微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)課件：熟悉微機(jī)控制系統(tǒng)

微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目任務(wù)與目標(biāo)1.1微機(jī)控制技術(shù)1.2

模擬手電用按鍵和發(fā)光二極管模擬手電的工作。發(fā)光二極管的起始狀態(tài)是熄滅，第一次按下按鍵時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；第二次按下按鍵時(shí)，發(fā)光二極管熄滅……不斷重復(fù)此過程。知識目標(biāo)·熟悉微機(jī)控制系統(tǒng)與微機(jī)控制技術(shù)?！ち私獠⒄莆瘴C(jī)控制系統(tǒng)的組成?！な煜ぽ斎?輸出通道及接口的作用?！な煜と藱C(jī)交互設(shè)備及接口的作用?！な煜纹瑱C(jī)的基本應(yīng)用?！な煜のC(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱的使用。能力目標(biāo)·能夠畫出微機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖?！つ軌蛘_描述微機(jī)控制系統(tǒng)框圖中各部分的作用。·根據(jù)要求畫出框圖?！じ鶕?jù)要求畫出硬件電路圖?！じ鶕?jù)要求編寫程序?！ふ_使用微機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱。

1.1

微機(jī)控制技術(shù)

1.1.1微機(jī)控制技術(shù)概述1．概述微機(jī)控制系統(tǒng)是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的簡稱，是以微型計(jì)算機(jī)為控制核心的自動控制系統(tǒng)或過程控制系統(tǒng)，可以使受控對象的動態(tài)過程按規(guī)定方式和技術(shù)要求運(yùn)行，以完成各種過程控制、操作管理等任務(wù)。微機(jī)控制技術(shù)的全稱是微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，是與微機(jī)控制系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)，是微機(jī)、控制技術(shù)、受控對象等多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用技術(shù)。2．微機(jī)控制系統(tǒng)組成微機(jī)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，其硬件構(gòu)成如圖1-1所示。1)硬件硬件由計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)可以是專用的工業(yè)機(jī)，也可以是微機(jī)；外圍設(shè)備包括輸入/輸出通道及接口、人機(jī)交互設(shè)備及接口、外存等。計(jì)算機(jī)是微機(jī)控制系統(tǒng)的核心，而它的核心部件是CPU。CPU通過人機(jī)交互接口接收用戶的指令和受控對象的參數(shù)，并向系統(tǒng)各部分發(fā)送所需的各種數(shù)據(jù)，完成檢測、數(shù)據(jù)處理、控制計(jì)算、邏輯判斷等工作。輸入/輸出通道及接口分為模擬量輸入/輸出通道和數(shù)字量輸入/輸出通道兩種。數(shù)字量是指斷續(xù)變化的量，用D表示；模擬量是指連續(xù)變化的量，用A表示。輸入通道及接口把受控對象經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的電信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入控制器。傳感器是輸入通道及接口中重要的檢測裝置，能感受到受控對象的信息，并能將感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器包括熱敏元件、光敏元件、濕敏元件、聲敏元件等。除了傳感器以外，輸入通道及接口還包括A/D轉(zhuǎn)換器、多路開關(guān)、放大器、光耦等。輸出通道及接口把控制器處理結(jié)果再轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需信號，去控制受控對象。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是輸出通道及接口重要的組成部分，它可以將控制器發(fā)出的控制信號轉(zhuǎn)換成調(diào)整機(jī)構(gòu)的動作，使受控對象按規(guī)定的要求工作，是前面各環(huán)節(jié)作用最終的體現(xiàn)者。常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電磁閥、變頻器等。除了執(zhí)行機(jī)構(gòu)外，輸出通道及接口還包括鎖存器、驅(qū)動電路、D/A轉(zhuǎn)換器、多路開關(guān)等。人機(jī)交互設(shè)備及接口也分為輸入設(shè)備及輸出設(shè)備兩種。輸入設(shè)備將用戶的要求或控制參數(shù)傳達(dá)給計(jì)算機(jī)，如鍵盤和鼠標(biāo)等；輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)的要求或結(jié)果傳達(dá)給用戶，如各種顯示器。它們是用戶和計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換的工具。外存指光盤、U盤或隨機(jī)存取存儲芯片等。外存是控制器內(nèi)部存儲器的補(bǔ)充，用于存儲控制系統(tǒng)大量的程序或數(shù)據(jù)。需根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際需要選用合適的外存。2)軟件軟件由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。系統(tǒng)軟件用于管理計(jì)算機(jī)，多為通用軟件；應(yīng)用軟件是為實(shí)現(xiàn)特定控制目的而編寫的程序，如數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警等程序，它們與受控對象緊密相關(guān)，由專業(yè)人員自行編寫。1.1.251單片機(jī)概述

微機(jī)是指微型計(jì)算機(jī)，而作為微機(jī)其中一個(gè)重要發(fā)展分支的單芯片微型計(jì)算機(jī)（即單片機(jī)），由于外形小巧、功能多、價(jià)格低廉、易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，在微機(jī)控制領(lǐng)域取得了普遍的應(yīng)用。從第一代51系列單片機(jī)出現(xiàn)到現(xiàn)在，仍是單片機(jī)中的主流機(jī)型。多年來的事實(shí)證明，單片機(jī)的性能穩(wěn)定可靠，最關(guān)鍵的是用單片機(jī)作為控制器，相較其它控制器，易于學(xué)習(xí)。

1．微機(jī)分類

單板機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)機(jī)（多板機(jī)）系統(tǒng)機(jī)（桌面應(yīng)用）屬于通用計(jì)算機(jī)，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、辦公自動化及輔助設(shè)計(jì)。

單片機(jī)（嵌入式應(yīng)用）屬于專用計(jì)算機(jī)，主要應(yīng)用于智能儀表、智能傳感器、智能家電、智能辦公設(shè)備、汽車及軍事電子設(shè)備等應(yīng)用系統(tǒng)。

2．單片機(jī)概念

單片機(jī)是指單芯片微型計(jì)算機(jī)，即將CPU、存儲器、I/O接口，集成在一個(gè)芯片上形成的微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。

3．單片機(jī)資源

本教程中采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心，AT89S52是atmel公司生產(chǎn)的通用型單片機(jī)，具有如下特點(diǎn)：8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；256B的RAM；8位數(shù)據(jù)總線及16位的地址總線；32個(gè)可編程I/O口線；三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；6個(gè)中斷源；全雙工UART串行通道；看門狗定時(shí)器。1.1.3采用C程序開發(fā)單片機(jī)程序的優(yōu)點(diǎn)

1)語言簡潔，使用靈活。2)進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)基本不需要了解單片機(jī)的指令集和存儲器的結(jié)構(gòu)，寄存器分配和尋址方式由編譯器進(jìn)行管理。3)可移植性好，C語言是通過編譯來得到可執(zhí)行代碼，C語言的編譯程序便于移植，在某種單片機(jī)上使用的C語言程序，可以稍加修改就可以方便地移植到另一種結(jié)構(gòu)類型的單片機(jī)上，使用程序開發(fā)和調(diào)試時(shí)間大大縮短。4)各種C語言編譯器會提供一個(gè)函數(shù)庫，其中包含多標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)，如格式輸出、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等。5)可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵字和操作函數(shù)，提高了程序的可讀性。6)可以直接訪問單片機(jī)的硬件，還可以進(jìn)行各種位操作?！倦S堂練習(xí)1-1】畫出恒溫箱控制系統(tǒng)的組成框圖。

1.2模擬手電

1.2.1硬件設(shè)計(jì)如圖1-2所示為用單片機(jī)模擬手電工作的硬件電路圖。開關(guān)用KEY表示，與端口P1.2相連，用于控制LED的亮滅；P2口連接8個(gè)LED。圖1-2中，左側(cè)的元件與單片機(jī)芯片一起構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)，是單片機(jī)工作必不可少的。發(fā)光二極管的限流電阻

R?=?(5?V?-?2?V)/10?mA?=?300Ω。

AT89S52引腳圖1.2.2軟件設(shè)計(jì)軟件主要解決以下問題：(1)按鍵的檢測。在第一次檢測到開始鍵閉合時(shí)，延時(shí)10?ms去除抖動，再進(jìn)行第二次檢測。(2)手電狀態(tài)的變換。按鍵每次閉合時(shí)，手電處于與之前相反的狀態(tài)。用P2?=?~?P2實(shí)現(xiàn)。1.2.2軟件設(shè)計(jì)源程序如下：/*預(yù)處理*/#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint

/*全局變量定義*/sbitKEY=P1^2;/*延時(shí)函數(shù)*/voiddelay(uinta){uinti,j;

for(i=0;i<a;i++)for(j=0;j<1827;j++);}/*主函數(shù)*/main(){while(1)//死循環(huán){if(KEY==0)//第一次檢測健 { delay(1); if(KEY==0)//第2次檢測健是否閉合？{

P2=~P2;