【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)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(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于。有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。上位機(jī)為一塊PC104，主。接收信息用LED來(lái)顯示機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。上位機(jī)根據(jù)下位機(jī)傳送的信息來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)行，同時(shí)也向單片機(jī)傳送必要的信。本控制面板（下位機(jī)）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(chǔ)在 32H。 （ 4)KEY_Data3[0...7]:復(fù)位、幫助、切換、插人、替換、刪除、 EOB、取消 變量存儲(chǔ)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(yè) 變量存儲(chǔ)在 34H。 (6)KEY_Data5[0...7]:下頁(yè)、前、后、左、右變量存儲(chǔ)在 35H。 (7)KEY_Data6[0...7]: F1 F F2 , F3 , F4 , F F12變量存儲(chǔ)在 36H。 (8)KEY_Data7[0...7]:手動(dòng)冷卻、刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)、刀具夾緊、工作照明、自動(dòng)斷電、超程釋放、 1/排屑 變量存儲(chǔ)在 37H。 21 (9)KEY_ Data8[0...7]:主軸正轉(zhuǎn)、主軸定位、主軸反轉(zhuǎn)、機(jī)械鎖住、單端運(yùn)行、空運(yùn)行、程序啟動(dòng)、主軸定位變量存儲(chǔ)在 38H。 (10)KEY_ Data9[0...7]:選擇跳過(guò)、進(jìn)給保持、快速變量存儲(chǔ)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(chǔ)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(kù) 0位、 ATC 到位變量存儲(chǔ)在 22H。 (13 ) Lamp_DATAB1[0...7]:主軸故障、氣壓故障、潤(rùn)滑故障、冷卻故障、手動(dòng)冷卻、刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)、刀具夾緊、工作照明變量存儲(chǔ)在 23H。 (14) Lamp_ DATAC1[0...7]:自動(dòng)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(chǔ)在 24H。 (15)Lamp_ DATAA2[0...7]:主軸停止、主軸反轉(zhuǎn)、主軸定位、機(jī)械鎖住、單端運(yùn)行、空運(yùn)行、程序啟動(dòng)、選擇跳過(guò)變量存儲(chǔ)在 25H o (16)Lamp_ DATAB2[0...7]:進(jìn)給保持、 +X,+Y,+Z,+快速、一 X、一 Y 存儲(chǔ)在 26H。 ( 17 ) Lamp_DATAC2[0...7 ] : Z. 倍率定義變量存儲(chǔ)在 27H。 (18 ) TIMES_PORTA[0...7]:主軸倍率 0, 1, 2, 3, 4，進(jìn)給倍率 0, 1 ,2變量存儲(chǔ)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(chǔ)在 4AH。 (20 ) TIMES_PORTAC[0...7] : 3 變量存儲(chǔ)在 4BH。 各標(biāo)志變量定義如下 : 42H 位定義為 READ_ PROT_ FLAG: (1) 0 表示沒(méi)有鍵按下或者沒(méi)有錯(cuò)誤按鍵。 (2)從 PB和 PC口讀數(shù) : 一個(gè)鍵按下時(shí) : 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(shí) : ①一個(gè)非軸鍵按下時(shí) :READ_ PROT_ FLAG 加上 10H。 ②一個(gè) +X, + Y, + Z, + 一 X、一 Y、一 Z、一 4 鍵被按下時(shí) :READ_ PROT_ 22 FLAG 加上 20H ③兩個(gè)或兩個(gè)以上非互斥軸鍵同時(shí)被按下時(shí) :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(gè)軸鍵被按下。 ③ 02H:兩個(gè)或兩個(gè)以上非互斥軸鍵被按下。 TIMES_ FLAG:變量存在 4CH。 ① OlH: PA 有動(dòng)作。 ② 02H :PB 有動(dòng)作。 ③ 03H: PC 有動(dòng)作。 程序首先檢測(cè)上位機(jī)有沒(méi)有發(fā)信息過(guò)來(lái)，如果有就接收數(shù)據(jù)并且根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)顯示機(jī)床的狀態(tài)。沒(méi)有則開(kāi)始檢測(cè)鍵盤(pán)并處理按鍵事件并向上位機(jī)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(xì)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?yàn)楦鱾€(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)的功能均不一樣，所以每個(gè)按鍵燈的亮和暗的實(shí)現(xiàn)方法也不 盡相同，程序開(kāi)始時(shí)，將一些變量賦值給各個(gè) LED 燈，作為保存 LED的亮、暗的狀態(tài)?？梢詫?LED 亮燈分為 3種情況。如圖 313 23 圖 313 燈亮程序 (1)上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送信息，單片機(jī)接到數(shù)據(jù)信息后，改變 LED 燈變量的數(shù)值，等到程序運(yùn)行到亮燈子程序時(shí)亮燈。 (2)另一種情況是功能鍵，特點(diǎn)是按鍵被按下時(shí)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(gè)鍵是特殊情況，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鍵的按鍵燈因?yàn)榘存I的功能不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，所以不能同時(shí)點(diǎn)亮按鍵燈。程序處理這種按鍵的方法為 :按下一個(gè)按鍵就 給這個(gè)按鍵的按鍵燈變量賦值 1，同時(shí)給同它功能互斥的按鍵的按鍵燈變量賦值 0。其他機(jī)床功能按鍵燈處理如下 :當(dāng)按下一個(gè)按鍵時(shí)，程序就判斷原來(lái)的變量的數(shù)值，若為 OH 則將 01H 賦給這個(gè)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(lái)點(diǎn)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(gè)按鍵與其他的按鍵的燈不一樣。這幾個(gè)鍵被按下時(shí)，按鍵燈亮，按鍵松開(kāi)按鍵燈就會(huì)滅。因?yàn)檫@幾個(gè)按鍵是直接控制機(jī)床的軸，稱為軸鍵。在按下軸鍵時(shí)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(kāi)頭時(shí)，要檢測(cè) AXIS 一 FLAG，若不為零則說(shuō)明有軸鍵被按過(guò)、同時(shí)軸燈還是亮的，那么就清軸燈，讓它熄滅。 (1)選擇連接一個(gè)類(lèi)型 LED 燈的 8155 芯片，使其選中。 (2)設(shè)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(diǎn)亮。 （ 4）選擇連接到其他類(lèi)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(kāi)始時(shí)要調(diào)用接收 程序，如果正在接收則調(diào)用延時(shí)程序，單片機(jī)程序接收上位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的信息，如果延時(shí)程序已經(jīng)說(shuō)明接收時(shí)串口工作不正常，則不再接收，返回。如果接收到上位機(jī)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(cuò)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(jìn)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(duì)控制面板的功能和操作方法做了詳細(xì)的介紹，對(duì)單片機(jī)和上位機(jī)的通信協(xié)議做了詳細(xì)的分析。在硬件設(shè)計(jì)上，為了保證系統(tǒng)的溫定型，用了 MAX1232 芯片作為整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的看門(mén)狗。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)要用到大量的 I/O 端口，所以用了一些8155 芯片來(lái)擴(kuò)展 I/O，同上位機(jī)通信則用到了 MAX232 芯片。整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)模塊來(lái)編寫(xiě)，易于整理思路，使程序富有條理。 開(kāi)機(jī)后，上位機(jī)（ PC104)給單片機(jī)發(fā)送信息，單片機(jī)接收到信息后在控制面板上依靠 LED 顯示機(jī)床的狀態(tài)，用戶操 作時(shí)按控制面板上的按鍵以及轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)開(kāi)關(guān)，單片機(jī)向上位機(jī)發(fā)送信息告訴上位機(jī)用戶對(duì)機(jī)床的操作和對(duì)加工過(guò)程的一些配置。上位機(jī)根據(jù)下位機(jī)傳送的信息來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)行，與此同時(shí)也向單片機(jī)傳送必要的信息。 目前大量的嵌入式產(chǎn)品，如激光打印機(jī)， POS 機(jī)等等，依賴鍵盤(pán)或者小鍵盤(pán)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(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描，但是用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描的方法有助于縮減系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，并且修改靈活，非常方便。本系統(tǒng)的鍵盤(pán)掃描方法和代碼也可以用在其他類(lèi)似的系統(tǒng)上，僅僅需要根據(jù)項(xiàng)目的 不同特點(diǎn)、需要、做出少量修改即可。 由于匯編語(yǔ)言不是結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，其程序編寫(xiě)和調(diào)試較難，而且編寫(xiě)效率較低。而本系統(tǒng)的程序又非常大，寫(xiě)出來(lái)的源程序的可讀性和可移植性差。高級(jí)語(yǔ)言通用性好、功能強(qiáng)，且改變單片機(jī)型號(hào)時(shí)程序移植十分容易，在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中使用的越來(lái)越普遍。所以還可以用 C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。 29 致 謝 本設(shè)計(jì)和論文是在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，王老師在學(xué)術(shù)上以及技術(shù)上都有很深的造詣，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我很大的啟發(fā)。在畢設(shè)過(guò)程中，當(dāng)我遇到問(wèn)題時(shí)，老師總是很耐心的給我講解指導(dǎo)。在四 年大學(xué)中，我的學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)都離不開(kāi)各位老師的幫助，在此衷心地感謝各位老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。 30 參考文獻(xiàn) [1] 李琪 .基于 51系列單片機(jī)的 LED 顯示屏開(kāi)發(fā)技術(shù)（第二版 ） . 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