裝配流水線的模擬

PAGEPAGE貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第1頁本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目：裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：

貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信責(zé)任書本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。特此聲明。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：日期：貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第35頁目錄TOC\o"2-3"\h\z\t"標(biāo)題1,1"摘要 IVAbstrct V前言 1第一章裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和主要特點(diǎn) 21.1基本概念 21.2設(shè)計(jì)思路與電路原理方框圖 21.2.1設(shè)計(jì)思路 21.2.2原理方框圖 3第二章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 42.1AT89C51簡(jiǎn)介 42.1.1AT89C51的功能描述 42.1.2AT89C51的主要特性 52.1.3主要管腳說明 52.2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)與工作原理分析 72.2.1振蕩器特性 72.2.2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 82.2.3單片機(jī)的基本時(shí)序單位 82.3單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)與分析 92.3.1單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 92.3.2單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)的分析 102.4電源電路的設(shè)計(jì)與分析 112.4.1電源電路的設(shè)計(jì) 112.4.2電源電路分析 122.5數(shù)顯示電路分析與設(shè)計(jì) 132.6電機(jī)控制電路分析與設(shè)計(jì) 142.6.1步進(jìn)電機(jī)的基本原理 142.6.2電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) 152.7檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 16第三章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 183.1主程序設(shè)計(jì) 183.1.1主程序的起始地址 183.1.2主程序的初始化內(nèi)容 183.1.3代碼轉(zhuǎn)換程序 193.1.4主程序設(shè)計(jì)框圖 193.2LED動(dòng)態(tài)顯示程序模塊的設(shè)計(jì) 193.2.1動(dòng)態(tài)掃描延時(shí)的實(shí)現(xiàn)方式 193.2.2延時(shí)程序的相關(guān)初值計(jì)算 193.2.3動(dòng)態(tài)顯示程序模塊結(jié)構(gòu)圖 213.3中斷服務(wù)程序 223.3.1工序操作中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì) 223.3.2計(jì)數(shù)中斷程序的設(shè)計(jì) 233.4系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 23第四章系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)制作 254.1電路圖的繪制 254.2PCB板的制作 254.2.1打印 254.2.2轉(zhuǎn)印 264.2.3蝕刻 264.2.4鉆孔 27第五章系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 285.1元件的識(shí)辯與檢測(cè) 285.2元器件安裝的基本要求與原則 285.2.1元器件的安裝要求 285.2.2元器件的安裝原則 295.3元器件的焊接 295.3.1對(duì)焊點(diǎn)的基本要求 295.3.2焊接前的準(zhǔn)備 305.3.3焊接操作 305.4系統(tǒng)調(diào)試與分析 31設(shè)計(jì)總結(jié) 32參考文獻(xiàn) 33致謝 34附錄 35附錄一程序清單 35附錄二裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)原理圖 44附錄三控制系統(tǒng)的PCB圖 45附錄四元器件安裝圖 46裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本論文介紹了裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作全過程。文章首先論述了設(shè)計(jì)裝配流水線模擬控制系統(tǒng)的意義及思路，然后分析和設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件的各單元電路，其內(nèi)容包括：復(fù)位電路，電源電路、顯示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等，最后對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為中央控制器件，用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)操作工序和產(chǎn)品計(jì)件的檢測(cè)，用軟件方法實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)停、加速、減速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)裝配流水線的模擬控制。完成了傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在此裝配流水線中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)基本可以完成各種生產(chǎn)所需的邏輯控制，并可根據(jù)實(shí)際工業(yè)情況靈活軟件升級(jí)。關(guān)鍵詞：裝配流水線,單片機(jī),傳感器,步進(jìn)電機(jī)TheDesignofAnalogControlSystemoftheAssemblyLineAbstrctThispaperintroducedtheentireprocessofthedesignandproductionofanalogcontrolsystemoftheassemblyline.First,thearticlediscussesthesignificanceandideasofthedesignofassemblylineanalogcontrolsystem,andtheanalysisanddesignofthesystemhardwaremodulecircuit,itscontentsinclude:resetcircuits,powersupplycircuits,displaycircuit,steppermotordrivecircuit,finallycarriesontheanalysisandthedesignofsystem'ssoftware.TheoverallsystemtakesAT89C51MCUasthecentralcontrolcomponent,usingtheinfraredsensortoexaminetheprocessofproducingoperationandProductPiece,usingthesoftwaretocontrolsteppermotor’sextensiontostop,theaccelerationandthedeceleration,andthen,wegettheanalogcontroloftheassemblylineandCompletetheapplicationofsensingtechnologyandcontroltechnologyinthemodernassemblyline.Designsbasicallymaycompletethelogicalcontrolwhicheachkindofproductionneeds,andmaypromotetheuseofthesoftwareflexiblyaccordingtotheactualindustrysituation.Keywords:AssemblyLine,MCU,Sensors,StepperMotor貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第1頁前言在社會(huì)快速發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，提高生產(chǎn)效率、降低工藝流程成本、最大限度地滿足生產(chǎn)要求將直接決定各企業(yè)工廠能否緊跟社會(huì)腳步、贏得時(shí)間、占得市場(chǎng)，甚至將決定著企業(yè)的生死存亡。為此，企業(yè)工廠自動(dòng)化無疑扮演著一個(gè)重要的角色。生產(chǎn)裝配流水線自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一部分，能提高生產(chǎn)效率、降低工藝流程成本、最大限度地適應(yīng)產(chǎn)品變化、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)后，大大縮短了包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)周期及新產(chǎn)品開發(fā)周期，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中的需要。它是現(xiàn)代化生產(chǎn)控制系統(tǒng)中重要的組成部分?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品正在以前所未有的速度革新，向著功能多樣化、體積最小化，功耗最低化的方向迅速發(fā)展，它與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上的顯著區(qū)別，一是大量使用大規(guī)?？删帉懶酒?，以提高產(chǎn)品性能，縮小產(chǎn)品體積，降低產(chǎn)品功耗；二是廣泛運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，以提高電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。單片機(jī)的微小體積和極低的成本，可廣泛地嵌入到電子系統(tǒng)，自動(dòng)化、艦船、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品等方方面面，成為現(xiàn)代控制系統(tǒng)中最重要的智能化工具。將現(xiàn)代控制技術(shù)合理運(yùn)用于工業(yè)與生產(chǎn)是人們一直追求的目標(biāo)。在科技高度發(fā)達(dá)的當(dāng)今社會(huì)，對(duì)于生產(chǎn)流水線的控制完全由人工來完成，必將成為歷史一去不復(fù)返，而現(xiàn)代控制技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來進(jìn)行控制管理是現(xiàn)代化生產(chǎn)的標(biāo)志，所以，我們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的裝配流水線模擬控制系統(tǒng)。利用完全自動(dòng)化的操作方式，實(shí)現(xiàn)裝配流水線自動(dòng)控制生產(chǎn)中的電機(jī)轉(zhuǎn)停及產(chǎn)品的計(jì)數(shù)。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際特殊情況下的需要，設(shè)置有加速，減速、停止按鍵。在控制過程中，我們利用單片機(jī)強(qiáng)大的編程技術(shù)，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝配流水線進(jìn)行模擬控制。它具有微功耗、全集成化、智能化、高精度、高性能、高可靠性和低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。如在電機(jī)控制輸出時(shí)加入繼電器還可應(yīng)用于工廠的現(xiàn)場(chǎng)控制?？偟膩碚f是一個(gè)可行的方案。第一章裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和主要特點(diǎn)本章重點(diǎn)闡述裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)的基本概念、設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)電路的原理框圖。1.1基本概念在大量生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，不僅要求機(jī)床能自動(dòng)地對(duì)工件進(jìn)行加工，而且要求工件的裝卸、工序間的輸送、加工精度的檢測(cè)、廢品的剔除等都能自動(dòng)地進(jìn)行。因此，把設(shè)備按工件的加工工序依次排列，用自動(dòng)輸送裝置將它們聯(lián)成一個(gè)體，并用控制系統(tǒng)將各個(gè)部分的動(dòng)作協(xié)調(diào)起來，使其按照規(guī)定的動(dòng)作自動(dòng)地進(jìn)行工作，這種自動(dòng)化的加工系統(tǒng)就稱為自動(dòng)化生產(chǎn)流水線。1.2設(shè)計(jì)思路與電路原理方框圖1.2.1設(shè)計(jì)思路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步設(shè)計(jì)思路如下：1）整個(gè)控制系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)作為控制核心。2）裝配流水線上的各工序操作請(qǐng)求信號(hào)和計(jì)數(shù)請(qǐng)求信號(hào)的采集用紅外傳感器開關(guān)完成，操作工序用延時(shí)模擬。3）流水線的計(jì)數(shù)顯示采用四位一體的七段LED數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)掃描方式。動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)間，由軟件實(shí)現(xiàn)。4）各工序操作請(qǐng)求和記數(shù)請(qǐng)求采用中斷響應(yīng)。其中對(duì)第一、第二工序操作占用外部中斷，而對(duì)第三工序操作、計(jì)數(shù)響應(yīng)由定時(shí)器計(jì)數(shù)中斷。5）LED數(shù)碼管的段選碼輸入，由并行端口P0低四位產(chǎn)生；LED數(shù)碼管的位選碼輸入，由并行端口P0的高四位產(chǎn)生。6）電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整及系統(tǒng)功能的切換由按鍵控制，程序?qū)崿F(xiàn)，信號(hào)從P1口輸入。7）電機(jī)的控制信號(hào)由P2口輸出。系統(tǒng)中所用的單片機(jī)AT89C51，是一種性能優(yōu)良的集成可編程的單片機(jī)，其功能十分的強(qiáng)大。它把CPU、存儲(chǔ)器、及I/O集成到一個(gè)芯片上，只要外加少許電子零件便可以構(gòu)成一套簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)。這樣可以降低設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品的硬件成本，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配流水線的模擬控制。1.2.2原理方框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。如圖1.1為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的硬件設(shè)計(jì)框圖。硬件電路主要由控制單元、計(jì)數(shù)顯示單元、檢測(cè)部分、接口單元電路等組成。復(fù)位電路復(fù)位電路四路檢測(cè)單元圖1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖時(shí)鐘電路系統(tǒng)電源段碼驅(qū)動(dòng)單元位碼驅(qū)動(dòng)單元電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元單片機(jī)圖圖圖按鍵電路圖圖單圖圖顯示單元步進(jìn)電機(jī)第二章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)為使裝配流水線控制系統(tǒng)能夠具有更好的實(shí)用性，并且具有更高的性能，需對(duì)該系統(tǒng)的硬件進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。按實(shí)現(xiàn)的功能來分，可分為以下幾個(gè)單元部分。其中，AT89C51單片機(jī)是整個(gè)電路的核心，它控制其他模塊來完成各種復(fù)雜的操作。附錄二就是裝配流水線控制系統(tǒng)總電路圖。在本章下面的幾個(gè)小節(jié)中，我們根據(jù)附錄二所示的硬件設(shè)計(jì)圖，對(duì)各個(gè)模塊的主要的一些電路進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析。2.1AT89C51簡(jiǎn)介2.1.1AT89C51的功能描述AT89C51是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。它與MCS-51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替MCS-51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒有的功能。AT89C51可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶?？捎?2V電壓編程,而且擦寫時(shí)間僅需10毫秒，僅為8751/87C51的擦除時(shí)間的百分之一,與8751/87C51的擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓范圍寬（2.7V~6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz～24MHz之間，比8751/87C51等51系列的6MHz～12MHz更具有靈活性,系統(tǒng)能快能慢。AT89C51芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。P0口是三態(tài)雙向口,通稱數(shù)據(jù)總線口,因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖2.1所示圖圖2.1AT89C51引腳排列圖圖圖圖圖2.1.2AT89C51的\o"返回頁首"主要特性AT89C51主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）AT89C51與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；2）內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；3）靜態(tài)工作,工作范圍:0Hz～24MHz；4）128×8位內(nèi)部RAM；5）32位雙向輸入輸出線；6）兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器7）5個(gè)中斷源,兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；8）1個(gè)全雙工的異步串行口；9）閑置和掉電兩種工作方式。10）內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.1.3主要\o"返回頁首"管腳說明AT89C51的主要管腳說明如下：1）VCC：供電電壓。2）GND：工作地。3）P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。4）P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。5）P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。6）P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表2.1所示。7）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。8）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR的8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。表表2.1P3口各管腳功能圖圖圖圖端口引腳各個(gè)功能P3.0RXD(串行口輸入端)P3.1TXD(串行口輸出端)P3.2TNT0(外部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效)P3.3TNT1（外部中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.4T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0脈沖輸入端）P3.5T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1脈沖輸入端）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）9）：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。10）：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。11）XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。12）XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)與工作原理分析2.2.1振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反相放大器的輸入和輸出。該反相放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器,石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)懸空不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.2.2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)8031/8051單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖2.2所示。圖中，電容器C1，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在30~50pF。晶振頻率的典型值為12MHz，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。外部振蕩方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下圖2.2所示。圖2.2時(shí)鐘振蕩方式圖2.2時(shí)鐘振蕩方式由上圖可見，XTAL1接地，外部振蕩信號(hào)由XTAL2引入。為了提高輸入電路的驅(qū)動(dòng)能力，通常將外部信號(hào)經(jīng)過一個(gè)帶有上拉電阻的TTL反相門后接入XTAL2。2.2.3單片機(jī)的基本時(shí)序單位 單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期(或外部引入的時(shí)鐘周期)為最小的時(shí)序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時(shí)序基準(zhǔn)。振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱S周期，所以，1個(gè)狀態(tài)周期包含有2個(gè)振蕩周期。振蕩頻率foscl2分頻后形成機(jī)器周期MC。所以，1個(gè)機(jī)器周期包含有6個(gè)狀態(tài)周期或12個(gè)振蕩周期。1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是指令周期。MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時(shí)間都在1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期之間。4種時(shí)序單位中，振蕩周期和機(jī)器周期是單片機(jī)內(nèi)計(jì)算其它時(shí)間值(例如，波特率、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等)的基本時(shí)序單位。單片機(jī)外接晶振頻率12MHZ時(shí)的時(shí)序單位的大?。赫袷幹芷冢?/fosc=1/12MHZ=0.0833us2.3單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)與分析 2.3.1單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)在51系列單片機(jī)中，在振蕩器運(yùn)行時(shí)，RST引腳上保持到少兩個(gè)機(jī)器周期的高電平輸入信號(hào)，復(fù)位過程即可完成。為響應(yīng)這一不定期程，CPU發(fā)出內(nèi)部復(fù)位信號(hào)。內(nèi)部復(fù)位操作是在發(fā)現(xiàn)RST為高電平后的第二個(gè)周期進(jìn)行的，并且此后每個(gè)周期都重復(fù)進(jìn)行復(fù)位操作，直到RST變成低電平為止。針對(duì)復(fù)位電路對(duì)時(shí)間的需要，我們對(duì)上電復(fù)位電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來講，Vcc電源的上升時(shí)間不超過1ms，片內(nèi)振蕩器啟動(dòng)時(shí)間在10ms之內(nèi)。在這種情況下，把RST引腳通10uF電容接到Vcc并同時(shí)經(jīng)過10K電阻和地相連，就可獲得上電自動(dòng)復(fù)位的結(jié)果。其具體的復(fù)位電路如圖2.3所示。圖圖2.3復(fù)位電路2接通電源后，Vcc便對(duì)電容通過電阻進(jìn)行充電。RST腳的電壓等于Vcc與電容兩端電壓之差。在充電過程中，隨著電容電壓逐步趨于Vcc，RST引腳上之電壓最終將接近于0。此過渡過程之長(zhǎng)短取決于電阻和電容值的大小。10uF電容足可使RST腳上的電壓在振蕩器啟振后尚有兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間保持高于施密特觸發(fā)器的低門檻電平，從而使整個(gè)復(fù)位過程得以完成。2.3.2單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)的分析單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見下表2.2。值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。說明：表中符號(hào)*為隨機(jī)狀態(tài)；表表2.2特殊功能寄存器與初始狀態(tài)表特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)PSW00HTH000HP0～P3FFHSBUF不定IP***00000BSCON00HIE0**00000BPCON0*******BA00HTMOD00HB00HTCON00HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HPSW=00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP＝07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后進(jìn)法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到08H單元中；Po～P3＝FFH，表明已向各端口線寫入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出；IP＝***00000B，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)；IE＝0**00000B，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷；A＝00H，表明累加器已被清零；MCS-51系列單片機(jī)的復(fù)位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個(gè)振蕩周期后，51單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)成低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。MCS-51系列單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，至于內(nèi)部RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。AT89C51是由美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的高性能八位單片機(jī)。該芯片采用FLASH存儲(chǔ)技術(shù)，內(nèi)部具有2KB字節(jié)快閃存存儲(chǔ)器，采用DIP封裝，是目前在中小系統(tǒng)中應(yīng)用最為普及的單片機(jī)。2.4電源電路的設(shè)計(jì)與分析2.4.1電源電路的設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的輸出電壓UO（或電壓可調(diào)范圍UOmin~UOmax）和最大輸出電流IOmax是它的特性指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)決定了該電源的適用范圍，同時(shí)也決定了穩(wěn)壓器的特性指標(biāo)以及如何選擇變壓器、整流管和濾波電容。而輸出電阻、紋波電壓、溫度系數(shù)是穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)，它們決定了穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓系數(shù)、輸出阻抗、溫度系數(shù)和濾波電容的選擇。圖圖2.4系統(tǒng)電源電路因?yàn)橄到y(tǒng)是由單片機(jī)直接控制處理，其穩(wěn)定的電壓對(duì)但片機(jī)來說是十分重要的，如圖2.4所示我們?cè)O(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源，使系統(tǒng)能正常的工作。為了改善波紋特性,在穩(wěn)壓電源的輸入端加接電容C2；在其輸出端加接電容C4，C5，目的是為了改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)、防止自激振蕩和減少高頻噪聲。2.4.2電源電路分析三腳穩(wěn)壓塊選擇：該裝置中的穩(wěn)壓塊選用LM7805和LM7812集成穩(wěn)壓塊。下面介紹LM7805的技術(shù)，LM7812系列集成穩(wěn)壓塊主要技術(shù)參數(shù)和工作原理與LM7805的類似，這里就不再敘述。LM7805系列集成穩(wěn)壓塊主要技術(shù)參數(shù)：輸入電壓：DC3V～35V；最大輸出電流：1.5A。LM7805系列穩(wěn)壓塊封裝：1腳為輸入端，2腳為公共端，3腳為輸出端。注意事項(xiàng)：引腳不能接錯(cuò)，公共端不能懸空；為防止過熱應(yīng)安裝散熱片，其內(nèi)部原理圖如圖2.5所示，按圖我們來分析其原理：在本設(shè)計(jì)中應(yīng)輸出電壓為Vo=5V，則當(dāng)Vo＞5V時(shí)，T2的b極電壓上升，進(jìn)而T2的c極電壓下降，進(jìn)而T1的b極電壓下降,進(jìn)而T1的Vce極電壓上升，進(jìn)而Vo趨于5V；反之當(dāng)Vo＜5V時(shí)亦然。圖2.5三端穩(wěn)壓電源內(nèi)部電路圖圖2.5三端穩(wěn)壓電源內(nèi)部電路圖否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否2.5數(shù)顯示電路分析與設(shè)計(jì)為了對(duì)生產(chǎn)加工的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)了產(chǎn)品計(jì)數(shù)顯示電路，電路如圖2.6所示。圖圖2.6顯示驅(qū)動(dòng)單元從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，我們對(duì)四位數(shù)碼管的顯示采用了動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行控制。當(dāng)要顯示千位時(shí)，在數(shù)據(jù)線上送出所要顯示的數(shù)據(jù)，同時(shí)開通千位數(shù)碼管的模擬開關(guān)，千位數(shù)碼開關(guān)得電工作，顯示數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)程序的控制，讓該位點(diǎn)亮一段時(shí)間，然后關(guān)斷千位；顯示百位時(shí)，在數(shù)據(jù)線上送出所要顯示的數(shù)據(jù)，同時(shí)開通百位數(shù)碼管的模擬開關(guān)，百位數(shù)碼開關(guān)得電工作，顯示數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)程序的控制，讓該位點(diǎn)亮一段時(shí)間，然后關(guān)斷百位；顯示十位時(shí)，在數(shù)據(jù)線上送出所要顯示的數(shù)據(jù)，同時(shí)開通十位數(shù)碼管的模擬開關(guān)，十位數(shù)碼開關(guān)得電工作，顯示數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)程序的控制，讓該位點(diǎn)亮一段時(shí)間，然后關(guān)斷十位；接著數(shù)據(jù)線上送出個(gè)位所要顯示的數(shù)據(jù)，同時(shí)選通控制個(gè)位的模擬開關(guān)，也讓這個(gè)延時(shí)顯示一段時(shí)間，這樣交替地掃描顯示，由于發(fā)光管的輝光效應(yīng)，只要掃描的頻率足夠高，肉眼看上去就是穩(wěn)定的四位數(shù)據(jù)顯示。2.6電機(jī)控制電路分析與設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。2.6.1步進(jìn)電機(jī)的基本原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)：1）一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3）步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4）步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。2.6.2電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)由于MCS-51系列單片機(jī)輸出只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)TTL電平的門電路，灌電流較大，能吸收20mA的灌電流，當(dāng)輸出負(fù)載較小時(shí)可以直接由單片機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸出控制設(shè)計(jì)成輸出低電平驅(qū)動(dòng)時(shí)，相對(duì)的帶負(fù)載能力要強(qiáng)。而在這里，我們所接為感性負(fù)載步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此不能直接由單片機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。選用L293芯片，L293是著名的SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。其后綴有B、D、E等，除L293E為20腳外，其它均為16引腳。其額定工作電流為1A，最大可達(dá)1.5A，VCC電壓最小4.5V，最大可達(dá)36V；VDD電壓最大值也是36V其工作電流在2A以內(nèi)，因此，為了與外接負(fù)載的匹配，設(shè)計(jì)電路如圖2.7所示。圖圖2.7電機(jī)控制電路如表2.3所示是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系。表表2.3L293D引腳邏輯關(guān)系ENA（B）IN1（IN3）IN2（IN4）電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2（IN4）同IN1（IN3）快速停止LXX停止2.7檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用TX05D型反射開關(guān)，實(shí)際上是一種一體化的紅外線發(fā)射，接收器件。它內(nèi)部包含紅外線發(fā)射，接收及信號(hào)放大與處理電路，能夠以非接觸形式檢測(cè)出前方一定范圍內(nèi)的人體或物體，并轉(zhuǎn)換成高(低)電平信號(hào)輸出。由于TX05D內(nèi)部采用了低功耗器件和抗干擾電路，所以工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)控制等裝置中。如：光電計(jì)數(shù)器，接近式照明開關(guān)，自動(dòng)干手器，自控水龍頭，感應(yīng)門鈴，倒車告警電路。TX05D的外形和引線見圖1，本器件屬模塊化產(chǎn)品，全部電路焊裝在一只46x32x17mm（不包括安裝支架）的塑料盒內(nèi)。盒的側(cè)面設(shè)有狀態(tài)指示和靈敏度調(diào)節(jié)孔，一只紅色發(fā)光管用來指示開關(guān)的工作狀態(tài)，平時(shí)熄滅，有反射物時(shí)發(fā)光。靈敏度調(diào)節(jié)孔用來調(diào)節(jié)反射檢測(cè)距離，順時(shí)針調(diào)距離增大，逆時(shí)針調(diào)距離減小。TX05D通過一條1.5米的雙芯屏蔽線做為輸出引線，其中紅色線為電源正極，白色線為輸出端，銅網(wǎng)接電源負(fù)極。白色線靜態(tài)時(shí)為低電平，有反射物時(shí)輸出高電平。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如需加長(zhǎng)引出線，可選用相同材質(zhì)的雙芯屏蔽線即可。TX05D的電參數(shù)：工作電壓5～12V，極限電壓15V，工作電流5～20mA，最大30mA，對(duì)應(yīng)檢測(cè)距離為0～120㎝，當(dāng)工作電壓12V時(shí)，輸出最大灌電流大于50mA，最大輸出電流大于3mA。TX05D的輸出端內(nèi)部電路見圖2，由于考慮器件的通用性和輸出保護(hù)措施，加入了限流保護(hù)電路，當(dāng)外接負(fù)載超過額定值時(shí)啟動(dòng)保護(hù)，自動(dòng)減小電流輸出，以保護(hù)組件和外部負(fù)載的安全。當(dāng)TX05D接通電源后，即從模塊內(nèi)部的紅外線發(fā)射管向前方發(fā)射38KHZ的調(diào)制紅外線，一旦有物體或人體進(jìn)入有效范圍內(nèi)時(shí)，紅外線就會(huì)有一部分被反射回來，被與發(fā)射管同排安裝的光敏接收管收到并轉(zhuǎn)換成同頻率的電信號(hào)后，由模塊內(nèi)部電路進(jìn)行放大，解調(diào)，整形，比較處理后，在輸出端給出高電平信號(hào)。模塊的紅外線發(fā)射能力與工作電壓有關(guān)。工作電壓越高，紅外線發(fā)射功率越強(qiáng)，檢測(cè)距離就越遠(yuǎn)；反之，電壓低，檢測(cè)距離就相對(duì)較近。由于TX05D使用了調(diào)制技術(shù)和采用進(jìn)口帶補(bǔ)償?shù)目垢蓴_器件，在一定程度上解決了抗干擾的問題，如白天黑夜的靈敏度基本保持一致，這是其它產(chǎn)品所不能比擬的，但由于未加入密碼電路，故在離頻閃的日光燈較近距離時(shí)（2米以內(nèi)）TX05D會(huì)有同步的輸出，使用時(shí)請(qǐng)注意回避正對(duì)日光燈（不包括用電子變壓器啟動(dòng)的日光燈）。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中用四個(gè)TX05D對(duì)裝配流水線上的三個(gè)生產(chǎn)包裝工序及一個(gè)計(jì)數(shù)進(jìn)倉(cāng)工序進(jìn)行知道檢測(cè)。VCC接5V電源，輸出信號(hào)線接單片機(jī)AT89C51的12~15腳，即單片機(jī)的INT0、INT1、T0、T1四個(gè)中斷端口。綜合上面各個(gè)單元電路設(shè)計(jì)，得整個(gè)控制系統(tǒng)的原理圖，見附錄二。第三章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)包括主程序的設(shè)計(jì)、LED動(dòng)態(tài)顯示模塊程序設(shè)計(jì)、電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置程序設(shè)計(jì)、各中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)組成。3.1主程序設(shè)計(jì)主程序的內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。3.1.1主程序的起始地址MCS-51系列單片機(jī)復(fù)位后，（PC）=0000H，而0003H~002BH分別為各中斷源的入口地址。所以，編程時(shí)應(yīng)在0000H處寫一條跳轉(zhuǎn)指令。當(dāng)CPU接收到中斷請(qǐng)求信號(hào)并予以響應(yīng)后，CPU把當(dāng)前的PC內(nèi)容壓入堆棧中進(jìn)行保護(hù)，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處執(zhí)行。一般應(yīng)在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處寫一條跳轉(zhuǎn)指令，并以跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址作為中斷服務(wù)程序的其實(shí)地址進(jìn)行編程。3.1.2主程序的初始化內(nèi)容所謂初始化，是對(duì)將要用到的MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部部件或擴(kuò)展芯片進(jìn)行初始工作狀態(tài)設(shè)定。MCS-51系列單片機(jī)復(fù)位后，除SP為07H，P0~P3口為FFH外，其余給內(nèi)存單元內(nèi)容均為00H，所以應(yīng)對(duì)IE、IP進(jìn)行初始化編程，以開放CPU中斷，允許某些中斷源中斷和設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)等。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用了四個(gè)中斷，即T0、T1、/INT0、/INT1。其中：1）T0中斷：采用記數(shù)溢出中斷工作方式，完成對(duì)工序操作1的延時(shí)響應(yīng)。2）T1中斷：采用記數(shù)溢出中斷工作方式，完成對(duì)工序操作2的延時(shí)響應(yīng)。3）/INT0中斷：采用外部中斷工作方式，完成對(duì)工序操作3的延時(shí)響應(yīng)。4）/INT1中斷：采用外部中斷工作方式，完成對(duì)記數(shù)請(qǐng)求的響應(yīng)。同時(shí)還要對(duì)一些存儲(chǔ)單元進(jìn)行初始化，這些內(nèi)容都需要在初始化程序中完成。3.1.3代碼轉(zhuǎn)換程序人們?nèi)粘Ａ?xí)慣使用十進(jìn)制數(shù)，而計(jì)算機(jī)的鍵盤輸入、輸出以及顯示常采用二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)（即BCD碼）或ASCII碼。因此，在程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常要進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。各種代碼之間的轉(zhuǎn)換十分有用，除了硬件邏輯轉(zhuǎn)換之外，程序設(shè)計(jì)中采用算法處理和查表方式。3.1.4主程序設(shè)計(jì)框圖主程序設(shè)計(jì)框圖如圖3.1所示。3.2LED動(dòng)態(tài)顯示程序模塊的設(shè)計(jì)3.2.1動(dòng)態(tài)掃描延時(shí)的實(shí)現(xiàn)方式在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得LED顯示得比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率。當(dāng)掃描頻率在70Hz左右時(shí)，能夠產(chǎn)生足夠的圖形和較好的顯示效果。一般可以采用間隔10ms對(duì)LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時(shí)間為1ms。在單片機(jī)中，定時(shí)功能可以由硬件（定時(shí)/記數(shù)器）實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件定時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)。硬件定時(shí)是利用單片機(jī)片內(nèi)定時(shí)器定時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器可與CPU并行工作，不占用CPU的時(shí)間，是CPU有較高的工作效率；軟件延時(shí)程序占用CPU的時(shí)間，因此，它一定程度上降低了CPU的工作效率。本設(shè)計(jì)中，由于定時(shí)器已作為中斷工作方式占用，故采用軟件延時(shí)方式。3.2.2延時(shí)程序的相關(guān)初值計(jì)算要實(shí)現(xiàn)1ms的延時(shí)可以采用單重循環(huán)實(shí)現(xiàn)。而本設(shè)計(jì)單片機(jī)時(shí)鐘頻率采用12MHz晶振提供，可得單片機(jī)的時(shí)鐘周期為1/12us，而它的機(jī)器周期為:12*1/12=1us。因此可以編寫以下源程序?qū)崿F(xiàn)：MOVR0,#0FAHDL1:NOPNOP主程序流程圖主程序流程圖設(shè)置外部中斷信號(hào)的觸發(fā)形式設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)及開中斷定時(shí)器初始化并設(shè)置顯示緩沖區(qū)相關(guān)寄存器清零并設(shè)置堆棧指針是停止或轉(zhuǎn)速設(shè)置否？判斷是否轉(zhuǎn)速設(shè)置？調(diào)用轉(zhuǎn)速設(shè)置程序電機(jī)運(yùn)行、記數(shù)顯示停止或轉(zhuǎn)速設(shè)置啟動(dòng)定時(shí)器設(shè)置各中斷服務(wù)程序的入口地址轉(zhuǎn)速設(shè)置完否？是否是否圖3.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主流程圖是否DJNZR0,DL1該段延時(shí)程序的精確延時(shí)時(shí)間應(yīng)該為：1s1+[(1+1+2)s250]=1001s3.2.3動(dòng)態(tài)顯示程序模塊結(jié)構(gòu)圖動(dòng)態(tài)顯示程序模塊結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。顯示程序流程圖顯示程序流程圖設(shè)置段碼緩沖區(qū)指針設(shè)置位碼緩沖區(qū)指針設(shè)置顯示位數(shù)將位碼和段碼值送到P0口顯示某位、延時(shí)1ms修改顯示緩沖區(qū)指針顯示位數(shù)減1位碼、段碼緩沖區(qū)指針加1返回顯示完否？否是圖3.2顯示模塊程序流程圖3.3中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序是一種具有特定功能的獨(dú)立程序段。它為中斷源的特定要求服務(wù)，以中斷返回指令結(jié)束。由于工序操作和計(jì)數(shù)請(qǐng)求響應(yīng)采用中斷處理方式，所以中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)成了本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的核心。在中斷響應(yīng)過程中，斷點(diǎn)的保護(hù)與恢復(fù)主要由單片機(jī)內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)。對(duì)用戶來說，在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，主要須考慮是否有需要保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)，即指在主程序中用到的寄存器、存儲(chǔ)單元等，在中斷程序中也使用了。如果有，則應(yīng)注意不要遺漏；在恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要注意壓棧與出棧指令必須成隊(duì)使用，先入棧的內(nèi)容應(yīng)該后彈出。另外，還要及時(shí)清除需要用軟件清除的中斷標(biāo)志。3.3.1工序操作中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)工序操作中斷服務(wù)程序中用延時(shí)表示工序操作的處理過程。其程序流程圖如圖3.3所示。工序操作處理流程圖工序操作處理流程圖關(guān)中斷否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否工序延時(shí)、顯示（產(chǎn)品件數(shù)）否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否中斷返回（RET）否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否開中斷否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否圖3.3工序操作程序流程圖否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否3.3.2計(jì)數(shù)中斷程序的設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)中斷程序的設(shè)計(jì)思路為，但產(chǎn)生中斷求情后，在中斷服務(wù)程序中對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品數(shù)的內(nèi)存單元中的內(nèi)容加1。為保證四個(gè)計(jì)數(shù)單元的值實(shí)現(xiàn)累加，在每一位加1后，用DAA指令處理使各位之間成十進(jìn)制累進(jìn)。計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.4所示。3.4系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)清單見附錄一。計(jì)數(shù)中斷程序流程圖計(jì)數(shù)中斷程序流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)中斷否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否位指針加1否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否中斷返回（RET）否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否指針指向位內(nèi)容加1否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否設(shè)置位數(shù)、設(shè)置位指針否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、開中斷否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否大于9否？否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否十進(jìn)制調(diào)整否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否位數(shù)減1等于0否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否是否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否是否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否圖3.4計(jì)數(shù)中斷程序流程圖否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否否第四章系統(tǒng)的PCB板設(shè)計(jì)制作4.1電路圖的繪制電路原理圖的繪制分以下幾個(gè)步驟：1）在Protel99軟件中先新建一個(gè)文檔，把所需要的元件載入到文檔里面。2）再按照系統(tǒng)電路圖繪制導(dǎo)線，把元件連接好。3）通過電氣檢查如果沒有錯(cuò)誤，那么系統(tǒng)的電路圖就繪制完成。4.2PCB板的制作用Protel99設(shè)計(jì)好PCB板，認(rèn)真檢查正確無誤以后就開始制作電路板．其過程包括打印、轉(zhuǎn)印、蝕刻和鉆孔四個(gè)主要制作工序。下面分別敘述制作過程。4.2.1打印打印是一項(xiàng)非常重要的工序，直接關(guān)系著PCB板的質(zhì)量，所以務(wù)必要認(rèn)真做好這一工序。把準(zhǔn)備好的熱轉(zhuǎn)印紙放入打印中，一定要注意光滑的一面向上。打開用Protel99設(shè)計(jì)的EDA文件中的PCB文件，單擊菜單欄中的“文件”，“打印設(shè)置”。彈出打印設(shè)置對(duì)話框，選擇你已安裝好的打印機(jī)型號(hào)，帶“Final”的選項(xiàng)，表示分層打印。后帶“Composite”的選項(xiàng)是組合打印。在這里我們選擇“Final”分層打印選項(xiàng)，在打印設(shè)置對(duì)話框下面有三個(gè)按鈕：“Print”、“options”、“Layers”。首先單擊“options”按鈕，彈出打印設(shè)置選項(xiàng)對(duì)話框，勾上“Showhole”選項(xiàng)顯示焊盤孔。再單擊“Setup”按鈕，在大小選項(xiàng)中選擇A4。在“來源”選項(xiàng)中，如果只裝有一臺(tái)打印機(jī)，可選用自動(dòng)選擇默盒。如安裝有多臺(tái)打印機(jī)的話就要選擇你所想要打印的打印機(jī)紙盒。要是打印圖紙是長(zhǎng)方形的，而且比較大，可在方向選項(xiàng)中選擇橫向打印。設(shè)置好了“options”對(duì)話框之后單擊確定即可。然后選擇“Layers”板層選項(xiàng)，在這里我們制作的是單層板，所以在“SignalLayers”信號(hào)層選項(xiàng)中只選擇“BottomLayer”項(xiàng)。再選擇“MidLayerpads”項(xiàng)中的“Includeunconnent”包含沒有連接選項(xiàng)，設(shè)置好后單擊確定。注意，由于考慮到打印機(jī)的原理，為了打印出更好質(zhì)量的PCB圖，在打印之前可以先打印一張廢紙，使打印機(jī)已均勻地加熱，要是打印兩面板時(shí)，兩面的圖形要一起打，不要等到打印機(jī)停一會(huì)再，這樣由于打印機(jī)的熱脹冷縮原理，使打出來的圖形不太對(duì)稱。再有打印雙面板時(shí)，頂層要鏡像。全部打印設(shè)置好后，打印出電路圖。4.2.2轉(zhuǎn)印按設(shè)計(jì)好的PCB板大小裁板，這里要裁一塊110mm×85mm的敷銅板，先用畫筆按尺寸在敷銅板上畫好邊框。再用鋸跟著畫好的線路鋸板。裁好后用水磨沙布把敷銅板的敷銅面打磨干凈，沖洗干凈，晾干。接上熱轉(zhuǎn)印機(jī)的電源，打開熱轉(zhuǎn)印機(jī)，將轉(zhuǎn)印溫度設(shè)置成150度。這樣轉(zhuǎn)印機(jī)開始慢慢加熱。把打印好的轉(zhuǎn)印紙光滑的一面對(duì)上敷銅板的敷銅面，要注意四邊留出的邊寬度一樣，對(duì)好后把要送進(jìn)轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印的開頭的一邊打折。當(dāng)熱轉(zhuǎn)印機(jī)的溫度上升到150攝氏度的時(shí)候，小心把打了折的一面慢慢送進(jìn)熱轉(zhuǎn)印機(jī)開始轉(zhuǎn)印，手慢慢的用力往里推，要推到敷銅板確定已以進(jìn)去的時(shí)候才放開手。轉(zhuǎn)印好后，要等銅板上溫度降低以后才能撕掉轉(zhuǎn)印紙，否則將會(huì)使打印在上面的線條一并撕掉，但溫度也不要太低，溫度太低敷銅板和紙就帖得比較緊，很難撕掉，效果也明顯不好。4.2.3蝕刻轉(zhuǎn)印好的線路板必須經(jīng)過檢查、修板，直至確認(rèn)無誤后便可以進(jìn)行腐蝕了。蝕刻，有人亦叫“爛板”。這是指通過化學(xué)物質(zhì)，把經(jīng)過印刷的敷銅板的非保護(hù)部分的銅箔腐蝕掉。蝕刻可以通過一份固體三氯化鐵兌兩份水配置而成進(jìn)行腐蝕。步驟如下：首先，配置腐蝕液，可以用三氯化鐵和水1：2左右配置而成?？梢杂盟芰吓杌蛱沾膳枋⒏g液，把要腐蝕的線路板浸沒在溶液之中，來回晃動(dòng)線路板以加快腐蝕速度。腐蝕操作時(shí)要特別注意掌握蝕刻時(shí)間。時(shí)間太長(zhǎng)，腐蝕過久會(huì)把線路板的線條弄細(xì)甚至全部腐掉，造成廢品。這點(diǎn)在蝕刻的線條較細(xì)時(shí)尤為重要。但是，如果蝕刻時(shí)間太短，則有些應(yīng)該爛掉的銅箔還沒有完全蝕刻掉也會(huì)影響線路板的質(zhì)量，增加修板的工作量。一般來說，新配置的腐蝕液的蝕刻時(shí)間約25分鐘左右。較陳舊的溶液須延長(zhǎng)，但若腐蝕時(shí)間超過2小時(shí)，則必需更換新液。其次，要用清水沖洗，徹底把三氯化鐵溶液去掉，否則會(huì)使線路邊沿發(fā)黃，影響質(zhì)量。4.2.4鉆孔腐蝕完畢后，僅僅是塊半成品，必須經(jīng)過鉆孔和刷助焊劑等工序。線路板上的孔眼決定了焊接元件的位置，直接關(guān)系到安裝元件的質(zhì)量，因此要求按實(shí)際元件引腳的大小或圖紙所標(biāo)示尺寸鉆孔。先確定鉆頭是否鋒利，要不就先換上鋒利的鉆頭再開始鉆孔，大小不一的孔要采用不同型號(hào)的鉆頭。下鉆的時(shí)候鉆頭要對(duì)準(zhǔn)焊盤的正中心。鉆好孔以后我們需要用細(xì)紗布將板面打磨光滑，這樣可以去掉焊盤的毛刺和PCB表面留下的墨痕，我們可以利用細(xì)紗布邊沖水邊打磨。在打磨過程中不可以太用力，否則會(huì)將銅線條擦掉。打磨完畢后擦干，涂上酒精松香水，晾干就得到一塊所需的電路板。至此，整張PCB板制作完成。系統(tǒng)PCB板圖如附錄三所示。第五章系統(tǒng)的安裝與調(diào)試5.1元件的識(shí)辯與檢測(cè)在安裝元件前要先認(rèn)識(shí)和檢測(cè)元件，一些常見元件的認(rèn)識(shí)與檢測(cè)如下：色環(huán)電阻：在此使用的是四個(gè)色環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的電阻。此類電阻前兩環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率，與前三環(huán)距離較大的第四環(huán)表示允許偏差。二極管：在此裝置中要用到普通二極管和發(fā)光二極管，在普通二極管中有白色環(huán)標(biāo)志的那頭為負(fù)極。對(duì)于發(fā)光二極管一般引腳長(zhǎng)的那端為正極，引腳短的那端為負(fù)極。電容：電容在這里用到的是瓷片電容和電解電容，其外圍上面都有標(biāo)記，只需檢測(cè)其好壞。在利用萬用表檢測(cè)時(shí)要注意如果為電解電容紅表筆應(yīng)接正極，黑表筆接負(fù)極。對(duì)于2200pF一下的電容用萬用表R×10KΩ或R×100KΩ測(cè)量，2200pF以上可以用R×1KΩ或R×100KΩ檔測(cè)量。檔次調(diào)整好了和表筆接好后，觀察萬用表指針是否較大的偏轉(zhuǎn)，然后由最大的偏轉(zhuǎn)慢慢的減小至最小值（或零），如果時(shí)上述情況則證明該電容有充、放電的功能，為好電容。如果發(fā)現(xiàn)萬用表指針不偏轉(zhuǎn)說明該電容開路。當(dāng)萬用表指針偏轉(zhuǎn)至最大（阻值為零）說明該電容已擊穿。不過，一般對(duì)于新電容是不需檢測(cè)的。5.2元器件安裝的基本要求與原則制造電子產(chǎn)品，可靠性與安全是二個(gè)重要因素,而零件的安裝對(duì)于保證產(chǎn)品的安全可靠是至關(guān)重要的。如何疏忽都可能造成整機(jī)工作失常，甚至導(dǎo)致更為嚴(yán)重的后果。元件安裝時(shí)要保證導(dǎo)通與絕緣的電器性能、保證機(jī)械強(qiáng)度、抱著那個(gè)傳熱的要求和安裝時(shí)接地與屏蔽要充分利用。為達(dá)到產(chǎn)品的可靠與安全，安裝時(shí)應(yīng)遵循一些基本的要求與原則。元器件的安裝圖見附錄四。5.2.1元器件的安裝要求元器件安裝的基本要求一般包括以下幾方面：1）保證導(dǎo)通與絕緣的電氣特性，電氣連接的通與斷是安裝的核心這里所說的通與斷，不僅是安裝后簡(jiǎn)單的使用萬用表測(cè)試的結(jié)果，而且要考慮在振動(dòng)，長(zhǎng)期工作，濕度等自然條件變化的環(huán)境中，都能保證通者恒通，斷者恒斷。2）保證機(jī)械強(qiáng)度，電子產(chǎn)品在使用過程中，不可避免的需要運(yùn)輸和搬動(dòng)，會(huì)發(fā)生各種有意或無意達(dá)到振動(dòng)，沖擊，如果機(jī)械安裝不夠牢固，電氣連接不夠可靠，都有可能因?yàn)榧铀俣鹊乃查g受力使裝置受到損害。3）保證傳熱的要求，在安裝中，必須考慮某些零部件在傳熱，電磁方面的要求。4）安裝時(shí)接地與屏蔽要充分利用，接地與屏蔽一是消除外辦對(duì)產(chǎn)品的電磁干擾，二是消除產(chǎn)品對(duì)外辦的電碰干擾，三是減少產(chǎn)品內(nèi)部的相互電磁干擾。5.2.2元器件的安裝原則元器件的安裝一般有以下原則：1）為避免因元器件發(fā)熱而減弱銅箔對(duì)基板的附著力，并防止元器件的裸露部分同印制導(dǎo)線短路，安裝時(shí)元器件應(yīng)離開面板約1～2mm。2）裝配時(shí)，應(yīng)該先安裝那些需要機(jī)械固定元器件，在此裝置中如穩(wěn)壓管、中心芯片插座。3）各種元器件的安裝,應(yīng)該使它們的標(biāo)記(用色碼或字符標(biāo)注的數(shù)值,精度等)朝上面或易于是辨認(rèn)的方向,并注意標(biāo)記的讀書方向一致(從左到右或從上到下)。4）在安裝元件時(shí)應(yīng)與焊接同步進(jìn)行操作。5.3元器件的焊接焊接是制造電子產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)之一，如果沒有相應(yīng)的工藝質(zhì)量保證,一個(gè)設(shè)計(jì)如何精良的電子裝置都難以實(shí)現(xiàn)功能指標(biāo)。5.3.1對(duì)焊點(diǎn)的基本要求生產(chǎn)電子產(chǎn)品時(shí)，對(duì)電路板上焊接點(diǎn)的要求如下：1）可靠的電氣連接，焊接是電子線路從物理上實(shí)現(xiàn)電氣連接的主要手段，錫焊連接不是靠壓力而是靠焊接過程形成的牢固連接的合金層達(dá)到電氣連接的目的。2）足夠的機(jī)械強(qiáng)度，焊接不僅起到電氣連接的作用，同時(shí)也是固定元器件，保證機(jī)械強(qiáng)度連接的手段。3）光潔整齊的外觀，良好的焊點(diǎn)要求焊料用量恰到好處，外表有金屬光澤，沒有粒尖，橋接等現(xiàn)象，并且不傷及導(dǎo)線的絕緣層及相鄰元器件。5.3.2焊接前的準(zhǔn)備為了提高焊接的質(zhì)量和速度，避免虛焊等缺點(diǎn)，應(yīng)該在裝配以前對(duì)焊接表面進(jìn)行可焊性處理—鍍錫。鍍錫實(shí)際上就是液態(tài)焊錫對(duì)被焊金屬表面浸潤(rùn)，形成以層既不同于被焊接金屬又不同于焊錫的結(jié)合層，由這個(gè)結(jié)合層將焊錫于待焊金屬這兩種性能，萬分都不相同材料牢固連接起來。鍍錫有以下工藝要求：1）待鍍表面應(yīng)該清潔。2）溫度要足夠高，被焊金屬表面的溫度，應(yīng)該接近焊錫現(xiàn)貨時(shí)的溫度，才能于焊錫形成良好的結(jié)合層。在這里我們用烙鐵接近元器件引腳對(duì)其進(jìn)行回?zé)帷?）要使用有效的助焊劑，在焊接電子產(chǎn)品時(shí)，廣泛使用酒精松香水作為助焊劑。這種助焊劑無腐蝕性，在焊接時(shí)支除氧化膜，增強(qiáng)焊錫的流動(dòng)性，使焊點(diǎn)可靠美觀，在制作該裝置種我們也使用酒精松香水作為助焊劑。5.3.3焊接操作在做和焊接前準(zhǔn)備工作后就可對(duì)元器件進(jìn)行焊接操作了，在這里用35W的圓斜面外熱式烙鐵對(duì)其進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)掌握好的電烙鐵溫度和焊接時(shí)間，選擇恰當(dāng)?shù)睦予F頭和焊點(diǎn)的接觸位置，才可能得到良好的焊點(diǎn)，焊接的操作步驟分為以下五個(gè)：1）準(zhǔn)備施焊，左手拿焊絲，右手握烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)，要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并載表面鍍有一喜憂參半焊錫。2）加熱焊件，烙鐵頭靠在兩焊伯的連接處，加熱整個(gè)焊件全體，在對(duì)于印制板器件來說，要注意使烙鐵頭同時(shí)接觸焊盤和元器件的引線。3）送入焊絲，焊件的焊接面被加熱到一定溫度時(shí)，焊錫絲從烙鐵對(duì)面接觸焊件，注意不要把焊絲送到烙鐵頭上。4）移開焊絲，當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向上45度方向移開焊絲。5）移開烙鐵焊錫浸潤(rùn)焊盤和焊件的施焊部位以后，向右上45度方向移開烙鐵，結(jié)束焊接。5.4系統(tǒng)調(diào)試與分析供電電路是否正常是系統(tǒng)能否正常工作的前提，因此首先對(duì)電源部分進(jìn)行調(diào)試。電源部分進(jìn)行調(diào)試。先將整流、濾波部分元件焊上，然后接上電源變壓器。接上電源，用交流檔測(cè)變壓器輸出電壓為18.2V，再用直流檔測(cè)整流濾波后的電壓為直流18V左右，屬于正常偏差范圍內(nèi)。接上三端穩(wěn)壓后再測(cè)其LM7805輸出電壓，為穩(wěn)定的4.98V，這些數(shù)據(jù)說明電源部分全部工作正常。計(jì)數(shù)顯示電路。由于這部分電路的調(diào)試要在程序驅(qū)動(dòng)下才能進(jìn)行，為了測(cè)試硬件上的功能是否正常，我們對(duì)每一管腳對(duì)應(yīng)的發(fā)光管進(jìn)行測(cè)試，具體如下：先不裝單片機(jī)，接上電源，用一根導(dǎo)線一端接地，另一端依次碰AT89C51芯片插座的1到7腳，正常時(shí)，每碰一管腳，相應(yīng)的一段數(shù)碼管會(huì)發(fā)亮，根據(jù)這一理論依據(jù)，依次進(jìn)行測(cè)試，全部正常。軟件調(diào)試與系統(tǒng)試機(jī)。經(jīng)過以上幾步的測(cè)試，說明外圍電路都已工作正常，接下來對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。這部分的調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試的重點(diǎn)。由于計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)際在環(huán)境等因素作用下有一定的出入,故調(diào)試中采用模塊程序逐一添加的方法進(jìn)行，放入一部分程序，調(diào)試一部分，等方式一工作程序正確后，再加入方式2的程序，直到全部功能都能實(shí)現(xiàn)為止。經(jīng)過以上調(diào)試，系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。至此，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)是采用一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行裝配流水線自動(dòng)模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，并有效的進(jìn)行控制輸出，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，通過查閱網(wǎng)絡(luò)與圖書館搜集到的資料，再加上指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與資料提供，與生活中對(duì)于單片機(jī)的工作原理的了解與裝配流水線控制原理相結(jié)合，設(shè)計(jì)出了這一裝配流水線系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)，基本完成了課題的要求，但是由于設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)尚淺，對(duì)課題的研究經(jīng)驗(yàn)還不成熟，使得在技術(shù)的解決與運(yùn)用上顯得粗糙了一些，在某些技術(shù)關(guān)鍵上的敘述不能達(dá)到詳細(xì)、精辟。但是這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)卻不缺乏自己的特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，特歸納為以下幾點(diǎn)：1）該產(chǎn)品的互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，外圍電路簡(jiǎn)單易懂，因此體積小。2）該系統(tǒng)能用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件，所以用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)向硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)開發(fā)軟件自動(dòng)完成的，易操作。3）設(shè)計(jì)過程中可以對(duì)有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真，且系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)，所以有不同的功能可以實(shí)現(xiàn)。4）可以從以前的組合設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向真正的自由設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)的移植性好，效率高。在電機(jī)控制輸出時(shí)加入繼電器可應(yīng)用于工廠的現(xiàn)場(chǎng)控制。5）因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)可將控制部分集成在一個(gè)芯片上，因此體積小，功耗低，可靠性更高。由于考慮到了成本使用的問題，在硬件上使用了AT89C51單片機(jī)；在軟件上，充分利用了AT89C51的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)了信息的快速處理和控制、顯示功能，能精確檢測(cè)。該系統(tǒng)的應(yīng)用有助于減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，搞高生產(chǎn)管理工作人員效率，而且可以根據(jù)自己的不同需要進(jìn)行編程，再次升級(jí)，滿足不同顧客的需要。由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中，難免會(huì)有不少的缺點(diǎn)和不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)并改正。參考文獻(xiàn)[1]何立民.單片機(jī)初級(jí)教程——單片機(jī)基礎(chǔ)[M].第二版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.1～321.[2]韓志軍，沈晉源，王振波.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)——入門向?qū)c設(shè)計(jì)實(shí)例[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.64～87.[3]鐘富昭，張晨.8051單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].第一版.北京：人民郵電出版社，2007.56～72.[4]張義和，陳敵北編著；劉丹改編.例說8051[M].第一版.北京：人民郵電出版社，2006.222～238.[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)——模擬部分[M].第四版.北京：高等教育出版社，1999.[6]謝少榮，蔣蓁，羅均等.現(xiàn)代控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)[M].第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.139～165.[7]楊幫文.現(xiàn)代新潮傳感器應(yīng)用手冊(cè)[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[8]陳有卿，謝剛等.新穎電子模塊應(yīng)用手冊(cè)[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[9]孫建忠，白鳳仙.特種電機(jī)及其控制[M].第一版.北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.[10]邱阿瑞.電機(jī)與電力拖動(dòng)[M].第一版.北京：電子工業(yè)出版社，2002.[11]江思敏，姚鵬翼，胡榮等.Protel電路設(shè)計(jì)教程[M].第一版.北京：清華大學(xué)出版社，2002.[12]毛元禮.驅(qū)動(dòng)芯片L293的應(yīng)用[J].電子制作,2007,(08)[13]N.H.SabahandC.KurbanPresettabledigitalcontrolofsteppermotor[J].MBEC:SpringerBerlin/Heidelberg,Volume15,Number6/1977.11.694~697致謝經(jīng)過三個(gè)月的忙碌，順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，我要感謝每一個(gè)幫助過我的人。這四年來，得到領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)老師對(duì)我的諄諄教誨和幫助，學(xué)會(huì)本專業(yè)理論知識(shí)，如單片機(jī)控制原理、控制系統(tǒng)的分析及簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)等等，通過這次設(shè)計(jì),使幾年來所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐做到有機(jī)的組合，進(jìn)一步深化鞏固自己的理論知識(shí)。同時(shí)也讓我深深體味到電子是一種更新很快的行業(yè)，要想跟上時(shí)代，就得自我不斷的努力，只靠在學(xué)校所學(xué)的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以必須在以后的工作的中不斷的學(xué)習(xí)，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，離不開老師的幫助，尤其是指導(dǎo)老師對(duì)我的的細(xì)心指導(dǎo)和詳細(xì)的批改。他無論在理論上還是實(shí)踐中都給予我有很大的幫助，使我得到不少的提高，這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種很大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。另外，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，同組的同學(xué)同樣給了我不少的幫助，此外我還得到很多同學(xué)的很大幫助，解決了不少的難題。在此，我由衷的感謝他們。附錄附錄一程序清單 DO1EQU03H ;工序操作1時(shí)間設(shè)置 DO2EQU07H ;工序操作2時(shí)間設(shè)置 DO3EQU05H ;工序操作3時(shí)間設(shè)置 ORG0000HLJMPMAIN ORG0003H LJMPPROG1 ;工序操作1程序入口 ORG000BH LJMPPROG2 ;工序操作2程序入口 ORG0013H LJMPPROG3 ;工序操作3程序入口 ORG001BH LJMPPROG4 ;計(jì)數(shù)程序入口 ORG0060HMAIN:MOVSP,#70H MOV30H,#00H ;存放第一位數(shù)字MOV31H,#00H ;存放第二位數(shù)字MOV32H,#00H ;存放第三位數(shù)字MOV33H,#00H ;存放第四位數(shù)字 MOV40H,#10H ;存放第一位位選碼 MOV41H,#20H ;存放第二位位選碼 MOV42H,#40H ;存放第三位位選碼 MOV43H,#80H ;存放第四位位選碼 MOV3AH,#03H ;存放速度第一位數(shù)字MOV3BH,#05H ;存放速度第二位數(shù)字MOV3CH,#01H ;存放速度第三位數(shù)字MOV3DH,#00H ;存放速度第四位數(shù)字 MOVTMOD,#66H ;計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置 MOVTH0,#0FFH ;計(jì)數(shù)器裝初值 MOVTL0,#0FFH MOVTH1,#0FFH MOVTL1,#0FFH SETBEASETBIT0 SETBIT1 SETBET0 SETBET1 SETBEX0 SETBEX1 SETBTR0 SETBTR1JBP1.0,$SETSU:CLREAJNBP1.1,ADDSU JNBP1.2,DECSU JNBP1.3,MAINONE LCALLDISPSU LJMPSETSU;/*******************減速設(shè)置程序*****************/ADDSU:LCALLDEL12MS ;減速設(shè)置程序JNBP1.1,COPENDLJMPEXITADD1COPEND:MOVR0,#3AH MOVR4,#04HADDSET:MOVA,@R0ADDA,#01DAA CJNEA,#10,ADDTWOADDTWO:JCEXITADDANLA,#0FHMOV@R0,AINCR0DJNZR4,ADDSETEXITADD:MOV@R0,AEXITADD1:LJMPSETSU;/*******************加速設(shè)置程序*****************/DECSU:LCALLDEL12MS ;加速設(shè)置程序，速度最大表示值為135JNBP1.2,COMPLJMPEXITDEC COMP:MOVR0,#3DHCJNE@R0,#1,COMPONE ;與1比較判斷是否可以加速COMPONE:JNCCOMPEND ;大于等于1時(shí)，可以加速；小于1時(shí)繼續(xù)比較百位DECR0 CJNE@R0,#2,COMPTWO ;比較百位COMPTWO:JNCCOMPENDDECR0CJNE@R0,#4,COMPTHRE ;比較十位COMPTHRE:JNCCOMPENDDECR0CJNE@R0,#6,COMPFOUR ;比較個(gè)位COMPFOUR:JNCCOMPENDLJMPSETSUCOMPEND:CLRCY MOVR0,#3AHDECSET:MOVA,@R0 SUBBA,#01JCNEXTDECMOV@R0,A SJMPEXITDECNEXTDEC:MOVA,#09H ;MOV@R0,AINCR0MOVA,@R0 SUBBA,#00H JCNEXTDEC1MOV@R0,A SJMPEXITDECNEXTDEC1:MOVA,#09H ;MOV@R0,AINCR0MOVA,@R0 SUBBA,#00H JCNEXTDEC2MOV@R0,A SJMPEXITDECNEXTDEC2:MOVA,#09H MOV@R0,AINCR0MOVA,@R0 SUBBA,#00HMOV@R0,AEXITDEC:LJMPSETSU;/*******************系統(tǒng)運(yùn)行程序*****************/MAINONE:MOVB,#100 ;速度計(jì)算處理MOVA,3CH ;處理百位 MULAB MOV37H,A MOV38H,BMOVA,3BH ;處理十位 MOVB,#10MULAB ADDA,3AH ;處理個(gè)位 MOV39H,A MOVA,38H ADDCA,#0 MOV38H,A CLRCY MOVA,39H ADDA,37H MOV37H,A MOVA,38H ADDCA,3DH CJNEA,#0,OVER INCAOVER:MO