【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于。有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。上位機為一塊PC104，主。接收信息用LED來顯示機床的運行狀態(tài)。上位機根據(jù)下位機傳送的信息來控制機床的運行，同時也向單片機傳送必要的信。本控制面板（下位機）分為上下兩部分。上面一塊稱為MDI面板，下面稱

　　

【正文】 ...7]: Y, Z, M, S, T, F, Q、 H存儲在 32H。 （ 4)KEY_Data3[0...7]:復位、幫助、切換、插人、替換、刪除、 EOB、取消 變量存儲在 33H。 (5) KEY_Data4[0...7]:輸人、位置、程序、參數(shù)、系統(tǒng)、診斷、圖形、上頁 變量存儲在 34H。 (6)KEY_Data5[0...7]:下頁、前、后、左、右變量存儲在 35H。 (7)KEY_Data6[0...7]: F1 F F2 , F3 , F4 , F F12變量存儲在 36H。 (8)KEY_Data7[0...7]:手動冷卻、刀庫旋轉(zhuǎn)、刀具夾緊、工作照明、自動斷電、超程釋放、 1/排屑 變量存儲在 37H。 21 (9)KEY_ Data8[0...7]:主軸正轉(zhuǎn)、主軸定位、主軸反轉(zhuǎn)、機械鎖住、單端運行、空運行、程序啟動、主軸定位變量存儲在 38H。 (10)KEY_ Data9[0...7]:選擇跳過、進給保持、快速變量存儲在 39H。 (11)KEY_Data10[0.. .7]:一 X、一 Y、一 Z、一 4, +X, +Y, +Z, +4 指示燈定義變量存儲在 3AH。 (12)Lamp_DATAA1 [0...7] : NC 就緒、伺服就緒、 X 軸 0 位、 Y 軸 0 位、 Z軸 0位、 W 軸 0 位、刀庫 0位、 ATC 到位變量存儲在 22H。 (13 ) Lamp_DATAB1[0...7]:主軸故障、氣壓故障、潤滑故障、冷卻故障、手動冷卻、刀庫旋轉(zhuǎn)、刀具夾緊、工作照明變量存儲在 23H。 (14) Lamp_ DATAC1[0...7]:自動斷電、超程釋放、 1/排屑主軸、正轉(zhuǎn)、字母切換燈 (左上面板 )變量存儲在 24H。 (15)Lamp_ DATAA2[0...7]:主軸停止、主軸反轉(zhuǎn)、主軸定位、機械鎖住、單端運行、空運行、程序啟動、選擇跳過變量存儲在 25H o (16)Lamp_ DATAB2[0...7]:進給保持、 +X,+Y,+Z,+快速、一 X、一 Y 存儲在 26H。 ( 17 ) Lamp_DATAC2[0...7 ] : Z. 倍率定義變量存儲在 27H。 (18 ) TIMES_PORTA[0...7]:主軸倍率 0, 1, 2, 3, 4，進給倍率 0, 1 ,2變量存儲在 49H。 (19)TIMES_PORTA B [0. .. 7]:3, 4 快速倍率 0, 方式選擇 0, 1, 2變量存儲在 4AH。 (20 ) TIMES_PORTAC[0...7] : 3 變量存儲在 4BH。 各標志變量定義如下 : 42H 位定義為 READ_ PROT_ FLAG: (1) 0 表示沒有鍵按下或者沒有錯誤按鍵。 (2)從 PB和 PC口讀數(shù) : 一個鍵按下時 : ①為 1，表示 PB 處有鍵被按下。 ②為 2，表 示 PCO 或 PC1處有鍵被按下?！? ③為 3，表示 PC2 處有鍵被按下。 ④為 4，表示 PC3 處有一軸鍵被按下。 (3)從以口讀時 : ①一個非軸鍵按下時 :READ_ PROT_ FLAG 加上 10H。 ②一個 +X, + Y, + Z, + 一 X、一 Y、一 Z、一 4 鍵被按下時 :READ_ PROT_ 22 FLAG 加上 20H ③兩個或兩個以上非互斥軸鍵同時被按下時 :READ_ PORT_ FLAG 加上 40H 。 AXIS_ FLAG:變量存在 4EH。 ① OOH:非軸鍵被按下。 ② O1H:一個軸鍵被按下。 ③ 02H:兩個或兩個以上非互斥軸鍵被按下。 TIMES_ FLAG:變量存在 4CH。 ① OlH: PA 有動作。 ② 02H :PB 有動作。 ③ 03H: PC 有動作。 程序首先檢測上位機有沒有發(fā)信息過來，如果有就接收數(shù)據(jù)并且根據(jù)數(shù)據(jù)來顯示機床的狀態(tài)。沒有則開始檢測鍵盤并處理按鍵事件并向上位機發(fā)送按鍵的信息。一些最主要的模塊在上一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)中已有詳細講解。下面講講其他的模塊。 系統(tǒng)中還有一部分為亮 LED 燈的程序， LED 的連接如表所示，因為各個按鍵實現(xiàn)的功能均不一樣，所以每個按鍵燈的亮和暗的實現(xiàn)方法也不 盡相同，程序開始時，將一些變量賦值給各個 LED 燈，作為保存 LED的亮、暗的狀態(tài)。可以將 LED 亮燈分為 3種情況。如圖 313 23 圖 313 燈亮程序 (1)上位機向單片機發(fā)送信息，單片機接到數(shù)據(jù)信息后，改變 LED 燈變量的數(shù)值，等到程序運行到亮燈子程序時亮燈。 (2)另一種情況是功能鍵，特點是按鍵被按下時按鍵燈亮并一直亮下去，直到按鍵再次被按才熄滅。其中有兩個鍵是特殊情況，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鍵的按鍵燈因為按鍵的功能不能同時實現(xiàn)，所以不能同時點亮按鍵燈。程序處理這種按鍵的方法為 :按下一個按鍵就 給這個按鍵的按鍵燈變量賦值 1，同時給同它功能互斥的按鍵的按鍵燈變量賦值 0。其他機床功能按鍵燈處理如下 :當按下一個按鍵時，程序就判斷原來的變量的數(shù)值，若為 OH 則將 01H 賦給這個變量，若為 O1H，則將數(shù)值 OH 賦給此變量。此后程序根據(jù)這些 LED燈變量來點亮 LED 燈。 還有一種情況就是軸鍵的按鍵燈，比如 +Y , +Z、 4 , +X、快速、 X , + Z、Y 這幾個按鍵與其他的按鍵的燈不一樣。這幾個鍵被按下時，按鍵燈亮，按鍵松開按鍵燈就會滅。因為這幾個按鍵是直接控制機床的軸，稱為軸鍵。在按下軸鍵時程 序 24 處理如下 :讓此按鍵的指示燈燈亮，并置位 AXIS 一 FLAG。在程序循環(huán)中返回到程序開頭時，要檢測 AXIS 一 FLAG，若不為零則說明有軸鍵被按過、同時軸燈還是亮的，那么就清軸燈，讓它熄滅。 (1)選擇連接一個類型 LED 燈的 8155 芯片，使其選中。 (2)設置被選中的 8155 芯片的端口方式。 （ 3）將 LED 燈變量等數(shù)據(jù)發(fā)送到 8155 端口，使得 LED 燈按照程序數(shù)據(jù)點亮。 （ 4）選擇連接到其他類型的 LED 燈的 8155 芯片，并將 LED變量數(shù)據(jù)傳送到 8155的 I/O 口。 程序開始時要調(diào)用接收 程序，如果正在接收則調(diào)用延時程序，單片機程序接收上位機傳送過來的信息，如果延時程序已經(jīng)說明接收時串口工作不正常，則不再接收，返回。如果接收到上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，則看幀頭是否為 05H，若不為 05H，則發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤返回。若正確則繼續(xù)接收下一位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的處理是按照通信協(xié)議進行的。接收流程圖 314 如下： 25 圖 314 接收程序圖 26 軟件程序流程圖 315 如下： 圖 315 軟件程序流程圖 27 4．總電路圖 圖 41 總電路圖 28 結(jié)論 本例首先對控制面板的功能和操作方法做了詳細的介紹，對單片機和上位機的通信協(xié)議做了詳細的分析。在硬件設計上，為了保證系統(tǒng)的溫定型，用了 MAX1232 芯片作為整個單片機系統(tǒng)的看門狗。因為本系統(tǒng)要用到大量的 I/O 端口，所以用了一些8155 芯片來擴展 I/O，同上位機通信則用到了 MAX232 芯片。整個系統(tǒng)分為幾個模塊來編寫，易于整理思路，使程序富有條理。 開機后，上位機（ PC104)給單片機發(fā)送信息，單片機接收到信息后在控制面板上依靠 LED 顯示機床的狀態(tài)，用戶操 作時按控制面板上的按鍵以及轉(zhuǎn)動波動開關(guān)，單片機向上位機發(fā)送信息告訴上位機用戶對機床的操作和對加工過程的一些配置。上位機根據(jù)下位機傳送的信息來控制機床的運行，與此同時也向單片機傳送必要的信息。 目前大量的嵌入式產(chǎn)品，如激光打印機， POS 機等等，依賴鍵盤或者小鍵盤接口用于用戶的輸入，并在 LCD 或者 LED 上顯示一定的信息。雖然目前有非常多的芯片可以用來實現(xiàn)鍵盤掃描，但是用軟件實現(xiàn)鍵盤掃描的方法有助于縮減系統(tǒng)的開發(fā)成本，并且修改靈活，非常方便。本系統(tǒng)的鍵盤掃描方法和代碼也可以用在其他類似的系統(tǒng)上，僅僅需要根據(jù)項目的 不同特點、需要、做出少量修改即可。 由于匯編語言不是結(jié)構(gòu)化語言，其程序編寫和調(diào)試較難，而且編寫效率較低。而本系統(tǒng)的程序又非常大，寫出來的源程序的可讀性和可移植性差。高級語言通用性好、功能強，且改變單片機型號時程序移植十分容易，在單片機程序設計中使用的越來越普遍。所以還可以用 C語言編寫程序。 29 致 謝 本設計和論文是在我的畢業(yè)設計導師的悉心指導下完成的，王老師在學術(shù)上以及技術(shù)上都有很深的造詣，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和科學的工作方法給了我很大的啟發(fā)。在畢設過程中，當我遇到問題時，老師總是很耐心的給我講解指導。在四 年大學中，我的學習與成長都離不開各位老師的幫助，在此衷心地感謝各位老師對我的關(guān)心和指導。 30 參考文獻 [1] 李琪 .基于 51系列單片機的 LED 顯示屏開發(fā)技術(shù)（第二版 ） . [2] 張齊 .單片機原理與應用系統(tǒng)設計 :基于 C51的 Proteus仿真實驗與解題指導 .電子工業(yè)出版社 .. [3] 陳海宴 .51單片機原理及應用 :基于 Keil C 與 版社 .. [4] 周向紅 .51單片機課程設計 華中科技大學出版社 .. [5] 張齊 朱寧 .西 單片機系統(tǒng)設計與開發(fā) :基于 Proteus 單片機仿真和 C 語言編程 .機械工業(yè)出版社 .. [6] 楊居義 .單片機課程設計實例教程 .清華大學出版社 .. [7] 丁偉 .基于 Multisim 10的 51單片機仿真實戰(zhàn)教程 :使用匯編和 C 語言 聶典 .電子工業(yè)出版社 .. [8] 李玉梅 .基于 MCS51系列單片機原理的應用設計 .國防工業(yè)出版社 . [9]Burden R L,Faires J Analysis Prindle, Schmidt,1989. [10]Stoer J,Bulirsch R. Introduction to Numerical Edition,SpringerVerlag,New york,1992.