【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大，傳送給NE555處理。當(dāng)系統(tǒng)漏電時(shí)，鋼筋彎箍機(jī)殼體具有電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)電路檢測(cè)到殼體信號(hào)并驅(qū)動(dòng)繼電器工作切斷相關(guān)電路，電機(jī)瞬即處于斷電狀態(tài)，5號(hào)指示燈將被點(diǎn)亮，以保護(hù)操作人員安全。實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)漏電保護(hù)。漏電測(cè)試開(kāi)關(guān)即是電壓表工作開(kāi)關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)漏電情況后，為方便操作人員排除故障，系統(tǒng)設(shè)置了漏電檢測(cè)按鈕，手動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)漏電情況，作為排除故障的參考。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明3 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明1 系統(tǒng)流程圖1號(hào)2號(hào)指示燈和繼電器置零讀取當(dāng)前溫度判斷溫度是否合理并標(biāo)記讀取撥碼開(kāi)關(guān)角度參數(shù)判斷角度設(shè)置是否合理并標(biāo)記?開(kāi)始行程開(kāi)關(guān)觸發(fā)電機(jī)停止置零顯示角度參數(shù)獲取角度參數(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)完成角度運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)急停顯示角度顯示溫度否否是是是是否開(kāi)關(guān)1常開(kāi)?啟動(dòng)按鈕?復(fù)位按鈕溫度安全?否圖 31 系統(tǒng)流程圖 延時(shí)程序延時(shí)子程序就是通過(guò)執(zhí)行一些沒(méi)用但又占用時(shí)間的指令的集合。這個(gè)子程序可以用于很多延時(shí)的地方因?yàn)樗訒r(shí)的時(shí)間可以通過(guò)賦值進(jìn)行改變，所以通用性好，可以將幾個(gè)延時(shí)子程序合為一個(gè)，只用在調(diào)用前給函數(shù)變量賦值，即可根據(jù)用戶(hù)的需要延時(shí)，流程圖見(jiàn)下圖。 給R6放初值執(zhí)行三條空指令返回R61，判斷R6是否為0R71，判斷R7是否為0圖 32 延時(shí)程序流程圖 溫度傳感器溫度傳感器基于DS18B20芯片建立，先將傳感器初始化，即單片機(jī)將傳感器DQ位拉低，然后通過(guò)脈沖信號(hào)讀取傳感器信息，通過(guò)內(nèi)部存儲(chǔ)器的序列號(hào)溫度轉(zhuǎn)換確定讀取溫度寄存器（共可讀9個(gè)寄存器） 前個(gè)數(shù)值，就是系統(tǒng)所測(cè)定的最終溫度。開(kāi)始傳感器初始化讀取溫度寄存器內(nèi)容溫度轉(zhuǎn)換溫度值返回結(jié)束圖 33 溫度讀取函數(shù)流程圖 74HC595串口通信初始化單片機(jī)輸出數(shù)碼管片選地址把每一位數(shù)據(jù)依次移入寄存器同時(shí)輸出8位數(shù)據(jù)到數(shù)碼管結(jié)束圖 34 74HC595串口通信程序流程圖74HC595是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)在SHcp的上升沿輸入到移位寄存器中，在STcp的上升沿輸入到存儲(chǔ)寄存器中去，當(dāng)OE端為低電平時(shí)，存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。即實(shí)現(xiàn)了串口輸入，輸入內(nèi)容存儲(chǔ)，一次性并行輸出的過(guò)程。 數(shù)碼管實(shí)時(shí)溫度顯示和角度參數(shù)顯示本次設(shè)計(jì)數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示方式。片選信號(hào)由74HC595輸出，位選信號(hào)由單片機(jī)通過(guò)I/O口直接控制。開(kāi)始空指令賦予FFFF第一位熄滅第一位賦予F動(dòng)態(tài)掃描依次輸出段選信號(hào)是是否否Key1=0?角度大小合理?圖 35 數(shù)碼管顯示流程圖 BCD數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)撥碼開(kāi)關(guān)(也叫DIP開(kāi)關(guān)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān),超頻開(kāi)關(guān)，地址開(kāi)關(guān)，撥拉開(kāi)關(guān)，數(shù)碼開(kāi)關(guān)，指撥開(kāi)關(guān))是一款用來(lái)操作各種各樣的撥碼開(kāi)關(guān)?？刂频牡刂烽_(kāi)關(guān)，采用的是0/1的二進(jìn)制編碼原理。通俗的說(shuō)也就是一款能用手撥動(dòng)的微型的開(kāi)關(guān)，所以也通常叫指撥開(kāi)關(guān)的也很多。單片機(jī)本身是不會(huì)處理十進(jìn)制數(shù)的，所有電腦能識(shí)別十進(jìn)制數(shù)都必須有一個(gè)操作系統(tǒng)（也就是有一個(gè)底層的管理軟件），但BCD不存在與單片機(jī)的雙向交互，無(wú)法對(duì)單片機(jī)信號(hào)作出反應(yīng)，因?yàn)槠滟Y源太少轉(zhuǎn)不過(guò)來(lái)。因此我們需要將BCD撥碼開(kāi)關(guān)的二進(jìn)制讀取到單片機(jī)并轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，反饋給單片機(jī)控制系統(tǒng)。二進(jìn)制讀取和轉(zhuǎn)化通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。利用一個(gè)數(shù)的轉(zhuǎn)換方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)最基礎(chǔ)的答復(fù)。系統(tǒng)流程圖如下所示：開(kāi)始獲取I/O口地址轉(zhuǎn)化為8位2進(jìn)制數(shù)屏蔽低四位地址屏蔽高四位地址轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制返回圖 36 撥碼開(kāi)關(guān)流程圖 繼電器和按鍵掃描P1^4置高繼電器工作結(jié)束否是開(kāi)始溫度安全？圖 37 繼電器工作流程圖繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，線圈產(chǎn)生磁力觸發(fā)開(kāi)關(guān)跳變，實(shí)現(xiàn)相關(guān)電路的導(dǎo)通或者切斷。由于設(shè)計(jì)中按鈕個(gè)數(shù)并不多，在I/O口足夠的前提下，按鍵采用直接接地的方式，不必采用矩陣式鍵盤(pán)接法。系統(tǒng)初始化將按鍵對(duì)應(yīng)I/O口拉高，當(dāng)按鈕按下時(shí)，I/O口跳變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)獲取到信號(hào)并作出相關(guān)判斷。為了防止誤判或者誤操作，要求按鍵按下時(shí)的低電平維持很短的一定時(shí)間才能生效，引用延時(shí)函數(shù)進(jìn)行二次判斷即可。 極限保護(hù)極限保護(hù)包含了軟件保護(hù)和硬件保護(hù)兩個(gè)過(guò)程。軟件通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)所控制角度范圍限制在15——200度之間，超過(guò)系統(tǒng)允許范圍相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)單片機(jī)向電機(jī)發(fā)送急停信號(hào)，電機(jī)將失去啟動(dòng)和復(fù)位功能，無(wú)法工作。硬件極限保護(hù)采用行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。在復(fù)位起點(diǎn)和行程終點(diǎn)設(shè)置行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)意外故障導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度超出系統(tǒng)貴度角度范圍以外時(shí)，行程開(kāi)關(guān)將切斷電機(jī)電源，電機(jī)停止工作。開(kāi)始電機(jī)電源斷開(kāi)結(jié)束否是否是行程開(kāi)關(guān)觸發(fā)角度大小合理？圖 38 極限保護(hù)流程圖重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的安裝調(diào)試說(shuō)明4 系統(tǒng)的安裝調(diào)試說(shuō)明 軟件調(diào)試軟件部分包括keil和protues軟件的聯(lián)合使用和仿真調(diào)試。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。本次課題設(shè)計(jì)采用的是基于AT89C51單片機(jī)的C語(yǔ)言編程控制，變采用keil軟件進(jìn)行編程調(diào)試。圖 41 Keil調(diào)式界面截圖Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。本次課題設(shè)計(jì)采用protues軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。上電前對(duì)系統(tǒng)中各部分進(jìn)行模擬仿真檢測(cè)是單片機(jī)使用中的一個(gè)良好設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該細(xì)細(xì)考慮將各個(gè)使用到的芯片、接口設(shè)計(jì)成容易使用軟件進(jìn)行測(cè)試的模式。很多有經(jīng)驗(yàn)的單片機(jī)設(shè)計(jì)者都會(huì)在系統(tǒng)上電時(shí)（特別是第一次上電時(shí)）進(jìn)行全面的檢測(cè)，或者更進(jìn)一步，將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)中分為測(cè)試模式和正常運(yùn)行模式，通過(guò)加入測(cè)試模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，使得系統(tǒng)的批量檢測(cè)更為方便容易。另外要注意的是，一個(gè)簡(jiǎn)單明了的故障顯示界面也是頗要費(fèi)得心思的。比如：系統(tǒng)的外部RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的器件。外部RAM 如果存在問(wèn)題，程序通常都會(huì)成為無(wú)法控制。因此，程序在啟動(dòng)時(shí)（至少在第一次上電啟動(dòng)時(shí)）一定要對(duì)外部RAM 進(jìn)行檢測(cè)。另外，在仿真前要做好充分的準(zhǔn)備。單片機(jī)硬件仿真器給單片機(jī)開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了極大的方便，同時(shí)也很容易造成人的依賴(lài)性。很多時(shí)候，沒(méi)有仿真器卻能促使工程師寫(xiě)出更高質(zhì)量的程序。在硬件仿真調(diào)試之前，下面準(zhǔn)備工作將是必要的：（1）程序編完后，對(duì)代碼仔細(xì)逐行檢查。檢查代碼的錯(cuò)誤，建立自己的代碼檢查表，對(duì)經(jīng)常易錯(cuò)的地方進(jìn)行檢查。檢查代碼是否符合編程規(guī)范。（2）對(duì)各個(gè)子程序進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的方法：用程序測(cè)試程序，編制一個(gè)調(diào)用該子程序的代碼，建立要測(cè)試子程序的入口條件，再看看它是否按預(yù)期輸出結(jié)果。如果代碼有修改，再次對(duì)代碼進(jìn)行檢查。 軟硬聯(lián)調(diào)Keil uVision4運(yùn)行沒(méi)有錯(cuò)誤之后，系統(tǒng)將生成hex文件。將hex文件加載到單片機(jī)進(jìn)行軟硬聯(lián)調(diào)，以確定編程有沒(méi)有算法錯(cuò)誤，施法達(dá)到了系統(tǒng)所需要的要求和規(guī)范。常規(guī)單片機(jī)的應(yīng)用當(dāng)中，都是編程后利用Keil uVision4來(lái)進(jìn)行編譯，再生成的HEX文件裝入芯片中，采用proteus軟件來(lái)仿真，檢驗(yàn)功能是否能夠正常實(shí)現(xiàn)。仿真成功后，焊接硬件電路，通過(guò)ISP下載器將hex文件燒制到單片機(jī)。 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試 通電后，保持1號(hào)開(kāi)關(guān)常閉，4號(hào)LED指示燈亮，數(shù)碼管顯示“120”，第一位數(shù)碼管熄滅。調(diào)節(jié)BCD數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)到15到200之間，觀察數(shù)碼管顯示。發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示數(shù)值與BCD撥碼開(kāi)關(guān)所在數(shù)值相對(duì)應(yīng)，調(diào)節(jié)BCD撥碼開(kāi)關(guān)，觀察到同步顯示功能正常。調(diào)節(jié)BCD撥碼開(kāi)關(guān)數(shù)值到15到200之外，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示跳變?yōu)椤癋FFF”，同時(shí)1號(hào)指示燈被點(diǎn)亮，按下按鈕1，電機(jī)無(wú)反應(yīng)。調(diào)節(jié)BCD數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)回到15到200之間，數(shù)碼管恢復(fù)同步顯示，1號(hào)指示燈熄滅。分別將BCD撥碼開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)到30，90，120，180，按下按鈕1啟動(dòng)電機(jī)，觀察到電機(jī)所轉(zhuǎn)過(guò)角度與所設(shè)置參數(shù)相對(duì)應(yīng)。按下按鈕2，電機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)。表明電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功能正常，軟件極限保護(hù)功能正常。 溫度保護(hù)測(cè)試通電后，保持1號(hào)開(kāi)關(guān)常開(kāi)，4號(hào)LED指示燈亮，數(shù)碼管顯示“F099”。既系統(tǒng)當(dāng)前溫度為99度，觀察下方DS18B20數(shù)字溫度傳感器示數(shù)，與數(shù)碼管示數(shù)相吻合。調(diào)節(jié)DS18B20數(shù)字溫度傳感器參數(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管同步顯示正常。發(fā)現(xiàn)繼電器跳變，3號(hào)LED指示燈被點(diǎn)亮，4號(hào)LED指示燈熄滅，按下1號(hào)按鈕，電機(jī)無(wú)反應(yīng)，按下2號(hào)按鈕，電機(jī)無(wú)反應(yīng)，表明系統(tǒng)處于溫度保護(hù)狀態(tài)，電機(jī)停止待機(jī)狀態(tài)。調(diào)節(jié)DS18B20數(shù)字溫度傳感器參數(shù)到100度以?xún)?nèi)，繼電器回復(fù)初始狀態(tài)，3號(hào)LED指示燈熄滅，4號(hào)LED指示燈被點(diǎn)亮。按下按鈕1，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，2號(hào)指示燈被點(diǎn)亮。重復(fù)測(cè)試，按下按鈕2，電機(jī)反轉(zhuǎn)。測(cè)試項(xiàng)目全部正常。 數(shù)碼管溫度檔角度檔切換功能測(cè)試通電后，保持1號(hào)開(kāi)關(guān)常開(kāi)，4號(hào)LED指示燈亮，數(shù)碼管顯示“F099”。與溫度傳感器示數(shù)相對(duì)應(yīng)。按下1號(hào)開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管顯示跳變?yōu)椤?20”，與BCD數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)參數(shù)相對(duì)應(yīng)。再按一次1號(hào)開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管顯示跳變回“F099”，與溫度差un干起示數(shù)相對(duì)應(yīng)。表明數(shù)碼管溫度檔角度檔切換功能正常。 電機(jī)急停功能測(cè)試通電后，保持1號(hào)開(kāi)關(guān)常開(kāi)，4號(hào)LED指示燈亮，數(shù)碼管顯示“F099”。調(diào)節(jié)BCD撥碼開(kāi)關(guān)到15到200之間，按下按鈕1啟動(dòng)電機(jī)，2號(hào)LED指示燈被點(diǎn)亮，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中按下2號(hào)開(kāi)關(guān)，觀察到電機(jī)停止運(yùn)行，2號(hào)LED指示燈和4號(hào)LED指示燈同時(shí)熄滅。再按下2號(hào)開(kāi)關(guān)，電機(jī)已然停止?fàn)顟B(tài)，4號(hào)LED被點(diǎn)亮。按下2號(hào)按鈕，電機(jī)開(kāi)始復(fù)位。2號(hào)LED指示燈被點(diǎn)亮。復(fù)位過(guò)程中按下1號(hào)開(kāi)關(guān)，觀察到電機(jī)停止運(yùn)行，2號(hào)LED指示燈和4號(hào)LED指示燈同時(shí)熄滅。再按下2號(hào)開(kāi)關(guān)，電機(jī)已然停止?fàn)顟B(tài)，4號(hào)LED被點(diǎn)亮。表明電機(jī)急停功能正常。 系統(tǒng)漏電測(cè)試打開(kāi)漏電電路proteus仿真，通電后，保持開(kāi)關(guān)常開(kāi)，讀取電壓表示數(shù)為0V，對(duì)應(yīng)未漏電狀態(tài)。按下開(kāi)關(guān)使開(kāi)關(guān)處于常閉狀態(tài)，讀取電壓表示數(shù)為218V,對(duì)應(yīng)漏電狀態(tài)。表明漏電電路正常工作，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到電路漏電狀態(tài)。重