【正文】 1 目 錄 摘要 ................................................................ 2 第一章 總體設(shè)計(jì) ..................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 設(shè)計(jì)功能分析 ................................................. 3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................. 3 第二章 系電路設(shè)計(jì)統(tǒng)硬件 ............................................. 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖及單片機(jī)的設(shè)計(jì) .............................. 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 ....................................... 3 LED 燈控制及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................... 6 LED 燈控制及報(bào)警系統(tǒng)原理 ............................... 6 LED 燈控制及報(bào)警系統(tǒng)硬件連線 ........................... 8 七段數(shù)碼管顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................... 8 顯示系統(tǒng)原理 ........................................... 8 顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...................................... 12 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) ......................................... 12 實(shí)驗(yàn)流程圖 ............................................ 12 實(shí)驗(yàn)源程序 ............................................ 14 第三章 系統(tǒng)安裝調(diào)試 ................................................ 20 安裝調(diào)試 .................................................. 20 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................. 20 第四章 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 .............................................. 21 結(jié)束語 ............................................................. 22 參考文獻(xiàn) ： ......................................................... 22 2 摘 要 隨著單片機(jī)快速的發(fā)展，目前單片機(jī)正處于日益完善階段。單片機(jī)集成越來越多的資源，內(nèi)部存儲(chǔ)資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項(xiàng)目開發(fā)，不僅開發(fā)簡單，同時(shí)抗干擾能力加強(qiáng)，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，使得他更加適合工業(yè)領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場(chǎng)前景。此外單片 機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。因此掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用對(duì)我們工作學(xué)習(xí)有重大的意義。 在工業(yè)控制過程，諸多生產(chǎn)過程，都是一些斷續(xù)生產(chǎn)過程，按某種程序有規(guī)律地完成預(yù)定的動(dòng)作，對(duì)這類斷續(xù)生產(chǎn)過程的控制稱順序控制。順序控制采用按時(shí)間順序或邏輯順序進(jìn)行控制的開環(huán)控制方式。 工業(yè)控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)過程控制正是為了適應(yīng)這一領(lǐng)域而發(fā)展起來的一門專業(yè)技術(shù)。本次設(shè)計(jì)在闡述工業(yè)順序控制的基礎(chǔ)上，以MCS51 系列單片機(jī) 8051 為核心，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 單片機(jī)的工業(yè)順序控制系統(tǒng)。 本文介紹的是利用 MCS– 51 單片機(jī) 模擬控制注塑機(jī)的七道工序，通過緩沖 器 74LS06 控制七只發(fā)光二極管的順序先后分別亮 1~7 秒模擬七道工序的運(yùn)行，同時(shí)用 MCS– 51 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 1 的定時(shí)中斷，控制用三個(gè) LED 數(shù)碼顯示管顯示工序、時(shí)間做成一個(gè)控制的顯示電路； 用作外故障輸入模擬端口，在 口送“ 0”時(shí)，能不斷發(fā)出告警， 口作為報(bào)警聲音輸出，經(jīng)功放驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。故障排除時(shí)，程序應(yīng)從剛才報(bào)警的那道工序繼續(xù)執(zhí)行，從而 達(dá)到 模擬控制注塑機(jī)的七道工序的目的 。 關(guān)鍵字 ： 單片機(jī) ； 工業(yè)控制； LED 顯示器動(dòng)態(tài)掃描 3 第一章 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)功能分析 在工業(yè)控制過程，如沖壓、注塑、輕紡、制瓶等生產(chǎn)過程，都是一些斷續(xù)生產(chǎn)過程，按某種程序有規(guī)律地完成預(yù)定的動(dòng)作，對(duì)這類斷續(xù)生產(chǎn)過程的控制稱順序控制。順序控制采用按時(shí)間順序或邏輯順序進(jìn)行控制的開環(huán)控制方式倒注塑機(jī)工藝大致按“合模 注射 延時(shí) 開模 產(chǎn)伸 產(chǎn)退”順序工作。 代表控制注塑機(jī)的其道工序，模擬控制七只發(fā)光二級(jí)管的點(diǎn)亮，低電平有效，設(shè)每道工序的時(shí)間為延時(shí) ， 為開工啟動(dòng)開關(guān)，低電平啟動(dòng)， 為外部故障輸入模擬開關(guān)，低電平報(bào)警， 為報(bào)警輸出，前六道工序只有一位輸出，第七道工序中有三位輸出。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)上述問題描述，本設(shè)計(jì)運(yùn)用了兩個(gè)中斷，一個(gè)外部 INT1 中斷，一個(gè)定時(shí)器 T/C1 中斷。 第二章 系電路設(shè)計(jì)統(tǒng)硬件 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖及單片機(jī)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 單 片 機(jī)單 片 機(jī)7 4 L S 2 4 07 4 L S 2 4 0L E DL E D7 4 L S 2 3 47 4 L S 2 3 47 4 L S 2 4 47 4 L S 2 4 4數(shù) 碼 管數(shù) 碼 管輸 入輸 入晶 振晶 振復(fù) 位復(fù) 位 4 8051 單片機(jī)簡介 8051 單片機(jī)引腳 V C CP 0 . 1P 0 . 0P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7A L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T / V P DE A / V P PR X D / P 3 . 0T X D / P 3 . 1I N T 0 / P 3 . 2I N T 0 / P 3 . 2T 0 / P 3 . 4T 1 / P 3 . 5W R / P 3 . 6R D / P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DA T 8 9 C 5 1 圖 2 8051 管腳圖 單片機(jī)引腳介紹 下面按其引腳功能分為四部分?jǐn)⑹鲞@ 40 條引腳的功能。 （ 1） 、主電源引腳 VCC 和 VSS VCC—— （ 40 腳）接 +5V 電壓； VSS—— （ 20 腳）接地。 （ 2） 、外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì) HMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì) CHMOS 單片機(jī)，此引腳作為驅(qū) 動(dòng)端。 XTAL2（ 18 腳）接外晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì) HMOS 單片機(jī)，該引腳接外部振蕩器的信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端；對(duì) XHMOS，此引腳應(yīng)懸浮。 （ 3） 、控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN 和 EA/VPP ① RST/VPD（ 9 腳）當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。推薦在此引腳與 VSS 引腳之間連接一個(gè)約 的下拉電阻，與 VCC 引 腳之間連接一個(gè)約 10μF 的電容，以保證可靠地復(fù)位。 VCC 掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng) VCC主電源下掉到低于規(guī)定的電平，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍（ 5177。 ）內(nèi)， VPD就向內(nèi)部 RAM 提供備用電源。 5 ② ALE/PROG（ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存貯器時(shí)， ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)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)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是， 每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入電路。 對(duì)于 EPROM 單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ③ PSEN（ 29 腳）：此腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。但在此期間，每當(dāng)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)。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出） 8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入。 ④ EA/VPP（引腳）：當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過 0FFFH（對(duì) 851/8751/80C51）或 1FFFH（對(duì) 8052）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于常用的 8031 來說，無內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，所以 EA 腳必須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲(chǔ)器。 對(duì)于 EPROM 型的單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳也用于施加 21V的編程電源（ VPP）。 （ 4） 、輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0、 P P P3（共 32 根） ① P0 口（ 39 腳至 32 腳）：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線的低 8 位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型的 TTL負(fù)載。 ② P1 口（ 1 腳至 8 腳）：是準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向 I/O 口。 P1 口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) LS 型的 TTL 負(fù)載。對(duì) 805 8032， 引腳的第二功能為 T2 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的外部輸入， 引腳的第二功能為 T2EX 捕捉、重裝觸發(fā)，即 T2 的外部控制端