【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0條引腳，其中 15 條 I/O 引腳， P1 口共 8腳，為準(zhǔn)雙向端口，P3口對(duì)外只有 7腳，也為準(zhǔn)雙向端口，并且保留全部 P3 口的第二功能。 2）引腳 XTAL1 和 XTAL2 接外部振蕩器信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接連到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。此主控電路中使用了 12MHz 晶振，則根據(jù)單片機(jī) CPU的工作時(shí)序，其 4 個(gè)周期的具體值計(jì)算如下： 振蕩周期 =1/12us ； 時(shí)鐘周期 =1 /12 2 1 / 6us us?? ； 機(jī)器周期 =1 / 12 2 6 1us us? ? ?； 指令周期 =1 (1 ~ 4) 1 ~ 4us us??。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 圖 89C2051 引腳圖 3) 芯片工作電壓為 5V, 其中電源正與地線之間接入了大小為 104uF 的瓷片電容，這樣接的原因是可以抗干擾。 89C2051 主要性能如下： 1）與 MCS51 產(chǎn)品兼容。 2） 2KB 的在線可重復(fù)編程快閃存儲(chǔ)器，壽命可達(dá) 1000 次寫(xiě) /擦除周期。 3）寬工作電壓范圍為 — 6V。 4）全靜態(tài)工作方式： 0HZ— 24MHZ。 5）兩級(jí)程序存儲(chǔ)器加密。 6） 128 8 位 SRAM。 7） 15 條可編程 I/O 線。 8） 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 9） 5 個(gè)中斷源。 10）可編程串行通道。 11）可直接驅(qū)動(dòng) LED。 12）有片內(nèi)精密模擬比較器。 CPU 引腳分配 根據(jù)控制要求 ,89C2051 各引腳應(yīng)用分配情況見(jiàn)表 控制按鈕電路 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 控制按鈕主要包括 :復(fù)位按鈕、主電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，正反點(diǎn)動(dòng)按鈕、風(fēng)機(jī)起動(dòng)按鈕、剎車(chē)開(kāi)關(guān)、停車(chē)按鈕?？刂瓢粹o電路和 CPU 之間是通過(guò)光電耦合器連接的，如圖 所示。 表 引腳應(yīng)用說(shuō)明 引腳名稱(chēng) 引腳應(yīng)用說(shuō)明 引腳名稱(chēng) 引腳應(yīng)用說(shuō)明 VCC 接單片機(jī)工作電壓 +5V 控制主電機(jī)反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)） GND 接地 控制主電機(jī)正轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)） 控制繼電器 CY 輸出電路 控制系統(tǒng)停車(chē) 控制繼電器 CΔ輸出電路 控制接近開(kāi)關(guān)信號(hào) 控制繼電器 ZC 輸出電路 控制兩風(fēng)機(jī)的啟動(dòng) 控制繼電器 FC 輸出電路 控制高壓剎車(chē) 控制繼電器 C 輸出電路 剎車(chē)開(kāi)關(guān)信號(hào) 控制探緯指示燈 XTAL1 接振蕩器 控制主電機(jī) YΔ啟動(dòng) XTAL2 接振蕩器 控制系統(tǒng)停止、六項(xiàng)自停 圖 光耦接口電路 圖中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，發(fā)光二極管通電發(fā)光，受光部分受光導(dǎo)通，光耦輸出端為低電平（與 89C2051 的連接端）；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，光耦輸入端電流為 0，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，輸出相當(dāng)于開(kāi)門(mén)，光耦輸出端為高電平。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 光電二極管正常工作時(shí)的工作電流是十毫安左右，當(dāng)工作電壓為 12V 時(shí)，在電路中電阻值為 3K的電阻，這樣流過(guò)光電二極管的電流就是 4 毫安，因此電阻的作用就是限流保護(hù)。 故障檢測(cè) 電路 該電路是用于系統(tǒng)織布過(guò)程中，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，能使織布機(jī)及時(shí)停機(jī)。該電路主要檢測(cè)故障包括：織布機(jī)斷緯、電機(jī)過(guò)熱、左、右捻邊紗、纏緯紗斷紗、卷布筒張力過(guò)大，以及織布長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定值時(shí)的系統(tǒng)停車(chē)。電路如圖。 （ 1）斷緯電路分析 如圖 所示，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，接近開(kāi)關(guān)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，同時(shí)，噴嘴噴出緯紗，探緯傳感器也產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，探緯器接收到兩個(gè)脈沖信號(hào)，說(shuō)明織布機(jī)運(yùn)行正常。若探緯器只接收到接近開(kāi)關(guān)信號(hào)，沒(méi)有接收到探緯傳感器信號(hào)，說(shuō)明斷緯，這時(shí)探緯器立即發(fā)出停車(chē)信號(hào)，由 CPU 發(fā)出信號(hào)切斷主電機(jī)電源， 隨后探緯器發(fā)出剎車(chē)信號(hào)，再由 CPU 發(fā)出信號(hào)打開(kāi)剎車(chē)剎住織布機(jī)。剎車(chē)信號(hào)有兩種產(chǎn)生方式，除了上述剎車(chē)信號(hào)產(chǎn)生方式以外，還可以由接近開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的剎車(chē)信號(hào)進(jìn)行剎車(chē)，不過(guò)是在織布機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的下一圈剎車(chē)。 圖 故障檢測(cè)電路 （ 2）五項(xiàng)自停電路分析 織布機(jī)運(yùn)行時(shí)，將開(kāi)關(guān) S7 閉合，當(dāng)強(qiáng)電電路中電機(jī)過(guò)載發(fā)熱，熱繼電器動(dòng)作，使熱繼電器常開(kāi)開(kāi)關(guān) S1 閉合，五項(xiàng)自停電路導(dǎo)通，三極管基極為高電平，三極管導(dǎo)通，五項(xiàng)自停指示燈亮，單片機(jī) 腳為低電平，切斷主電機(jī)電源，剎住織布機(jī)。同樣 ,當(dāng)發(fā)生左、右捻邊紗、纏緯紗斷紗、卷布筒張力過(guò) 大時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)開(kāi)關(guān) S S S S5 閉合，使五相自停電路導(dǎo)通，切斷主電機(jī)電源，隨后發(fā)出剎車(chē)信號(hào)，剎住織布機(jī)。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 圖 壓水及故障檢測(cè)示意圖 （ 3）計(jì)長(zhǎng)電路分析 當(dāng)織布長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，織布機(jī)計(jì)長(zhǎng)輸入開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，計(jì)長(zhǎng)電路導(dǎo)通，計(jì)長(zhǎng)指示燈亮，同時(shí)光電耦合器耦合，單片機(jī) 腳為低電平，切斷主電機(jī)電源，剎住織布機(jī)。 （ 4）手動(dòng)停車(chē)電路分析 當(dāng)需要手動(dòng)停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕，停車(chē)電路導(dǎo)通，單片機(jī) 腳為低電平，切斷主電機(jī)電源，剎住織布機(jī)。 電機(jī)控制信號(hào)輸出電路 當(dāng)與光電耦合器連接 的引腳加低電平時(shí)，光電耦合器導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，中間繼電器線圈得電，接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電機(jī)運(yùn)行。輸出電路如圖。 強(qiáng)電控制電路 如圖 所示，強(qiáng)電部分主要包括電氣保護(hù)元件、接觸器開(kāi)關(guān)、電機(jī)等， 能夠?qū)崿F(xiàn)電氣保護(hù)，控制風(fēng)扇電機(jī)啟動(dòng)，控制主電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，星、三角啟動(dòng)。 1） QF 為空氣開(kāi)關(guān)，俗稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的重要器件。它相當(dāng)于刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的組合，集控制與多種保護(hù)于一身，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安裝簡(jiǎn)單、分?jǐn)嗄芰Ω叩葍?yōu)點(diǎn)。其中熱脫扣器起 過(guò)載保護(hù)、電磁脫扣器起短路保護(hù)、欠壓脫扣器起欠壓保護(hù)作用。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 2）開(kāi)關(guān) C、 ZC、 FC、 CY、 CΔ都是接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。接觸器 C 線圈得電， C 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行。接觸器 ZC、 CY線圈得電， ZC、 CY 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)并星形啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。接觸器 ZC、 CΔ線圈得電， ZC、 CΔ的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)并三角形啟動(dòng)，當(dāng)接觸器 ZC、CY線圈得電， ZC、 CY 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，繞組實(shí)現(xiàn)星形接法，電機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該電路的轉(zhuǎn)換是由單片機(jī)控制的。 3）中間繼電器輸出接口電路分析（圖 ）： ①繼電器的控制 信號(hào)為單片機(jī)的邏輯電平，經(jīng)光電耦合和三極管放大后，繼電器線圈的輸入電壓為 12V，使輸出的驅(qū)動(dòng)電壓能夠適應(yīng)繼電器線圈的要求。圖中 PNP 三極管為中間繼電器的驅(qū)動(dòng)管。 ②繼電器動(dòng)作時(shí)，對(duì)電源有一定的干擾，為了提高單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性，在單片機(jī)和繼電器之間用光耦隔離，避免輸出部分電源變化對(duì)單片機(jī)電源的影響，減少對(duì)系統(tǒng)的干擾，提高系統(tǒng)可靠性。 ③圖中二極管為中間繼電器的續(xù)流二極管。中間繼電器線圈得電后，觸點(diǎn)閉合，接觸器 FC 線圈通電，當(dāng)驅(qū)動(dòng)三極管截止時(shí)，中間繼電器的線圈斷電，中間繼電器線圈會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，會(huì)擊穿繼電器的 驅(qū)動(dòng)三極管。加入二極管后，構(gòu)成續(xù)流回路，保護(hù)了驅(qū)動(dòng)三極管。 ④ ZC 為控制電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點(diǎn)，為防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電而導(dǎo)致短路，利用兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)分別串在對(duì)方的工作線圈電路中，構(gòu)成互鎖關(guān)系，保證電路安全可靠的工作。 圖 電機(jī)控制信號(hào)輸出電路 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 圖 強(qiáng)電控制電路 剎車(chē)電路設(shè)計(jì) 電磁鐵剎車(chē)電路如圖 所示，電路主要由與非門(mén)、比較器、三極管、光耦、 VMOS、電磁鐵線圈，續(xù)流二極管、穩(wěn)壓管、電阻電容等器件構(gòu)成。 為低壓剎車(chē)控制引腳， 為高壓剎車(chē)開(kāi)關(guān)控制引腳，兩引 腳輸出的信號(hào)經(jīng)比較器比較后，控制 VMOS 驅(qū)動(dòng)管導(dǎo)通和截止，打開(kāi)和關(guān)閉電磁剎車(chē)。 圖中 74AC00 為雙列 14 腳與非門(mén)，為節(jié)省元件，將其中兩對(duì)作為非門(mén)使用，兩對(duì)作為與非門(mén)使用。 與電磁鐵線圈并聯(lián)的二極管起續(xù)流保護(hù)作用，電磁鐵線圈斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的反向電動(dòng)勢(shì)，會(huì)擊穿 VMOS 管，加上續(xù)流二極管，電路斷路時(shí)，線圈產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)使二極管處于正向?qū)顟B(tài)，構(gòu)成回路，大大減小了線圈兩端的反向電動(dòng)勢(shì)，保護(hù) VMOS 管。 若流過(guò)兩比較器的電平均為高電平，流過(guò) U23C、 U23D 后，輸出高電平，光電耦合器不導(dǎo)通， VMOS 管柵極為高 電平， VMOS 管導(dǎo)通，電磁鐵線圈通電，系統(tǒng)剎車(chē)。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 織布機(jī)正常工作時(shí)， 置 0，使剎車(chē)處于有效狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)， 置 1，打開(kāi)剎車(chē)。之后通過(guò) 89C2051 內(nèi)部定時(shí)器對(duì) 反復(fù)置 0 和 1， 使電磁鐵線圈處于通 — 斷 — 通 — 斷┅工作狀態(tài)，改變通、斷時(shí)間比，使線圈的平均電壓為 24V。如圖 所示。 圖 中間繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路 整流電路設(shè)計(jì) 如圖 所示，原理 圖控制系統(tǒng)中的直流電源有四個(gè)， +5V 單片機(jī)工作電壓， +12V探緯器工作電壓， +12V控制按鈕工作電壓， +110V 電磁鐵剎車(chē)工作電壓，分別是由 9V、 15V、 10V、 91V 交流電壓整流、濾波后獲得。 圖 電磁鐵剎車(chē)電路 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 圖 剎車(chē)電壓 圖中的整流橋由四個(gè)二極管組成，交流電壓的正、負(fù)半周，二極管兩兩導(dǎo)通，將交流電壓轉(zhuǎn)換成兩個(gè)同極性的單向脈動(dòng)性直流電壓。 在整流橋的輸出端，將兩個(gè)電容并聯(lián)在一個(gè)電阻兩端，組成П型 濾波電路，濾去整流輸出電壓中的紋波，由于電容在電路中有儲(chǔ)能作用，并聯(lián)的電容器在電源電壓升高時(shí)，能把部分能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就能把能量釋放出來(lái)，使負(fù)載電壓比較平滑，即電容具有平波的作用。 78LXX 是三端式集成穩(wěn)壓器，作用是使輸出的電壓不受負(fù)載變化和電網(wǎng)電壓波動(dòng)的干擾的影響而保持恒定不變。 其后的電解電容也起到了減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的電壓干擾。 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 圖 整流電路 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 第四章 控制軟件的設(shè)計(jì) 織布機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用單片機(jī) 89C2051 各相關(guān) 管腳的 I/O 功能、輸入和輸出相關(guān)控制信號(hào)，以及定時(shí)器 0、定時(shí)器 1 和中斷 0 的中斷功能。 主程序設(shè)計(jì) 主程序的的功能有 :控制剎車(chē)開(kāi)關(guān) ,控制風(fēng)機(jī)起動(dòng)停止 ,控制主電機(jī)正反轉(zhuǎn) ,探緯指示燈的開(kāi)關(guān) ,定時(shí)器的開(kāi)關(guān)。 1. 主程序流程圖 根據(jù)織布機(jī)控制對(duì)象及要求，主程序流程圖如圖 所示。 開(kāi)始初始化剎車(chē)開(kāi)關(guān) ?開(kāi)剎車(chē) , 開(kāi)定時(shí)器 0 , 低壓剎車(chē)風(fēng)機(jī)啟動(dòng) ?風(fēng)機(jī)標(biāo)志位清 0關(guān)剎車(chē) , 關(guān)定時(shí)器 0啟動(dòng)風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)標(biāo)志位置 1中斷發(fā)生標(biāo)志位清 0風(fēng)機(jī)標(biāo)志位 1 ?正轉(zhuǎn) ?剎車(chē)開(kāi)關(guān)開(kāi) ?NYYNYNYNBADYF關(guān)風(fēng)機(jī)NE完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) B正 轉(zhuǎn) 按 鈕 ?正 轉(zhuǎn) 標(biāo) 志 位 置 1關(guān) 剎 車(chē) ， 定 時(shí) 器 0正 轉(zhuǎn) 標(biāo) 志 位 1 ?Δ Y延 時(shí) 2 0 m s 延 時(shí) 2 0 m s延 時(shí) 0 . 5 s開(kāi) 探 緯 器 指 示 燈Z C 、 C Δ 動(dòng) 作 Z C 、 C Δ 動(dòng) 作開(kāi) I N T 0 開(kāi) I N T 0延 時(shí) 0 . 5 s開(kāi) 探 緯 器 指 示 燈中 斷 發(fā) 生 ?延 時(shí) 0 . 3 s關(guān) I N T 0中 斷 發(fā) 生 ?關(guān) C Δ , 開(kāi) C Y開(kāi) I N T 0停 止 ?關(guān) 風(fēng) 機(jī)風(fēng) 機(jī) 標(biāo) 志 位 清 0CDYNΔ YYYNYYNNN完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) 停 止 、 六 項(xiàng)自 停 ？關(guān) I N T 0中 斷 發(fā) 生關(guān) 全 部 電 機(jī)等 待 接 近 開(kāi) 關(guān) 信 號(hào)開(kāi) 高 壓 剎 車(chē)開(kāi) 探 緯 指 示 燈延 時(shí) 0 . 5 s開(kāi) 定 時(shí) 器 0 ，低 壓 剎 車(chē)風(fēng) 機(jī) 正 轉(zhuǎn)標(biāo) 志 位 清 0NDCYNYNY 完美畢業(yè)網(wǎng) 完美畢業(yè)網(wǎng) A關(guān) 剎 車(chē) ， 關(guān) 定 時(shí) 器 0正 點(diǎn) 動(dòng) ？延 時(shí) 2 0 m sZ C 、 C Y 動(dòng) 作剎 車(chē) 開(kāi) 關(guān)