【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(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)侯，同時(shí)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(dòng)化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。，一切從我國(guó)的具體國(guó)情出發(fā)，走中國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。我國(guó)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(dòng)化技術(shù)時(shí)，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(dòng)化技術(shù)是推動(dòng)我國(guó)科技進(jìn)步、推動(dòng)國(guó)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(shí)現(xiàn)板材加工的自動(dòng)控制。隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)械加工過程采用計(jì)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(shí)也可以大大地改善操作人員的工作環(huán)境。 低成本自動(dòng)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(diǎn)地提高機(jī)械工業(yè)的裝備技術(shù)等級(jí)，并根據(jù)國(guó)力，結(jié)合國(guó)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(dòng)生產(chǎn)率的提高。產(chǎn)出投入比高。 低成本自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則通常進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)既要系統(tǒng)先進(jìn)自動(dòng)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(guó)發(fā)展低成本自動(dòng)化的重要性我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化總體水平不高。這樣，對(duì)正在使用的設(shè)備來說，如果它在生產(chǎn)原理方面與國(guó)外設(shè)備沒有實(shí)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(dòng)化技術(shù)，在不停產(chǎn)或少停產(chǎn)的情況下，實(shí)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(duì)象是單變量定常線性系統(tǒng)。然而，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)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(yàn)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(jì)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(guó)紐約召開了第一屆智能控制學(xué)術(shù)討論會(huì)。1987年1月，在美國(guó)費(fèi)城的第一次國(guó)際會(huì)議，來自美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)以及其他發(fā)展中國(guó)家的150位代表出席了這次學(xué)術(shù)盛會(huì)。智能控制研究所面臨的晟迫切問題是：對(duì)于一個(gè)給定的系統(tǒng)如何進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。嵌入到儀器中的計(jì)算機(jī)必定是微型計(jì)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(shí)經(jīng)驗(yàn)綜合分析的結(jié)果：知識(shí)的表達(dá)和應(yīng)用是智能化的標(biāo)志。全自動(dòng)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(hào)采集電路及輸出驅(qū)動(dòng)部分等組成。控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)通過編程，完成全自動(dòng)生產(chǎn)過程的控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)信號(hào)采集、計(jì)算分析及實(shí)時(shí)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(jì)，分析單片機(jī)在智能控制過程中的應(yīng)用，針對(duì)控制器硬件主要環(huán)節(jié)、控制信號(hào)采集和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制及人機(jī)交互等，從設(shè)計(jì)思想、實(shí)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(gè)按鍵組成的開關(guān)矩陣，是最簡(jiǎn)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(shí)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(cè)開關(guān)、ST2定長(zhǎng)狀態(tài)檢測(cè)開關(guān)、ST3零位狀態(tài)檢測(cè)開關(guān)、ST4小車工作位置狀態(tài)檢測(cè)開關(guān)、ST5小車載荷情況檢測(cè)開關(guān)、ST6擋料器極限位置檢測(cè)開關(guān)、ST7小車下一位置檢測(cè)開關(guān)、ST8卸料情況檢測(cè)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(diǎn)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(jí)和次級(jí)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(jì)中，不要把強(qiáng)、弱電路設(shè)計(jì)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(gè)關(guān)鍵部位應(yīng)配置去耦電容。此外還設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警電路。 設(shè)計(jì)軟件的工具稱為編程語(yǔ)言，它的種類很多，最早的是機(jī)器語(yǔ)言，后來為了程序設(shè)計(jì)師使用方便，在機(jī)器語(yǔ)言與編程語(yǔ)言之間建立了一個(gè)界面，此界面所用詞匯及語(yǔ)法便是匯編語(yǔ)言(又稱組合語(yǔ)言)。朱邦復(fù)在《匯編語(yǔ)言藝術(shù)》一文中，對(duì)匯編語(yǔ)言及其它高級(jí)語(yǔ)言的性能進(jìn)行了比較，他通過多次實(shí)驗(yàn)證實(shí)：匯編語(yǔ)言的執(zhí)行速度與其它高級(jí)語(yǔ)言相比至少快6倍，其占用存儲(chǔ)器空間與其它高級(jí)語(yǔ)言相比至少可節(jié)約2倍。所以在本次設(shè)計(jì)中，我采用MCS51匯編語(yǔ)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(jì)。 主程序流程圖第 15 頁(yè) 共 74 頁(yè)第 0 頁(yè) 共 74 頁(yè) 說明：因本系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)，屬于分時(shí)控制，實(shí)時(shí)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(dòng)加工程序手動(dòng)加工程序設(shè)計(jì)是在自動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)上的電磁離合器的控制，其它部分的設(shè)計(jì)與自動(dòng)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(gè)加工尺寸段數(shù)和廢料計(jì)算數(shù)。最后一段的尺寸的存儲(chǔ)放在尺寸計(jì)算中完成。微調(diào)功能目的是調(diào)整擋料器上的定長(zhǎng)檢測(cè)開關(guān)反應(yīng)靈敏度的，通過微調(diào)來確定定長(zhǎng)檢測(cè)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(shí)現(xiàn)及其內(nèi)部512字節(jié)程序存儲(chǔ)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(shí)記錄程序?qū)崟r(shí)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(chǎng)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(jì)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(duì)“令牌”，檢驗(yàn)令牌寄存器是否與本模塊號(hào)一致。對(duì)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(shí)，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)。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(xiǎn)，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(cuò)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(gè)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(gè)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(duì)應(yīng)關(guān)系，在表格中間安排陷阱將會(huì)破壞其連續(xù)性和對(duì)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(cuò)了。通過對(duì)控制系統(tǒng)和控制理論的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況、我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀及在我國(guó)發(fā)展低成本自動(dòng)化的重要性等方面的介紹，論述了本課題的設(shè)計(jì)價(jià)值和任務(wù)。3)機(jī)械部分設(shè)計(jì)分析自動(dòng)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(zhǎng)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(jì)思路。給出具體實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)X25045芯片中集成的主要器件的功能，設(shè)計(jì)選用它。該電路是單片機(jī)常用的信號(hào)輸入輸出配置，實(shí)現(xiàn)操作人員與單片機(jī)之間的通訊即控制信號(hào)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(jì)設(shè)計(jì)制作了電磁離合器驅(qū)動(dòng)控制電路，繼電器驅(qū)動(dòng)控制電路，電磁制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)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(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)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?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。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(huì)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(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)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?yàn)樗w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(jiǎn)單且極易被仿制。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)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(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化