【正文】 需要，在常規(guī)的PLC控制和單片機(jī)控制中選擇了以單片機(jī)為主的控制方案。在設(shè)計自動控制系統(tǒng)的時侯，同時考慮今后技術(shù)改進(jìn)和推廣的需要，為系統(tǒng)的擴(kuò)展留下了余地。機(jī)械自動化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。，一切從我國的具體國情出發(fā)，走中國的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展之路。我國機(jī)械制造業(yè)存在大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)時，可以應(yīng)用微電子技術(shù)改造這些已有通用設(shè)備。工業(yè)自動化技術(shù)是推動我國科技進(jìn)步、推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。本文的研究目的，在于探索在板材加工中，應(yīng)用單片機(jī)控制技術(shù)，實現(xiàn)板材加工的自動控制。隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)械加工過程采用計算機(jī)控制為加工過程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)造了條件，同時也可以大大地改善操作人員的工作環(huán)境。 低成本自動化概述設(shè)備老化是制約技術(shù)創(chuàng)新的重要因素，應(yīng)有目的，分層次地更新老設(shè)備，有重點地提高機(jī)械工業(yè)的裝備技術(shù)等級，并根據(jù)國力，結(jié)合國情，逐漸地推進(jìn)機(jī)械工業(yè)向技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展，促使勞動生產(chǎn)率的提高。產(chǎn)出投入比高。 低成本自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則通常進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計既要系統(tǒng)先進(jìn)自動化程度高，又要投入盡可能低。2)最小系統(tǒng)原則。4)匹配性原則?？刂撇糠直M可能使用專用模塊、系列化的控制器及總線模塊。 在我國發(fā)展低成本自動化的重要性我國工業(yè)自動化總體水平不高。這樣，對正在使用的設(shè)備來說，如果它在生產(chǎn)原理方面與國外設(shè)備沒有實質(zhì)的不同，而設(shè)備的主體部件又比較耐用，那就可以充分利用已有設(shè)備、挖掘潛力，采用低成本自動化技術(shù)，在不停產(chǎn)或少停產(chǎn)的情況下，實施技術(shù)改造，達(dá)到少的投資，快的速度，高的效益。經(jīng)典控制理論主要研究的對象是單變量定常線性系統(tǒng)。然而，在現(xiàn)實生產(chǎn)實踐中，許多復(fù)雜的生產(chǎn)過程不是連續(xù)的，而有些過程的控制目標(biāo)本身難以定量研究，因此需要與數(shù)據(jù)處理方法、規(guī)則、經(jīng)驗相結(jié)合，才能取得滿意的控制效果。1971年，(傅京遜)從發(fā)展學(xué)習(xí)控制的角度首次提出智能控制這一概念，它在文獻(xiàn)中歸納了三種類型的智能控制系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，機(jī)器完成那些連續(xù)進(jìn)行的并需要快速計算的常規(guī)控制任務(wù)，人則完成任務(wù)分配、決策、監(jiān)控等任務(wù)。1985年8月，IEEE在美國紐約召開了第一屆智能控制學(xué)術(shù)討論會。1987年1月，在美國費(fèi)城的第一次國際會議，來自美國、歐洲、日本、中國以及其他發(fā)展中國家的150位代表出席了這次學(xué)術(shù)盛會。智能控制研究所面臨的晟迫切問題是：對于一個給定的系統(tǒng)如何進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計。嵌入到儀器中的計算機(jī)必定是微型計算機(jī)，故也把智能儀器稱為微機(jī)化儀器。智能化包括理解、推斷、判斷與分析功能，它是數(shù)值、邏輯、和知識經(jīng)驗綜合分析的結(jié)果：知識的表達(dá)和應(yīng)用是智能化的標(biāo)志。全自動控制器主要組成部分有單片微機(jī)、接口擴(kuò)展電路、鍵盤輸入顯示電路、信號采集電路及輸出驅(qū)動部分等組成。控制系統(tǒng)軟件設(shè)計通過編程，完成全自動生產(chǎn)過程的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、實時信號采集、計算分析及實時控制處理。說明控制系統(tǒng)構(gòu)造及配套執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計，分析單片機(jī)在智能控制過程中的應(yīng)用，針對控制器硬件主要環(huán)節(jié)、控制信號采集和電機(jī)驅(qū)動控制及人機(jī)交互等，從設(shè)計思想、實現(xiàn)原理、調(diào)試方法等角度進(jìn)行了必要闡述。其性能比較如下：此處省略其地址為07FFH。鍵盤是由若干個按鍵組成的開關(guān)矩陣，是最簡單的單片機(jī)輸入設(shè)備，操作員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)和命令，實現(xiàn)人機(jī)通訊。各開關(guān)的功用是ST1壓料器(壓塊)壓緊狀態(tài)檢測開關(guān)、ST2定長狀態(tài)檢測開關(guān)、ST3零位狀態(tài)檢測開關(guān)、ST4小車工作位置狀態(tài)檢測開關(guān)、ST5小車載荷情況檢測開關(guān)、ST6擋料器極限位置檢測開關(guān)、ST7小車下一位置檢測開關(guān)、ST8卸料情況檢測開關(guān)。做在另一塊板上，其控制電路如圖。卸料機(jī)構(gòu)也是通過離合器控制的去掉腳踏開關(guān)部分其它電路相同。與電機(jī)繞組串聯(lián)的大功率的精密小電阻用于限流，而與繞組并聯(lián)的二極管是續(xù)流二極管，它利用自身鉗位作用保護(hù)IRF640。本系統(tǒng)中重點防止過程通道與供電系統(tǒng)的干擾。隔離變壓器與普通變壓器的不同之處在于它在初級和次級之間加了一層屏敞層，并將它和鐵芯一起接地。其它抗干擾措施在印刷電路板設(shè)計中，不要把強(qiáng)、弱電路設(shè)計在一塊印刷電路板上：電源線的走向應(yīng)盡量與數(shù)據(jù)傳遞方向一致；接地線應(yīng)盡量加粗；在印刷電路板的各個關(guān)鍵部位應(yīng)配置去耦電容。此外還設(shè)計了聲光報警電路。 設(shè)計軟件的工具稱為編程語言，它的種類很多，最早的是機(jī)器語言，后來為了程序設(shè)計師使用方便，在機(jī)器語言與編程語言之間建立了一個界面，此界面所用詞匯及語法便是匯編語言(又稱組合語言)。朱邦復(fù)在《匯編語言藝術(shù)》一文中，對匯編語言及其它高級語言的性能進(jìn)行了比較，他通過多次實驗證實：匯編語言的執(zhí)行速度與其它高級語言相比至少快6倍，其占用存儲器空間與其它高級語言相比至少可節(jié)約2倍。所以在本次設(shè)計中，我采用MCS51匯編語言編程。2)接口豐富：系統(tǒng)中包含8031CPU、EPROM(監(jiān)控)、仿真程序區(qū)、8258158253等微機(jī)常用接口電路；AD080DAC0832等A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路；鍵盤、數(shù)碼管顯示、發(fā)光二極管等；且系統(tǒng)具有EPROM寫入功能。(2)、數(shù)字鍵、功能鍵的鍵值處理與顯示。(6)、斷電急停的保護(hù)設(shè)計。 主程序流程圖第 15 頁 共 74 頁第 0 頁 共 74 頁 說明：因本系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)，屬于分時控制，實時性不高，故采用程序查詢式控制方式。當(dāng)小車滿載送料到下一工位，卸除后返回。 手動加工程序手動加工程序設(shè)計是在自動控制程序的基礎(chǔ)上解除了進(jìn)料機(jī)構(gòu)、小車送料機(jī)構(gòu)和主電機(jī)傳動機(jī)構(gòu)上的電磁離合器的控制，其它部分的設(shè)計與自動控制相同。直接按多位置尺寸輸入鍵，提示“__ __ .__ ”要求輸入循環(huán)次數(shù)、小車滿載數(shù)、多個加工尺寸段數(shù)和廢料計算數(shù)。最后一段的尺寸的存儲放在尺寸計算中完成。微調(diào)功能目的是調(diào)整擋料器上的定長檢測開關(guān)反應(yīng)靈敏度的，通過微調(diào)來確定定長檢測開關(guān)的工作位置。其看門狗功能在前面已經(jīng)作了介紹，這里主要介紹看門狗功能的實現(xiàn)及其內(nèi)部512字節(jié)程序存儲器的硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能。 X25045寫數(shù)流程圖 系統(tǒng)狀態(tài)記錄程序和狀態(tài)恢復(fù)程序當(dāng)系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生改變時記錄程序?qū)崟r記錄，把重要數(shù)據(jù)寫入X25045芯片的EEPROM中，如果程序跑飛或斷電發(fā)生，系統(tǒng)復(fù)位恢復(fù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)即讀出X25045芯片的EEPROM中數(shù)據(jù)，并根據(jù)正?；虍惓Ｌ卣魑慌袛?，是斷電異常的恢復(fù)到斷電異常前的系統(tǒng)工作狀態(tài)，繼續(xù)未完成的工作。設(shè)計中采用了以下幾種方法。具體做法是可設(shè)一令牌寄存器，核對“令牌”，檢驗令牌寄存器是否與本模塊號一致。對付這一類事故的有效方法就是掉電保護(hù)。3）指令冗余當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)或三字書指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。但不能加入太多的冗余指令，以免明顯降低程序正常運(yùn)行的效率。上述關(guān)鍵指令中RET和RETI本身即為單字書指令，可以直接用其本身來代替NOP指令，但有可能增加潛在危險，不如NOP指令安全。所謂軟件陷阱，就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向?qū)Τ绦虺鲥e進(jìn)行處理的程序。(2)未使用的大片ROM空間。這樣我們就可以用00 00 02 00 30五個字節(jié)作為陷阱來填充ROM中的未使用空間，或者每隔一段設(shè)置一個陷阱(02 00 30)，其它單元保持0FFH不變。由于表格內(nèi)容和檢索值有一一對應(yīng)關(guān)系，在表格中間安排陷阱將會破壞其連續(xù)性和對應(yīng)關(guān)系，只能在表格的最后安排五字節(jié)陷(NOP NOP LJMP ERR)。如果還要順次往下執(zhí)行，必然就出錯了。通過對控制系統(tǒng)和控制理論的國內(nèi)外發(fā)展概況、我國制造業(yè)的現(xiàn)狀及在我國發(fā)展低成本自動化的重要性等方面的介紹，論述了本課題的設(shè)計價值和任務(wù)。3)機(jī)械部分設(shè)計分析自動加工過程所需配套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)功能要求，從經(jīng)濟(jì)適用角度給出擋料定長機(jī)構(gòu)、托架支撐卸料機(jī)構(gòu)和板料進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的設(shè)計思路。給出具體實現(xiàn)方案。根據(jù)X25045芯片中集成的主要器件的功能，設(shè)計選用它。該電路是單片機(jī)常用的信號輸入輸出配置，實現(xiàn)操作人員與單片機(jī)之間的通訊即控制信號輸入和加工參數(shù)加工狀態(tài)顯示。5)輸出控制電路設(shè)計設(shè)計制作了電磁離合器驅(qū)動控制電路，繼電器驅(qū)動控制電路，電磁制動器驅(qū)動控制電路。在此感謝各位老師的辛勤教誨，學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷，同學(xué)們的支持。為使單片機(jī)能自動完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。單片機(jī)又稱單片微控制，它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。同時，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。因為它體積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化