【正文】 ........................... 1 1 總體設(shè)計(jì) ............................................................ 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 ................................................. 2 數(shù)據(jù)采集方案論證 ............................................... 2 控制方式方案論證 ............................................... 6 總體設(shè)計(jì)及其工作原理 ............................................. 6 工作原理 ....................................................... 6 主要功能 ....................................................... 7 本章小結(jié) ......................................................... 8 2 硬件設(shè)計(jì) ........................................................... 9 單片機(jī)硬件設(shè)計(jì) ................................................... 9 單片機(jī)的選擇 ................................................... 9 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) .......................................... 10 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) .......................................... 10 單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾電路的設(shè)計(jì) .................................... 12 數(shù)據(jù)采集部分硬件設(shè)計(jì) ............................................ 13 用電感式接近開關(guān)采集金屬產(chǎn)品 .................................. 13 用電容式接近開關(guān)采集非金屬產(chǎn)品 ................................ 14 用光電傳感器采集產(chǎn)品 .......................................... 15 本章小結(jié) ........................................................ 17 3 軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 18 語言簡介 ........................................................ 18 VISUAL BASIC 語言 .............................................. 18 匯編語言 ...................................................... 18 PC 機(jī)的軟件設(shè)計(jì) .................................................. 19 IV 單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì) ................................................ 20 軟件抗干擾技術(shù) .................................................. 21 本章小結(jié) ........................................................ 23 4 PC 機(jī)與單片機(jī)串行通信 .............................................. 24 通信方案 ........................................................ 24 本章小結(jié) ........................................................ 25 5 系統(tǒng)調(diào)試和改進(jìn) .................................................... 26 引言 ............................................................ 26 系統(tǒng)的調(diào)試與故障排除 ............................................ 26 系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用 ................................................ 26 系統(tǒng)的實(shí)際效果 ................................................ 26 系統(tǒng)所具有的特點(diǎn) .............................................. 27 系統(tǒng)的適用范圍 ................................................ 27 系統(tǒng)的改進(jìn)與展望 ................................................ 27 本章小節(jié) ........................................................ 27 結(jié)論 ................................................................. 28 致謝 ................................................................. 29 附錄 一 系統(tǒng)硬件圖 .................................................... 31 附錄 二 系統(tǒng)程序 ...................................................... 32 1 緒 論 本章首先論述一下自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)的發(fā)展背景 同時(shí)簡要 介紹國內(nèi)外關(guān)于這方面的研究發(fā)展情況與未來的發(fā)展趨勢(shì)，然后論述一下研究的目的和意義。然而由于其采集對(duì)象往往是電壓、電流、溫度、壓力、流量和速度等物理量，此處針對(duì)本課題研究的生產(chǎn)線上物品的統(tǒng)計(jì)就不合適了 。 其結(jié)構(gòu)如圖 1— 3所示 。 控制方式方案論證 在控制設(shè)計(jì)上，則有計(jì)算機(jī)多級(jí)控制系統(tǒng)和集散控制系 統(tǒng)可選 。 當(dāng)光電 傳感器 所在的生產(chǎn)線有物件通過時(shí)， 擋在 了發(fā)射器和接收器 之間，傳感器將會(huì)輸出一個(gè)低電平，而當(dāng)沒有物體擋在中間時(shí)則輸出為高電平，從而形成一個(gè)脈沖。 8051 單片機(jī)邏輯符號(hào)如圖 2— 1所示。在RST端出現(xiàn)高電平后的第 2個(gè)周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期重復(fù)一次，直至 RST端變低。 電路如圖 2— 4 所示。 ⑴ 光電傳感器的選擇 可選用由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光敏晶體管組成 的直射式光電傳感器。 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ，包括單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)：時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和抗干擾電路 ；數(shù)據(jù)采集部分硬件設(shè)計(jì)：電感式接近開關(guān)采集數(shù)據(jù)電路、電容式接近開關(guān)采集數(shù)據(jù)電路、光電傳感器采集數(shù)據(jù)電路。 ⑶ 指令直接訪問 CPU 的寄存器、存儲(chǔ)單元和 I/O 端口，可以充分發(fā)揮 CPU 的功能，滿足實(shí)時(shí)控制的要求。 在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫稱為指令冗余。 考慮到程序存貯器的容量，軟件陷阱一般 1K 空間有 23個(gè)就可以進(jìn)行有效攔截。 24 4 PC 機(jī)與單片機(jī)串行通信 本課題的控制系統(tǒng)由一臺(tái) PC機(jī) 和 三臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成， PC 機(jī)做上位機(jī)，三臺(tái)單片機(jī)做下位機(jī)。 26 5 系統(tǒng)調(diào)試和改進(jìn) 引言 完成了硬件電路和系統(tǒng)軟件的編寫工作之后，開始進(jìn)行系統(tǒng)的總體調(diào)試。 28 結(jié) 論 對(duì)于課題而言，自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)計(jì)完成了既定的任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。設(shè)計(jì)初期 為我的開題方向和研究內(nèi)容做了大量的工作，設(shè)計(jì)過程中對(duì)于系統(tǒng)的不足和優(yōu)化都給予了很多的建議和指導(dǎo)，調(diào)試過程中由于涉及一些芯片與信號(hào)的處理吳老師都很耐心的給予我?guī)椭?。在本課題的設(shè)計(jì)中，我熟練掌握了單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)各種傳感器、觸發(fā)器有了深入的了解。 系統(tǒng)的改進(jìn)與展望 本系統(tǒng)中 PC 機(jī) 與 單片機(jī)之 間通過通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊， PC 機(jī)主要負(fù)責(zé) 定時(shí)向下位機(jī)發(fā)送呼叫指令 ，并對(duì) 接收到 的 應(yīng)答信號(hào) 做 近 一步的處理 ， 未能 設(shè)置修改從機(jī)的控制參數(shù)， 所以 此處仍有改進(jìn)的空間。從機(jī)響應(yīng)中斷后，有兩種不同的操作： 若從機(jī)的 地址與主機(jī)點(diǎn)名的地址不相同，則該從機(jī)將繼續(xù)維持 SM2 為 l，從而拒絕接收主機(jī)后面發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)信息，不會(huì)產(chǎn)生中斷，而等待主機(jī)的下一次點(diǎn)名。在 T0中斷服務(wù)程序中通過檢測(cè) T1Watch 的變化情況判定 T1 運(yùn)行是否正常，在 T1 中斷服務(wù)程序中檢測(cè) MWatch 的變化情況判定主程序是否正常運(yùn)行，在主程序中通過檢測(cè) 23 T0Watch 的變化情況判別 T0 是否正常工作。在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。 軟件抗干擾技術(shù) 這里研究的軟件抗干擾技術(shù)是針對(duì)工程實(shí)踐中，程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。 匯編 語言 匯編語言是一種符號(hào)語言。輸入的信號(hào)只要幅度大于 VT+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號(hào)。 電感式接近開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是 無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出 電氣 指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力 都是其他普通開關(guān)無法比擬的。 一是要將 單片機(jī) 的供電與大功率的用電設(shè)備的電源分開，最好單獨(dú)供電；二是 添加一個(gè) 低通濾波器 。 11 因此在安全性能要求很高的測(cè)控系統(tǒng)中就要避免程序跑飛導(dǎo)致系統(tǒng)失控的情況，這樣就要用到復(fù)位電路。 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)的弱點(diǎn)是運(yùn)算速度較慢 。力求此計(jì)數(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、處理快捷、成本低、具備可行性，工廠車間能夠?qū)嶋H的投入生產(chǎn)運(yùn)行中。通常 光纖傳感器 分為對(duì)射式和漫反射式。 利用這個(gè)接近開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)本課題對(duì)物