【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有些大材小用。 通常 PLC 采用 16 位或 32 位的 CPU，帶 1 或 2 個(gè)的串行通道與外界通訊，內(nèi)部有一個(gè)定時(shí)器即可，若要提高可靠性再加一個(gè)看家狗定時(shí)器足夠?？梢?jiàn)， PLC揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 的硬件要求很高，一般不適用與像定時(shí)器方面的設(shè)計(jì)。 2. 方案二：學(xué)過(guò)單片機(jī)的人都知道，單片機(jī)用于定時(shí)器的控制具有可靠性強(qiáng)， C語(yǔ)言程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單快捷，可以用于反復(fù)調(diào)試和仿真，操作周期短，在短期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)然，單片機(jī)的調(diào) 試的效果和實(shí)際的相差不大，便于修改。 而且，定時(shí)器的結(jié)果要被反復(fù)掃描，而 PLC 是不支持反復(fù)的。 PLC 一般對(duì)每一種分辨率的計(jì)時(shí)器提供一個(gè)相應(yīng)頻率的硬件計(jì)數(shù)器，在掃描程序結(jié)束時(shí)。將計(jì)數(shù)器的值加至計(jì)時(shí)條件成立的相應(yīng)計(jì)時(shí)器當(dāng)前值，在下一掃描周期，根據(jù)計(jì)時(shí)條件及當(dāng)前值刷新計(jì)時(shí)器狀態(tài)。 比如： LD FOR VW100, +1, +10 NETWORK 2 LD TON T101, +1000 NETWORK 3 NEXT NETWORK 4 LD TON T102, +1000 在這段程序中，當(dāng) 接通時(shí)， T101 比 T102 多計(jì)時(shí) 10 倍。因?yàn)?T101 在一個(gè)程序周期內(nèi)執(zhí)行 10 次，而 T102 只執(zhí)行 1 次。要正確計(jì)時(shí)，在一個(gè)程序周期內(nèi)計(jì)時(shí)器必須執(zhí)行并只能被執(zhí)行一次。 綜上所述，所以我選擇方案二，即用單片機(jī)來(lái)控制定時(shí)器。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 硬件電路設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管 簡(jiǎn)介 LED數(shù)碼管顯示原理 a bcdegGNDfdpGNDabcefgddpabcdefgdpdpgfedcba＋ 5V（a ） （b ） 共陰極 共陽(yáng)極 圖 21 LED數(shù)碼管顯示原理圖 使用 LED顯示器時(shí)，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8段。因此為 LED顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。 TX實(shí)驗(yàn)板用共陰 LED顯示器，根據(jù)電路連接圖顯示 16進(jìn)制數(shù)的編碼已列在下表。 本次設(shè)計(jì)用的是共陰數(shù)碼管，如表 21 所示。 表 21 共陰極數(shù)碼管表 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 1 2 3 4 5 6 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 0x77 0x7c 7 8 9 A B C 0x39 0x5e 0x79 0x71 0x00 D E F G 無(wú)顯示 LED數(shù)碼管顯示方式的分類(lèi) LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特?fù)P州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 相關(guān)控制寄存器 在 89C51 中，與定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器應(yīng)用有關(guān)的控制寄存器共有 3 個(gè)，分別是定時(shí)控制寄存器、工作方式控制寄存器和中斷允許控制寄存器。本次課程設(shè)計(jì)將會(huì)涉及 這三個(gè)控制寄存器，現(xiàn)對(duì)它們說(shuō)明如下。 (1) 定時(shí)器控制寄存器 (TCON) TCON 寄存器地址為 88H，位地址為 8FH～ 88H。該寄存器位定義及位地址表示如表 22 所示。 表 22 TCON 寄存器表示 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符號(hào) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 定時(shí)器控制寄存器中，與定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制位共 4 位，即 TF TRTF0 和 TR0，它們的作用分別為： TR0 和 TR1—— 運(yùn)行控制位。 TR0(TR1)=0，停止定 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作；TR0(TR1)=1，啟動(dòng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作?？刂朴?jì)數(shù)啟停只需用軟件方法使其置 1或清 0 即可。 TF0 和 TF1—— 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)，相應(yīng)溢出標(biāo)志位由硬件置 1。計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志用于表示定時(shí) /計(jì)數(shù)是否完成，因此，它是供查詢(xún)的狀態(tài)位。當(dāng)采用查詢(xún)方法是，溢出標(biāo)志位被查詢(xún)，并在后續(xù)處理程序中應(yīng)以軟件方法及時(shí)將其清 0。而當(dāng)采用中斷方法是，溢出標(biāo)志位不但能自動(dòng)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而且連清 0 操作也能在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)由硬件自動(dòng)進(jìn)行。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 (2) 定時(shí)器方式選擇寄存器 (TMOD) TMOD 寄存器用于設(shè)定定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器的工作方式。寄存器地址為 89H,但它沒(méi) 有位地址，不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置其內(nèi)容。該寄存器的位定義如表 23 所示。 表 23 TMOD 寄存器表示 B7H B6H B5H B4H B3H B2H B1H B0H GATE TC/ M1 M0 GATE TC/ M1 M0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 它的低半字節(jié)對(duì)應(yīng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0，高半字節(jié)對(duì)應(yīng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1，前后半字節(jié)的位格式完全對(duì)應(yīng)。位定義如下： GATE—— 門(mén)控位。 GATE=0，以運(yùn)行控制位 TR 啟動(dòng)定時(shí)器； GATE=1，以外中斷請(qǐng)求信號(hào)（ 0INT 或 1INT ）啟動(dòng)定時(shí)器，這可以用于外部脈沖寬度測(cè)量。 TC/ —— 定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇為。 TC/ =0，定時(shí)工作方式； TC/ =1，計(jì)數(shù)工作方式。 M1M0—— 工作方式選 擇位。 M1M0=00，工作方式 0； M1M0=01，工作方式 1； M1M0=10，工作方式 2； M1M0=11，工作方式 3。 (3)中斷允許控制寄存器 (IE) 該寄存器地址為 A8H，位地址為 AFH～ A8H。寄存器位定義及位地址如表24 所示。 表 24 IE 寄存器表示 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 位符號(hào) EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0 其中與定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有關(guān)的是定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中斷允許控制位 ET0 和 ET1。 ET0(ET1)=0，禁止定時(shí)器 中斷； ET0(ET1)=1，允許定時(shí)器中斷。 系統(tǒng)電路介紹 AT89C51 單片機(jī)的介紹 Vcc:電源端 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 Vss:接地端 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P