine; motor speed matrix keys;目錄摘 要iabstractii第1章緒論1第2章控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案22.1課題分析22.2條帶切割機(jī)的設(shè)計(jì)方案與論證3第3章硬件原理電路圖的設(shè)計(jì)與分析63.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及i/o口分布63.23*8矩陣按鍵電路73.3液晶顯示電路83.4電機(jī)速度電路113.5霍爾速度傳感器電路123.6滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)電路123.7led照明電路133.8報(bào)警電路13第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與分析144.1主程序144.23*8矩形按鍵掃描程序164.3液晶驅(qū)動(dòng)及初始化程序194.4電機(jī)控制程序224.5eeprom掉電保護(hù)程序244.6報(bào)
6、警程序254.7中斷服務(wù)程序26第5章制作調(diào)試285.1制作285.2調(diào)試29第6章總結(jié)30參考文獻(xiàn)31附錄33附錄1 傳統(tǒng)條帶切割機(jī)線(xiàn)路圖附錄2 原理圖附錄3 pcb圖附錄4 實(shí)物圖附錄5 控制面板布線(xiàn)與效果圖附錄6 元器件清單附錄7 條帶切割機(jī)接線(xiàn)圖說(shuō)明附錄8 控制系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)附錄9 源代碼致謝52第1章 緒論18世紀(jì)從英國(guó)發(fā)起的技術(shù)革命是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大革命,它開(kāi)創(chuàng)了以機(jī)器代替手工工具的時(shí)代。工業(yè)革命首先出現(xiàn)于工場(chǎng)手工業(yè)新興的棉紡織業(yè)等一批輕工業(yè)中。到現(xiàn)在,輕工業(yè)劃分為22大類(lèi),44個(gè)行業(yè),產(chǎn)品50多萬(wàn)種,涵蓋了衣、食、住、行、用、玩各個(gè)方面。 改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)輕工業(yè)有了飛速發(fā)
7、展,不僅從根本上改變了我國(guó)消費(fèi)品短缺的狀況,而且產(chǎn)品大量出口。目前我國(guó)已躋身世界輕工產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的行列。總體上看,近10年我國(guó)輕工行業(yè)實(shí)現(xiàn)了較快增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效益都較好。我國(guó)輕工業(yè)產(chǎn)品中的家用電器、五金制品、制漿造紙、鐘表、啤酒、皮革及皮革制品等的產(chǎn)量已排名世界首位或位居前列,我國(guó)已成為世界輕工生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。條帶切割機(jī)正是這些輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)不可或缺的必備設(shè)備之一。隨著工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)步、控制技術(shù)的發(fā)展及受數(shù)字技術(shù)和微處理技術(shù)的影響,人們對(duì)工業(yè)過(guò)程控制的終端執(zhí)行器提出了新的要求工業(yè)自動(dòng)化。工業(yè)自動(dòng)化,主要指在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的無(wú)間斷自動(dòng)生產(chǎn),并以此加快產(chǎn)品的制造速度,
8、由于其對(duì)人工需求較少,故可以有效的降低生產(chǎn)中的人工成本,這在當(dāng)今工人工資急劇上漲的背景下十分重要。同時(shí),在某些生產(chǎn)、加工領(lǐng)域,人工操作有一定的危險(xiǎn)性或其精度等無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,在這些領(lǐng)域中,工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以說(shuō)是必須的。本課題涉及的條帶切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)即屬于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。近幾十年來(lái),在工業(yè)制造領(lǐng)域,由于人工成本的大幅提升,使得工業(yè)自動(dòng)化在大量企業(yè)中開(kāi)始推廣,企業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求又反過(guò)來(lái)帶動(dòng)包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)制造技術(shù)及各類(lèi)控制理論在內(nèi)的大量自動(dòng)化生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展,在這種相互促進(jìn)中,自動(dòng)化技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步,相比較以往,現(xiàn)今的自動(dòng)化生產(chǎn)有了質(zhì)的飛躍。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家切割行業(yè)90%為
9、數(shù)控切割機(jī)下料,僅10%為手工下料,而我國(guó)用數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的10%以下,其中數(shù)控等離子切割比例更小。絕大多數(shù)仍采用手工或半自動(dòng)切割,笨重落后,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,而且材料浪費(fèi)嚴(yán)重,因此十分有必要發(fā)展并普及數(shù)控切割機(jī)以改變這一落后現(xiàn)狀。條帶切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,如改用現(xiàn)在使用單片機(jī)的有關(guān)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)控制,使條帶切割機(jī)能對(duì)切出來(lái)的布進(jìn)行長(zhǎng)度記錄,用限位傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)滿(mǎn)盤(pán)的檢測(cè)和報(bào)警提醒等功能。不僅替代了目前不少單位普遍采用的手工開(kāi)料的落后工藝,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,而且提高了勞動(dòng)工效,保證了落料的精度。同時(shí)很好的滿(mǎn)足了工廠(chǎng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的需求,也避免了特殊行業(yè)上出現(xiàn)員工荒的現(xiàn)象,保
10、證企業(yè)正常的發(fā)展,進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。滾布筒電機(jī)及變頻器間距調(diào)整手柄張緊機(jī)構(gòu)刀具調(diào)節(jié)旋鈕滾布筒電機(jī)速度調(diào)節(jié)旋鈕滾布筒拖布盤(pán)電機(jī)圖1-1條帶切割機(jī)整體效果圖第2章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案2.1 課題分析 本設(shè)計(jì)為一個(gè)控制系統(tǒng),采用單片機(jī)作為控制器核心,實(shí)現(xiàn)條帶切割機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)技術(shù),取代傳統(tǒng)的以控制按鈕、可調(diào)開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器、行程開(kāi)關(guān)、接觸器等組成的機(jī)械式控制方式,傳統(tǒng)條帶切割機(jī)接線(xiàn)圖詳見(jiàn)附錄1,最主要目的是對(duì)條帶切割進(jìn)行智能化改進(jìn)。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況和生產(chǎn)要求,需解決以下四點(diǎn)問(wèn)題:1. 滾布筒和拖布盤(pán)電機(jī)可精確調(diào)速;2. 可實(shí)現(xiàn)兩種工作模式,即設(shè)定長(zhǎng)度和滿(mǎn)盤(pán)切割模式;3. 可
11、顯示工作狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù);4. 具備自動(dòng)報(bào)警功能。2.2 條帶切割機(jī)的設(shè)計(jì)方案與論證2.2.1 設(shè)計(jì)方案的選擇針對(duì)傳統(tǒng)的條帶切割機(jī)切割精度低、加工速度慢、安全系數(shù)低、可控性差等問(wèn)題,根據(jù)實(shí)際情況和現(xiàn)實(shí)要求,主要進(jìn)行以下兩點(diǎn)改進(jìn):1) 滾布筒和拖布盤(pán)精確控制及調(diào)速;根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況與成本控制,對(duì)滾布筒電動(dòng)機(jī)選擇,根據(jù)設(shè)計(jì)要求與具體情況,選擇傳統(tǒng)條帶切割機(jī)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)及配套變頻器,如下圖2-1(a)、2-1(b)所示。圖2-1滾布筒電機(jī)及配套變頻器相比滾布筒電動(dòng)機(jī),托布盤(pán)電機(jī)要求沒(méi)那么高,選用普通減速電機(jī),圖2-2,為普通交流減速電機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)器。圖2-2交流減速電機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)器傳統(tǒng)
12、條帶切割機(jī)則是采用可調(diào)旋鈕和繼電器相結(jié)合的的方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟??刂?,本次設(shè)計(jì)則是選用光耦控制,更加精確,大大提高了控制實(shí)用性。對(duì)于電機(jī)調(diào)速,有調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速和電磁調(diào)速四種方法。針對(duì)滾布筒電機(jī)實(shí)際情況,有調(diào)壓調(diào)速與變頻調(diào)速兩種方案選擇。調(diào)壓調(diào)速優(yōu)點(diǎn):1.可以將調(diào)速過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差能量加以回饋利用,效率高;2.裝置容量與調(diào)速范圍成正比,適用于70%95%的調(diào)速。缺點(diǎn):功率因素較低,有諧波干擾,正常運(yùn)行時(shí)無(wú)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,適用于單象限運(yùn)行的負(fù)載。變頻調(diào)速優(yōu)點(diǎn):1) 無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗,效率高,調(diào)速范圍寬;2) 對(duì)于低負(fù)載運(yùn)行時(shí)間較多,或起停運(yùn)行較頻繁的場(chǎng)合,可以達(dá)到節(jié)電和保護(hù)電機(jī)的目的。缺點(diǎn):技
13、術(shù)較復(fù)雜,價(jià)格較高。滾布筒電機(jī)和拖布盤(pán)在兩個(gè)工作模式下均有可能頻繁啟停與調(diào)速范,應(yīng)選擇變頻調(diào)速。原控制系統(tǒng)采用,外接可調(diào)電阻再接變頻器,改變電阻大小,從而控制變頻器,最終控制電機(jī)速度。由于變頻調(diào)速技術(shù)和傳統(tǒng)方法在精確性、靈敏性和安全性等方面的缺點(diǎn),本系統(tǒng)將采用一個(gè)數(shù)字定位器,通過(guò)數(shù)字電位器來(lái)調(diào)整頻率,與傳統(tǒng)的旋鈕式調(diào)速方法相比,更加靈敏、體積也更加小。對(duì)市面上較成熟的數(shù)字電位器,如圖2-3為x9313數(shù)字電位器,進(jìn)行電機(jī)調(diào)速試驗(yàn),經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),效果均不理想,故采用自制數(shù)字電位器。詳情見(jiàn)電機(jī)調(diào)速電路模塊。圖2-3x9313數(shù)字電位器2) 滾布筒和拖布盤(pán)間的聯(lián)動(dòng)協(xié)作。原系統(tǒng)通過(guò)傳統(tǒng)常用低壓電器時(shí)間
14、繼電器和復(fù)合開(kāi)關(guān),對(duì)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。本次設(shè)計(jì)中,采用單片機(jī)進(jìn)行時(shí)間設(shè)定及控制,不僅更加精確,同時(shí)不再需要時(shí)間繼電器和復(fù)合開(kāi)關(guān),使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,成本也進(jìn)一步降低。本方案采用單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)條帶切割機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),其電路簡(jiǎn)單、人機(jī)界面友好、功能齊全,智能化程度高、操作更加簡(jiǎn)便。2.2.2 設(shè)計(jì)方案的論證本次設(shè)計(jì)使用at89c52rc 單片機(jī)完成此次設(shè)計(jì)。此款單片機(jī)與mcs-51 兼容,含有32個(gè)可編程i/o 線(xiàn),兩個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,5個(gè)中斷源,可編程串行通道,紅外接收裝置等部件,為實(shí)現(xiàn)上述功能提供了大量硬件。根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)主要用到以下模塊:中斷服務(wù),電機(jī)調(diào)速、eeprom
15、存儲(chǔ)、液晶顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)功能,硬件上采用1621液晶顯示器、3*8矩形按鍵、行程(滿(mǎn)盤(pán))開(kāi)關(guān)、霍爾傳感器、led燈、蜂鳴器、繼電器等。此設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)對(duì)滾布筒與托布盤(pán)電機(jī)啟??刂?。由液晶實(shí)現(xiàn)已卷長(zhǎng)度、設(shè)定長(zhǎng)度、電機(jī)檔位與啟停以及其他的顯示,采用線(xiàn)反轉(zhuǎn)法取得鍵值,并由按鍵處理程序?qū)θ〉玫逆I值進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)條帶切割機(jī)主輔電機(jī)啟動(dòng)方式和工作方式的控制。圖2-4系統(tǒng)總體框圖在本系統(tǒng)中使用到的芯片都是符合設(shè)計(jì)要求的,使用的芯片實(shí)用且經(jīng)濟(jì)。如eeprom是stc89c52rc 本身自帶的,運(yùn)行響應(yīng)速度更加快捷。還有l(wèi)ed液晶顯示器,體積小、微功耗、顯示內(nèi)容豐富超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn),在很多場(chǎng)合得到運(yùn)用。在校期
16、間對(duì)vb、c語(yǔ)言等匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí),同時(shí)也學(xué)習(xí)了基于stc89c52rc的單片機(jī)編程方法和技巧,現(xiàn)已能獨(dú)立進(jìn)行編程、調(diào)試等相關(guān)工作。利用這些資源可使條帶切割機(jī)具完成下功能: 1.液晶屏顯示功能:顯示滾布筒電機(jī)和托布盤(pán)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(包括運(yùn)行、停止)、轉(zhuǎn)速檔位、布條盤(pán)滿(mǎn)盤(pán)等狀態(tài)的指示;顯示布條盤(pán)已卷布條的總長(zhǎng)度、顯示設(shè)定切帶長(zhǎng)度值等;2.3*8矩陣按鍵式鍵盤(pán)操作面板,可進(jìn)行多種狀態(tài)切換及數(shù)值輸入等;3.實(shí)時(shí)檢測(cè)布條盤(pán)滿(mǎn)盤(pán)狀態(tài),觸發(fā)中斷功能;4.具有數(shù)值記憶功能,單片機(jī)內(nèi)eeprom能實(shí)時(shí)保存所需存儲(chǔ)數(shù)據(jù);5.報(bào)警功能,蜂鳴器可對(duì)各種狀態(tài)方式進(jìn)行提示或報(bào)警;第3章 硬件原理電路圖的設(shè)計(jì)與分析3.1 單
17、片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及i/o口分布在本設(shè)計(jì)的自動(dòng)計(jì)數(shù)控制系統(tǒng)中,控制的核心是stc89c52單片機(jī),該單片機(jī)是51系列增強(qiáng)型8位單片機(jī),它提供了4個(gè)8位的i/o口,分別為p0、p1、p1、p2和p3,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出,內(nèi)部有2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能,并且片內(nèi)含有256個(gè)ram單元以及8kb的rom存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ),便于用電的方式瞬間擦除和改寫(xiě),其外部晶振一般用11.0592mhz,一個(gè)指令周期為1us。其最小系統(tǒng)主要包括:復(fù)位電路、震蕩電路以及存儲(chǔ)器選擇模式(ea腳的高低電平選擇),電路如下圖3-1所示:圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)為合理利用單片機(jī)的端口資源,
18、并且兼顧程序設(shè)計(jì)的便利,將系統(tǒng)的輸出和輸入端口作如如表3-1 所示硬件說(shuō)明。表3-1stc89c52主要管腳功能表單片機(jī)端口外圍接口電路硬件模塊p0.0-p0.2液晶顯示集成電路模塊p0.3led(照明)電路模塊p0.4-p0.7托布盤(pán)電機(jī)調(diào)速電路模塊p1.0-p0.7,p2.5-p2.73*8矩陣按鍵電路模塊p2.0-p2.4滾布筒電機(jī)調(diào)速電路模塊p3.0蜂鳴器電路模塊p3.1限位(滿(mǎn)盤(pán))開(kāi)關(guān)電路模塊p3.2外部中斷(霍爾)電路模塊p3.6滾布筒電機(jī)啟停電路模塊p3.7拖布盤(pán)電機(jī)啟停電路模塊3.2 3*8矩陣按鍵電路按鍵是最常用的單片機(jī)輸入設(shè)備,可通過(guò)按鍵輸入數(shù)據(jù)或命令,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。
19、常用的鍵盤(pán)接口分為獨(dú)立式按鍵接口和矩陣式鍵盤(pán)接口。本系統(tǒng)采用3*8矩陣按鍵,電路如圖3-2 所示。圖中的三條行線(xiàn)和八條列線(xiàn)可分別接入p2.5p2.7和p1.0p1.7的端口,該端口各位都上拉一個(gè)1k的上拉電阻。圖3-23*8矩形按鍵電路圖以及對(duì)應(yīng)的鍵值3*8矩形按鍵在控制面板的效果圖,詳見(jiàn)附錄4 控制面板布線(xiàn)與效果圖,如圖3-3 所示,本系統(tǒng)設(shè)置了24個(gè)按鍵,采用查詢(xún)方式處理,其功能如下:確定狀態(tài)滾布筒啟停已卷長(zhǎng)度清零1) 刪除設(shè)定長(zhǎng)度2) 刪除目前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)led開(kāi)關(guān)托布盤(pán)速度加減托布盤(pán)啟停滾布筒速度加減設(shè)定動(dòng)作延時(shí)圖3-3按鍵效果圖3.3 液晶顯示電路cs1621是一種具有微控制器接口,由存
20、儲(chǔ)器映射的32*4點(diǎn)陣式lcd控制驅(qū)動(dòng)器。電路上電時(shí)清零復(fù)位,通過(guò)命令端進(jìn)行工作狀態(tài)設(shè)置,通過(guò)片選、讀、寫(xiě)、修改操作,按照一一對(duì)應(yīng)的原則,驅(qū)動(dòng)lcd顯示器。該電路可用于點(diǎn)陣式lcd顯示驅(qū)動(dòng),各set端是相互獨(dú)立的,且容易對(duì)ram數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,所以顯示陣內(nèi)容靈活,可隨用戶(hù)任意制定,它與單片機(jī)的接口如圖3-4 所示。圖3-4cs1621液晶驅(qū)動(dòng)芯片接口電路圖1)ram靜態(tài)顯示存儲(chǔ)器(ram)結(jié)構(gòu)為32x4位,貯存所顯示的數(shù)據(jù)。ram的內(nèi)容直接映射成lcd驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)容。ram中的數(shù)據(jù)可被read、write和read-modify-write命令存取。ram中的內(nèi)容映射至lcd的過(guò)程如下圖3-5 所
21、示:圖3-5ram映射圖 相對(duì)應(yīng)的本系統(tǒng)所采用ram內(nèi)容如下圖3-6 所示:圖3-6本系統(tǒng)采用ram內(nèi)容圖2)led驅(qū)動(dòng)器cs1621是一個(gè)128(32x4)點(diǎn)陣lcd驅(qū)動(dòng)器,它可以驅(qū)動(dòng)1/2或者1/3偏置,2、3、4個(gè)com端的lcd顯示器,這個(gè)特性使得cs1621適合多種lcd顯示器,lcd驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘產(chǎn)生于系統(tǒng)時(shí)鐘,不管系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)源于11.0592khz晶振頻率還是片內(nèi)rc振蕩器頻率或者外部頻率,lcd驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的頻率總是256hz。3.4 電機(jī)速度電路3.4.1 滾布筒電機(jī)速度電路滾布筒電機(jī)在兩個(gè)工作模式下均有可能頻繁啟停與切調(diào)速范圍較大,針對(duì)滾布筒電機(jī)調(diào)速方案選擇變頻調(diào)速,由于變頻調(diào)速技術(shù)
22、缺點(diǎn),本系統(tǒng)自制一個(gè)數(shù)字定位器,通過(guò)數(shù)字定位器來(lái)調(diào)整頻率.本系統(tǒng)采用自制數(shù)字定位器,給外接的變頻器輸出不同檔位的電阻,通過(guò)變頻器的轉(zhuǎn)換,輸出不同頻率,從而改變電機(jī)的速度。下面簡(jiǎn)單介紹數(shù)字定位器的工作原理,數(shù)字定位器用于電機(jī)調(diào)速,由單片機(jī)送入5個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示的031速度擋位,通過(guò)74hc154處理,輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),再通過(guò)光耦截至或者導(dǎo)通,從而輸出與速度檔位相對(duì)應(yīng)的電阻。舉例,如要輸出檔位1,那么接74hc154芯片編號(hào)為v102引腳輸出0,另外引腳輸出為1,那么編號(hào)為u6光耦處于導(dǎo)通狀態(tài),其它光耦均截至,那么輸出100歐的電阻,再通過(guò)調(diào)頻器輸出對(duì)應(yīng)頻率控制電機(jī)頻率,以上為自制數(shù)字定位器工作原
23、理舉例說(shuō)明。如圖3-7 滾布筒電機(jī)調(diào)速電路圖。3.4.2 布盤(pán)電機(jī)速度電路托布盤(pán)電機(jī)調(diào)速與滾布筒電機(jī)調(diào)速相類(lèi)似,也是采用數(shù)字定位器,通過(guò)外接調(diào)頻器轉(zhuǎn)化,從而輸出不同頻率,最后實(shí)現(xiàn)改變托布盤(pán)電機(jī)的116檔調(diào)速,如圖3-8 托布盤(pán)調(diào)速電路圖所示,托布盤(pán)電機(jī)調(diào)速原理與滾布筒電機(jī)調(diào)速的原理類(lèi)似,在此不多做介紹。圖3-7滾布筒電機(jī)調(diào)速電路圖圖3-8托布盤(pán)調(diào)速電路圖3.5 霍爾速度傳感器電路霍爾速度傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的磁電傳感器,由于半導(dǎo)體比金屬有高得多的霍爾系數(shù),故用半導(dǎo)體制成的霍爾傳感器具有對(duì)磁場(chǎng)敏感度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。如圖3-9 所示,采用p3.2口外接霍爾速度傳感器,對(duì)已卷長(zhǎng)度進(jìn)
24、行計(jì)數(shù),相比傳統(tǒng)計(jì)數(shù)方式更加方便可靠.圖3-9霍爾傳感器電路3.6 滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)電路如圖3-10所示,本系統(tǒng)采用p3.1外接滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)(行程開(kāi)關(guān)),當(dāng)滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)閉合后,系統(tǒng)報(bào)警,可滿(mǎn)足滿(mǎn)盤(pán)工作設(shè)計(jì)要求。圖3-10滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)電路3.7 led照明電路如圖3-11為led電路,采用外接led,由另外220v交流電供電,led體積小,耗電量低使用壽命長(zhǎng),在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?,led的使用壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí),高亮度、低熱量 ,環(huán)保led是由無(wú)毒的材料作成,可以回收再利用。圖3-11led電路3.8 報(bào)警電路不同的音符,實(shí)質(zhì)就是不同頻率的聲音。通過(guò)單片機(jī)產(chǎn)生不同的頻率的脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)放大電路,由蜂鳴器發(fā)出。如圖3
25、-12所示的報(bào)警電路。圖3-12報(bào)警電路原理圖第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與分析4.1 主程序條帶切割機(jī)的程序流程圖如圖4-1所示。該控制器軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化架構(gòu),其軟件部分主要包括主程序、按鍵掃描子程序、液晶顯示子程序、中斷服務(wù)程序、自定義字庫(kù)顯示子程序以及eeprom 掉電保護(hù)子程序等。當(dāng)接通電源后,芯片開(kāi)始工作,內(nèi)部程序先是初始化,并輸出顯示上一次斷電后已卷長(zhǎng)度、設(shè)定長(zhǎng)度、滾布筒電機(jī)與托布盤(pán)電機(jī)速度檔位以及此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。判斷按鍵來(lái)確定是何種工作狀態(tài)。具體操作為:系統(tǒng)上電后,進(jìn)入系統(tǒng)初始態(tài):兩個(gè)電機(jī)停止,照明開(kāi)啟,液晶屏上顯示:“已卷長(zhǎng)度”值以及“設(shè)定長(zhǎng)度”值為上次關(guān)機(jī)時(shí)的數(shù)值,滾布筒檔位
26、和托布盤(pán)檔位顯示當(dāng)前處于最低速度檔,液晶屏右側(cè)的機(jī)床狀態(tài)欄顯示:“滾布筒停止” “托布盤(pán)停止”。并對(duì)定時(shí)中斷內(nèi),掃描按鍵按下情況及獲取鍵值進(jìn)行處理,檢測(cè)滿(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)及加工情況,判斷是否進(jìn)入報(bào)警狀態(tài),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)更新并顯示結(jié)果。具體程序:void main() void allscreendispaly(); /全屏顯示子程序void clearscreen(void);/清屏子程序void delaynn(int ms);void lcd_init(void); /液晶初始化it0=1;ex0=1;ea=1; tmod=0x10;et1=1; tr1=1th1=(65536-10000)/256;
27、tl1=(65536-10000)%256; ; / /中斷初始化while(1) allscreendispaly(); /液晶顯示if(status=0) /初始狀態(tài)else if(status=1) /設(shè)定編輯狀態(tài)ese if(status=2) /時(shí)間設(shè)定狀態(tài)else if(status=3) /已卷長(zhǎng)度等于設(shè)定長(zhǎng)度狀態(tài)else if(status=4) /滿(mǎn)盤(pán)報(bào)警狀態(tài)圖4-1條帶切割機(jī)的主程序流程圖4.2 3*8矩形按鍵掃描程序由于按鍵數(shù)量及狀態(tài)較多,本文采用圖形方法在系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)下說(shuō)明每個(gè)按鍵用途,系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4-2所示:圖4-2系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖具體操作如下:系統(tǒng)上電后,處于系
28、統(tǒng)初始狀態(tài)停機(jī)狀態(tài),可通過(guò)滾布筒、拖布盤(pán)啟停按鍵啟動(dòng)電機(jī),進(jìn)入工作狀態(tài)。工作狀態(tài)時(shí)按下“刪除”鍵或“電機(jī)啟停”鍵時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入正常停機(jī)狀態(tài)。在停機(jī)或工作狀態(tài)時(shí)可對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。停機(jī)時(shí)按下“設(shè)置”鍵系統(tǒng)進(jìn)入長(zhǎng)度設(shè)定狀態(tài),此時(shí)只響應(yīng)數(shù)字鍵09和確定鍵。設(shè)置完畢后按下“確定”,進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。按下延時(shí)鍵,進(jìn)入延時(shí)狀態(tài),可對(duì)延時(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定,此時(shí)只響應(yīng)數(shù)字鍵09和確定鍵。設(shè)置完畢后按下“確定”,進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。若想要在任意計(jì)數(shù)時(shí)刻重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù),依次按下“清零”“確認(rèn)”鍵即可。工作狀態(tài)時(shí),如果已切帶的長(zhǎng)度到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度值,系統(tǒng)將進(jìn)入報(bào)警狀態(tài),電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài),只響應(yīng)“確定”和“刪除”按鍵;若想要繼續(xù)下一
29、個(gè)指定同樣長(zhǎng)度的切帶加工,按下“確定”按鍵即可;若需要清除當(dāng)前指定長(zhǎng)度的切帶加工,按下“刪除”按鍵,此時(shí)機(jī)床進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)?;驖M(mǎn)盤(pán)開(kāi)關(guān)開(kāi)啟,進(jìn)入停機(jī)狀態(tài),只響應(yīng)“確定”和“刪除”按鍵;按下 “確定”,滾布筒立即以滿(mǎn)盤(pán)時(shí)的狀態(tài)動(dòng)作;如果不想繼續(xù)原先的狀態(tài)切帶加工,按下“刪除”即可,這時(shí)機(jī)床處于停止?fàn)顟B(tài)。圖4-3矩形鍵盤(pán)掃描程序流程圖矩形鍵盤(pán)掃描子程序流程圖如圖4-3 所示。鍵盤(pán)掃描程序用于完成按鍵的判斷、按鍵的去抖動(dòng)以及按鍵的鍵值處理、存儲(chǔ),本次設(shè)計(jì)運(yùn)用了線(xiàn)反轉(zhuǎn)法并將掃描程序放入中斷中處理。每隔10ms進(jìn)入中斷一次,對(duì)按鍵進(jìn)行掃描,判斷是否有按鍵按下,若有flag=1; flag=1時(shí)進(jìn)入后再次掃
30、描按鍵從而判斷是否真的按下,若真的按下flag=2,并判斷是哪個(gè)鍵被按下獲取鍵值,進(jìn)入時(shí)flag=2,則判斷按鍵是否抬起,若按鍵沒(méi)有抬起,則需判斷鍵值進(jìn)而判斷是否進(jìn)行連加處理。具體程序:if(status=0) /初始狀態(tài) if(jianzhi=10) status=1else if(jianzhi=13) status=2else if(status=1) /設(shè)定編輯狀態(tài)if(jianzhi=11) status=0按鍵掃描程序p1=0xff;p2=p2&0x1f; _nop_(); _nop_(); scan1=p1;p1=0x00;p2=p2|0xe0; _nop_(); _nop_()
31、; scan2=p2&0xe0; if(flag=0) / 初始態(tài)/按鍵按下 else if(flag=1) 按鍵真的按下elseelse if(flag=2)/按鍵抬起4.3 液晶驅(qū)動(dòng)及初始化程序本系統(tǒng)液晶驅(qū)動(dòng)采用cs1621進(jìn)行驅(qū)動(dòng),cs1621可以通過(guò)s/w來(lái)設(shè)置,設(shè)置cs1621和傳送lcd顯示數(shù)據(jù)的指令共有兩種模式,分別為命令模式和數(shù)據(jù)模式。對(duì)cs1621的設(shè)置稱(chēng)作命令模式,其id是100,有系統(tǒng)設(shè)置命令、系統(tǒng)頻率選擇命令、lcd結(jié)構(gòu)命令、蜂鳴頻率選擇命令和操作命令組成。數(shù)據(jù)模式包括read、write和read-modify-write操作。如下表所示為數(shù)據(jù)模式id和命令模式id:
32、表4-1數(shù)據(jù)模式id和命令模式id操作模式idread數(shù)據(jù)110write數(shù)據(jù)101read-modify-write數(shù)據(jù)101command命令100模式命令出現(xiàn)在數(shù)據(jù)和命令傳送之前。出現(xiàn)連續(xù)指令,命令模式id100可以被忽略。但系統(tǒng)工作在不連續(xù)命令或連續(xù)地址數(shù)據(jù)模式,cs管腳應(yīng)設(shè)置為1,而之前的工作模式講被復(fù)位。一旦cs管腳為0,將出現(xiàn)一個(gè)新的工作模式id。本文采用時(shí)序圖如圖4-4所示。圖4-4write模式(指令碼:101)注:x:忽略;a5a0:ram地址;d3d0:ram數(shù)據(jù);d/c:數(shù)據(jù)/命令模式;def.:上電預(yù)置復(fù)位;110,101和100均是模式命令。write模式的格式為1
33、01指令+a5a4a3a2a1a0地址+d0d1d2d3數(shù)據(jù),根據(jù)write模式格式的特點(diǎn),關(guān)鍵步驟分析:101指令用一個(gè)字節(jié)表示為1010 0000,當(dāng)wr=0,利用void transfer_out(3,0xa0) 101指令, void transfer_out(uchar count,uchar shuju)中,count為shuju前位數(shù),shuju為一個(gè)字節(jié)的數(shù)。由表4-2得出,約定引腳5(pin)為地址位開(kāi)始位,即為地址位0。那么接下來(lái)到引腳33為地址位28。當(dāng)本系統(tǒng)有28個(gè)地址,需要5位二進(jìn)制表示,而地址位由6個(gè)二進(jìn)制表示,故使a5=0,剩下五位二進(jìn)制可以表示32個(gè)地址位,即0
34、至28地址位,把上述六位用一個(gè)字節(jié)表示,即0xyy=a5a4a3a2 a1a0xx,其中x為1或者0均可,本文設(shè)定x為0。舉例,如要送入地址位0,那么0x00=0000 0000,如要調(diào)用void transfer_out(6,0xab)送入即可。根據(jù)此方法如表 所示:表4-2031位地址對(duì)應(yīng)表根據(jù)上表采用的方法,得出本系統(tǒng)地址位數(shù)組如下:uchar tab1=0x00,0x04,0x08,0x0c,0x10,0x14,0x18,0x1c,0x20,0x24,0x28,0x2c,0x30,0x34,0x38,0x3c,0x40,0x44,0x48,0x4c,0x50,0x54,0x58,0x5
35、c,0x60,0x64,0x68,0x6c,0x70,0x74,0x78,0x7c;本系統(tǒng)數(shù)據(jù)為半個(gè)字節(jié),具體傳送的內(nèi)容如下表4-3所示,送入數(shù)據(jù)d0d1d2d3,用一個(gè)字節(jié)表示0xyy=d0d1d2d3 xxxx,調(diào)用void transfer_out(4,0xcd)對(duì)于液晶上09數(shù)字顯示,如圖4-5 所示圖4-5顯示數(shù)字電路對(duì)應(yīng)圖根據(jù)上圖一個(gè)數(shù)字顯示數(shù)據(jù)用一個(gè)字節(jié)表示為0xyy=fgex abcd,x的值為具體情況而定,舉例,如要送入一個(gè)1,b、c為1,a、d、d、f、e、g為0,組成一個(gè)字節(jié)為0xyy=000x 0110。照此方法可推出其它,如下表所示:表4-4數(shù)字顯示對(duì)應(yīng)表本設(shè)計(jì)令x為
36、1,由上表得出09、“不顯示”和“”數(shù)組,如下表示:uchar tab2=0xbf,0x16,0x7d,0x5f,0xd6,0xdb,0xfb,0x1e,0xff,0xdf,0x10,0x59以上說(shuō)明了液晶顯示關(guān)鍵三步。具體程序和操作為:void clearscreen(void);/清屏系統(tǒng)初始化void lcd_init(void);/cs1621指令代碼void lcd_wr1ite(uchar address,uchar shuju);/寫(xiě)入的通訊地址與數(shù)據(jù)void transfer_out(uchar count,uchar shuju);/傳送的位數(shù)與傳送的數(shù)據(jù)void allsc
37、reendispaly();/液晶顯示停機(jī)/工作/設(shè)置/清零/報(bào)警狀態(tài)時(shí),第一行和第二行可分別實(shí)時(shí)顯示“已卷長(zhǎng)度”和“設(shè)定長(zhǎng)度”數(shù)值,范圍為“099999”。滾布筒檔位顯示為第三行,檔位每加2,往前升一格;拖布盤(pán)檔位顯示為第四行檔位每加1,往前升一格,最小一格,滿(mǎn)格為16。滿(mǎn)盤(pán)時(shí),“布條盤(pán)滿(mǎn)盤(pán)”字樣閃爍;已卷長(zhǎng)度到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度值后,液晶屏第二行將變成閃爍顯示“”符號(hào)字型。延時(shí)狀態(tài)時(shí),液晶屏只顯示屏幕第二行的中間一個(gè)字符(系統(tǒng)默認(rèn)為0)。具體程序:/已卷長(zhǎng)度數(shù)值lcd_write(1,temper%10); /位置1/lcd_write(2,temper%100/10); /位置2/lcd_wri
38、te(3,temper%1000/100); /位置3/lcd_write(4,temper%10000/1000);/ /位置4/lcd_write(5,temper/10000);/位置5/設(shè)定長(zhǎng)度數(shù)值lcd_write(6, temper1%10);/位置6/lcd_write(7, temper1%100/10);/位置7/lcd_write(8, temper1%1000/100);/位置8/lcd_write(9, temper1%10000/1000);/位置9/lcd_write(10,temper1/10000);/位置10/4.4 電機(jī)控制程序本系統(tǒng)有滾布筒電機(jī)和托布盤(pán)電機(jī)
39、,通過(guò)stc89c52rc單片機(jī)輸出不同的數(shù)字信號(hào),經(jīng)過(guò)數(shù)字電位器轉(zhuǎn)化成輸出不同數(shù)值的電阻,進(jìn)一步將轉(zhuǎn)化出的檔位電阻傳送給調(diào)頻器,由調(diào)頻器轉(zhuǎn)化出相對(duì)應(yīng)的頻率,從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速操作流程見(jiàn)下圖。具體操作為:系統(tǒng)上電后,兩個(gè)電機(jī)停止,滾布筒檔位和托布盤(pán)檔位顯示當(dāng)前處于最低速度檔。在滾布筒/拖布盤(pán)停止?fàn)顟B(tài)下按下“滾布筒停止/啟動(dòng)” /“托布盤(pán)停止/啟動(dòng)”,將啟動(dòng)滾布筒/啟動(dòng)托布盤(pán)電機(jī);在滾布筒/托布盤(pán)運(yùn)行狀態(tài)下按下“滾布筒停止/啟動(dòng)”/ “托布盤(pán)停止/啟動(dòng)”,將使?jié)L布筒/托布盤(pán)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);檔位加減控制可以按下 “”或“”鍵對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行升速或降速的調(diào)速控制。短時(shí)間觸按按鍵可以獲得微量的速度增
40、量或減量調(diào)節(jié),長(zhǎng)時(shí)間按下按鍵可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)較快的加速或者減速調(diào)節(jié);當(dāng)按鍵按下時(shí),可以聽(tīng)到蜂鳴器發(fā)出的按鍵音,如果當(dāng)前速度已經(jīng)到達(dá)最大或者最小速度,蜂鳴器將停止鳴叫;轉(zhuǎn)速的選擇可以在電機(jī)開(kāi)啟之前選定,也可以在電機(jī)開(kāi)啟之后做調(diào)節(jié);電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)在液晶屏上右側(cè)做實(shí)時(shí)跟蹤顯示。圖4-6電機(jī)控制流程圖具體程序:if(status=0)if(jianzhi=16) gunrun=!gunrun;gunstop=!gunstop;gun=gunrun; /滾布筒開(kāi)關(guān) /滾布筒調(diào)速if(jianzhi=17) dangwei2+; if(dangwei2=31) if(jianzhi=18)if(dangwe
41、i20) dangwei2-;count4=50;if(jianzhi=19)tuorun=!tuorun;tuostop=!tuostop;tuo=tuorun; /拖布盤(pán)開(kāi)關(guān)if(jianzhi=20) dangwei1+; if(dangwei1=16) dangwei1=16;count4=0;if(jianzhi=21) if(dangwei11) dangwei1-;count4=50;4.5 eeprom掉電保護(hù)程序?qū)l帶切割機(jī)設(shè)置的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在單片機(jī)自帶的eeprom 內(nèi),這樣就可以有掉電保護(hù)功能,以免丟失數(shù)據(jù)。如表4-5 stc89c52rc單片機(jī)內(nèi)部eeprom詳細(xì)地址表所示
42、,共有8個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)有512字節(jié)。表4-5stc89c52rc單片機(jī)內(nèi)部eeprom詳細(xì)地址表eeprom內(nèi)保存數(shù)據(jù)有本系統(tǒng)需要記憶“已卷長(zhǎng)度” “已卷總長(zhǎng)度”“設(shè)定長(zhǎng)度”和“延時(shí)時(shí)間”四個(gè)數(shù)據(jù)及eeprom 掉電保護(hù)程序。具體過(guò)程為:void iapidle();/disable();/關(guān)閉iap 功能,清相關(guān)的特殊功能寄存器,使cpu 處于安全狀態(tài)byte iapreadbyte(word addr);/讀一字節(jié),調(diào)用前需打開(kāi)iap 功能,入口:addr=字節(jié)地址,返回:date=讀出字節(jié)void iaperasesector(iap_address);/擦除扇區(qū)iapprogramb
43、yte(iap_address+k,xianshik);/寫(xiě)入這次要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具體操作為:已卷長(zhǎng)度的記憶在設(shè)置切割長(zhǎng)度時(shí),輸入數(shù)值完畢按下“確定”,先擦除第二扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2205);然后將設(shè)定長(zhǎng)度temper1劃分為三部分存入;第一部分存放萬(wàn)位和千位byte_program(0x2200,temper1/1000); 第二部分存放百位和十位byte_program(0x2201,temper1%1000/10);第三部分存放個(gè)位 byte_program(0x2202,temper1%10); 系統(tǒng)上電后數(shù)據(jù)將被讀出;temper1=byte_read(0x220
44、0)*1000+byte_read(0x2201)*10+byte_read(0x2202).延時(shí)時(shí)間的記憶延時(shí)設(shè)置時(shí),輸入數(shù)值完畢按下“確定”,先擦除第五扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2805);由于延時(shí)范圍為09,只需一個(gè)字節(jié)(0256)的存儲(chǔ)置即可,byte_program(0x2800,yanshi);滿(mǎn)盤(pán)抱警狀態(tài)時(shí)按下“確定”,延時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)被讀出yanshi=byte_read(0x2800).已卷長(zhǎng)度和已卷總長(zhǎng)度的記憶工作狀態(tài)時(shí),外部中斷進(jìn)入(霍爾磁感打開(kāi))n次,已卷長(zhǎng)度和已卷總長(zhǎng)度均加1后,分別擦除第一和第六扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2005) ,se
45、ctor_erase(0x2a05); 然后將已卷總長(zhǎng)度temper和已卷長(zhǎng)度temper2同設(shè)定長(zhǎng)度temper1樣分為三部分存入byte_program(0x2000,temper/1000); byte_program(0x2001,temper%1000/10); byte_program(0x2002,temper%10); byte_program(0x2a00,temper2/1000);byte_program(0x2a01,temper2%1000/10); byte_program(0x2a02,temper2%10); 系統(tǒng)上電后數(shù)據(jù)將被讀出temper=byte_rea
46、d(0x2000)*1000+byte_read(0x2001)*10+byte_read(0x2002);temper2=byte_read(0x2a00)*1000+byte_read(0x2a01)*10+byte_read(0xa202)。4.6 報(bào)警程序本系統(tǒng)有兩種情況會(huì)發(fā)生報(bào)警:1.在切帶加工過(guò)程中,如果已切帶的長(zhǎng)度到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度值,系統(tǒng)自動(dòng)記憶當(dāng)前機(jī)床速度狀態(tài),并使機(jī)床暫時(shí)處于停止運(yùn)行狀態(tài),蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲,表示設(shè)定長(zhǎng)度已切割完成。2.機(jī)床在切帶工作的過(guò)程中,機(jī)床將實(shí)時(shí)檢測(cè)布條盤(pán)的狀態(tài),當(dāng)布條盤(pán)滿(mǎn)盤(pán)后,機(jī)床自動(dòng)記憶當(dāng)前機(jī)床速度狀態(tài),并使機(jī)床暫時(shí)處于停止運(yùn)行狀態(tài),蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲,向操作
47、者發(fā)出提示。圖4-7報(bào)警程序流程圖具體程序:/已卷長(zhǎng)度等于設(shè)定長(zhǎng)度報(bào)警if(temper2=temper1)&(temper10) status=3;/滿(mǎn)盤(pán)報(bào)警if(xw=0)flag2=1;status=4;else 4.7 中斷服務(wù)程序本系統(tǒng)用到外部中斷0與內(nèi)部定時(shí)器中斷1。外部中斷0服務(wù)流程圖如圖4-10 所示,外部中斷0來(lái)記錄霍爾傳感器脈沖次數(shù),從而轉(zhuǎn)化已卷長(zhǎng)度,即外部中斷0中斷n次(n為中斷次數(shù)為1米比例系數(shù),可根據(jù)實(shí)際具體情況改變),系統(tǒng)得出已卷長(zhǎng)度增加1米,并判斷數(shù)據(jù)是否大于99999,同時(shí)判斷已卷長(zhǎng)度是否等于設(shè)定長(zhǎng)度。具體程序:void yj(void) interrupt 0
48、 if(gunrun)temper+;temper2+; if(temper2=temper1)&(temper10) 中斷服務(wù)流程圖如圖4-11 所示,它用于完成定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0 溢出中斷次數(shù)的計(jì)數(shù),系統(tǒng)里就是用于定時(shí)器10ms 中斷一次,10ms為一個(gè)定時(shí)基準(zhǔn),累加count1和count2,當(dāng)為設(shè)定的yanshi時(shí)間不為零時(shí),可啟動(dòng)延時(shí)計(jì)數(shù),當(dāng)兩者相等時(shí)說(shuō)明已到設(shè)定的時(shí)間,則托布盤(pán)電機(jī)啟動(dòng);當(dāng)count1等于50時(shí), bj=0,即液晶屏幕上字符每隔0.5秒刷新一次;當(dāng)count2用以液晶閃爍顯示滿(mǎn)盤(pán)和“三”字符。同時(shí)每隔10ms對(duì)按鍵情況掃描一次,用以判斷是否有按鍵按下或按下按鍵是否抬起
49、。具體程序:void timer0(void) interrupt 1 th0=(65536-10000)/256; tl0=(65536-10000)%256;count1+; count2+; if(gunrun=1)&(yanshi0) p1=0xff;p2=p2&0x1f; _nop_(); _nop_(); scan1=p1;p1=0x00;p2=p2|0xe0; _nop_(); _nop_(); scan2=p2&0xe0;圖4-10外部中斷0流程圖 圖4-11定時(shí)中斷1流程圖第5章 制作調(diào)試5.1 制作本次設(shè)計(jì)制作過(guò)程包括:繪制原理圖、pcb圖、焊接等。其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能有
50、任何差錯(cuò),制作時(shí)要格外小心謹(jǐn)慎。首先,繪制原理圖之前所需各模塊電路的原理、連接和組成元器件。原理圖繪制完畢后就可進(jìn)行pcb的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)繪制pcb前應(yīng)了解相關(guān)元器件的封裝。原件的封裝對(duì)于元件的排布十分重要,只有知道元件封裝才能合理安排布局。同時(shí),需要會(huì)使用一款電子繪圖軟件,能夠使用它繪制出原理圖,pcb圖。設(shè)計(jì)中使用的是protle2004軟件,它是一款很常用的基礎(chǔ)繪圖軟件。然后,圖繪制好之后就是開(kāi)發(fā)板的制作,制作過(guò)程中應(yīng)根據(jù)所繪的原理圖來(lái)連接各個(gè)元器件,確保接線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確無(wú)誤。如果能夠印制電路板,可以直接根據(jù)繪制的pcb圖印制電路板。本次制作是在萬(wàn)能板上焊接電路。此操作中最重要的是布局,根據(jù)各個(gè)
51、元器件之間的連接關(guān)系,以及各自的封裝,在萬(wàn)能板上合理擺放各個(gè)器件。布局中,根據(jù)控制實(shí)用方便,焊接清晰方便,外觀明了等原則,使控制器使用起來(lái)方便,焊接起來(lái)輕松。原件布局好之后就開(kāi)始焊接線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò),焊接的先后順序是最小系統(tǒng),液晶顯示器,3*8矩陣按鍵,電機(jī)調(diào)速模塊。每焊接好一個(gè)模塊之后要調(diào)試檢查一下能否正常工作,有沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的功能要求。最后,當(dāng)焊接的模塊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),要及時(shí)冷靜地檢查,找出問(wèn)題環(huán)節(jié),立刻修正,切勿等到所有模塊都焊接好之后才找問(wèn)題。焊接模塊有問(wèn)題時(shí),首先檢查連接電路是否正確,如有誤,修改接錯(cuò)線(xiàn)路。當(dāng)檢查線(xiàn)路沒(méi)有問(wèn)題時(shí),用萬(wàn)用表檢測(cè)各條線(xiàn)路是否能夠?qū)ǎ附舆^(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象,此時(shí)線(xiàn)
52、路雖然連接但是卻無(wú)法穩(wěn)定傳輸信號(hào)。最后如果檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能夠順利傳送,而模塊依然無(wú)法正常工作,則檢測(cè)各個(gè)元器件,看看各器件是否壞掉,及時(shí)更換損壞器件。5.2 調(diào)試硬件電路設(shè)計(jì)完成后,需要對(duì)軟件部分進(jìn)行調(diào)試修改,這個(gè)過(guò)程我們需要有足夠耐心去查閱相關(guān)資料、反復(fù)試驗(yàn)、討論,在進(jìn)行軟件調(diào)試前應(yīng)確保硬件調(diào)試已完成。軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊程序設(shè)計(jì)技術(shù),則逐個(gè)模塊調(diào)好以后,再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。如果采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),一般是逐個(gè)任務(wù)。本系統(tǒng)屬于前者。所以要一個(gè)個(gè)子程序分別調(diào)試。各程序模塊通過(guò)后,可以把各功能塊聯(lián)合起來(lái)一起進(jìn)行整體程序綜合調(diào)試。在這階段若發(fā)生故障,可以考慮
53、各子程序在運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng),緩沖單元是否發(fā)生沖突,零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上是否失誤,堆棧區(qū)域有否溢出,輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等等。針對(duì)本次設(shè)計(jì),可以先檢測(cè)液晶顯示模塊是否能工作正常,然后檢測(cè)按鍵是否能穩(wěn)定輸入;然后測(cè)試電機(jī)是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是否受按鍵控制,運(yùn)動(dòng)過(guò)程能否反應(yīng)到液晶屏上;然后看調(diào)速功能能否實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些控制模塊都能良好運(yùn)行后,就可以開(kāi)始測(cè)試各個(gè)模塊之間能否協(xié)同運(yùn)行,是否會(huì)發(fā)生干擾和沖突。這些調(diào)試過(guò)程要反復(fù)運(yùn)行多次,除了觀察穩(wěn)定性之外,還要觀察系統(tǒng)的操作是否符合原始設(shè)計(jì)要求、安排的操作是否合理等,必要時(shí)還要做適當(dāng)修正。第6章 總結(jié)本設(shè)計(jì)以stc89c51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)條帶切割機(jī)部分功能的控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)出部分外圍功能硬件,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的低成本的自動(dòng)化控制要求。此設(shè)計(jì)可分為六個(gè)部分,第一部分為按鍵判斷部分,以向單片機(jī)輸入和編輯控制指令,第二部分為液晶顯示作為人機(jī)交互界面,簡(jiǎn)單清晰地反應(yīng)實(shí)現(xiàn)部分功能,第三部分為電機(jī)啟動(dòng)調(diào)速部分,第四部分為eeprom掉電保護(hù)部分,第五部分為報(bào)警模塊,第六部分為中斷服務(wù)程序。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高、使用效率高等特點(diǎn),靈活的按鍵控制方式來(lái)設(shè)定功能等參數(shù),增加了系統(tǒng)的靈活性,對(duì)已卷長(zhǎng)度采集和顯示、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示增加了系統(tǒng)的實(shí)用性。還能根
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