【正文】 1 目 錄 摘要 ................................................................ 2 第一章 總體設(shè)計 ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 設(shè)計功能分析 ................................................. 3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................. 3 第二章 系電路設(shè)計統(tǒng)硬件 ............................................. 3 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖及單片機的設(shè)計 .............................. 3 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 ....................................... 3 LED 燈控制及報警系統(tǒng)設(shè)計 .................................... 6 LED 燈控制及報警系統(tǒng)原理 ............................... 6 LED 燈控制及報警系統(tǒng)硬件連線 ........................... 8 七段數(shù)碼管顯示系統(tǒng)設(shè)計 .................................... 8 顯示系統(tǒng)原理 ........................................... 8 顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計 ...................................... 12 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計 ......................................... 12 實驗流程圖 ............................................ 12 實驗源程序 ............................................ 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 隨著單片機快速的發(fā)展，目前單片機正處于日益完善階段。單片機集成越來越多的資源，內(nèi)部存儲資源日益豐富，用戶不需要擴充資源就可以完成項目開發(fā)，不僅開發(fā)簡單，同時抗干擾能力加強，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前景。此外單片 機具有性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強等突出優(yōu)點。因此掌握單片機的基礎(chǔ)和實際應(yīng)用對我們工作學(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)定的動作，對這類斷續(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)控制是計算機的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，計算機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)計在闡述工業(yè)順序控制的基礎(chǔ)上，以MCS51 系列單片機 8051 為核心，設(shè)計了一個基于 單片機的工業(yè)順序控制系統(tǒng)。 本文介紹的是利用 MCS– 51 單片機 模擬控制注塑機的七道工序，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行，同時用 MCS– 51 單片機內(nèi)部定時器 1 的定時中斷，控制用三個 LED 數(shù)碼顯示管顯示工序、時間做成一個控制的顯示電路； 用作外故障輸入模擬端口，在 口送“ 0”時，能不斷發(fā)出告警， 口作為報警聲音輸出，經(jīng)功放驅(qū)動揚聲器。故障排除時，程序應(yīng)從剛才報警的那道工序繼續(xù)執(zhí)行，從而 達(dá)到 模擬控制注塑機的七道工序的目的 。 關(guān)鍵字 ： 單片機 ； 工業(yè)控制； LED 顯示器動態(tài)掃描 3 第一章 總體設(shè)計 設(shè)計功能分析 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)定的動作，對這類斷續(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)控制方式倒注塑機工藝大致按“合模 注射 延時 開模 產(chǎn)伸 產(chǎn)退”順序工作。 代表控制注塑機的其道工序，模擬控制七只發(fā)光二級管的點亮，低電平有效，設(shè)每道工序的時間為延時 ， 為開工啟動開關(guān)，低電平啟動， 為外部故障輸入模擬開關(guān)，低電平報警， 為報警輸出，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 根據(jù)上述問題描述，本設(shè)計運用了兩個中斷，一個外部 INT1 中斷，一個定時器 T/C1 中斷。 第二章 系電路設(shè)計統(tǒng)硬件 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖及單片機的設(shè)計 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 單 片 機單 片 機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 單片機簡介 8051 單片機引腳 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）接外部晶體的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時，對 HMOS單片機，此引腳應(yīng)接地；對 CHMOS 單片機，此引腳作為驅(qū) 動端。 XTAL2（ 18 腳）接外晶體的另一端。在單片機內(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，對 HMOS 單片機，該引腳接外部振蕩器的信號，即把外部振蕩器的信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端；對 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)振蕩器運行時，在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。推薦在此引腳與 VSS 引腳之間連接一個約 的下拉電阻，與 VCC 引 腳之間連接一個約 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， 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器， ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是， 每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流） 8 個 LS 型的 TTL 輸入電路。 對于 EPROM 單片機（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器的讀選通信號。在從外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN 同樣可以驅(qū)動（吸收或輸出） 8 個 LS 型的 TTL 輸入。 ④ EA/VPP（引腳）：當(dāng) EA 端保持高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，但在PC（程序計數(shù)器）值超過 0FFFH（對 851/8751/80C51）或 1FFFH（對 8052）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。當(dāng) EA 保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。對于常用的 8031 來說，無內(nèi)部程序存儲器，所以 EA 腳必須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲器。 對于 EPROM 型的單片機（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，在外接存儲器時，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 8 個 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（吸收或輸出電流） 4 個 LS 型的 TTL 負(fù)載。對 805 8032， 引腳的第二功能為 T2 定時 /計數(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