【正文】 基于 spwm 的電梯門機(jī)控制系統(tǒng)的研究 [D].吉林：吉林大學(xué) , 2021. [22] 林國棟 . 糧食水分在線檢測(cè)控制系統(tǒng)的研究 [D].沈陽：沈陽工業(yè)大學(xué) , 2021. [23] 沈永明 . 40 系列衛(wèi)星接收機(jī) MCU 電路的控制 [J]. 衛(wèi)星電視與寬帶多媒體 ， 2021(10)： 57?58. [24] 楊恢宏 . 配網(wǎng) PT 飽和諧振過電壓及消諧裝置的研究 [D].陜西：長安大學(xué) ， 2021. [25] 田海 . 基于 can 總線的鋼軌氣壓焊控制系統(tǒng) [D]. 四川：西南交通大學(xué) ， 2021. [26] 安靜 . 烤煙葉片物理性能參數(shù)測(cè)定技術(shù)與設(shè)備試驗(yàn)研究 [D].河南：河南農(nóng)業(yè)大學(xué) , 2021. [27] 馮磊 .醫(yī)院多功能情報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)的研究 [D].上海：上海交通大學(xué) , 2021. [28] 李成城 . 基于單片機(jī)的高精 度恒溫模糊控制系統(tǒng) [D].湖南：中南大學(xué) , 2021. [29] 張念文 . 基于 LabVIEW 的噴霧降溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [D].內(nèi)蒙古： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) ，2021. [30] 張海峰 ， 任愛鋒 ， 仝欣 ， 阮航 . 基于 MSP430 的心電采集系統(tǒng) [J]. 電子科技 ，2021(11)： 80?83. [31] 王曉旭 . 塑殼斷路器可靠性試驗(yàn)技術(shù)的研究 [D].河北： 河北工業(yè)大學(xué) ， 2021. [32] 高代軍 ， 肖長亮 ， 鄒德東 ， 吳北平 .對(duì)一根電纜帶兩個(gè)傳感器在分站上應(yīng)用的定性分析 [J]. 煤礦安全 ， 2021(11)： 61?63. 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKffwvGtYM*Jgamp。 感謝一起進(jìn)行課題研究的同學(xué)，他 們 認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，樂于助人的合作精 神，在共同的學(xué)習(xí)和研究生活中， 筆者 從他們那得到多啟發(fā)。在 筆者 做論文期間， 得到了王力老師給予的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷 ， 王老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的 工作 精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、敏銳的 專業(yè) 眼光、真誠寬厚的待人品德 、耐心細(xì)致的講解 態(tài)度 是 筆者 今后學(xué)習(xí)的榜樣 ，王老師的言傳身教使 筆者 終生受益 。 致 謝 在如今 本論文完成之際， 筆者 要衷心感謝在學(xué)習(xí)和生活中給予 筆者 幫助和支持的人們。 總之，通過 這次的 畢業(yè)設(shè)計(jì) ,筆者 深刻 了解 到要做好一 件 完整的事，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對(duì)待 需 要解決的問題，要 有 耐心、要善于運(yùn)用 自己 已有的資源來充實(shí) 和完善 自己。 在整個(gè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中， 筆者 遇 到了 很多的難題，但在 指導(dǎo) 老師和 同組 同學(xué)的幫助下 都 順利解決了 。 圖 54 輸入端狀態(tài) 由圖可見 ，此時(shí)輸入端 X0、 X X2 接地， X X X X X7 接 24V 電源，因此，對(duì)應(yīng)的 Y0、 Y Y2輸出接的燈不亮， 繼電器不 動(dòng)作， 電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，而 Y YY Y Y7 輸出接的燈應(yīng)該亮， 繼電器吸合 且電動(dòng)機(jī)工作。 圖 51 上電狀態(tài) 圖 52 編程狀態(tài) 圖 53 運(yùn) 行狀態(tài) 軟件仿真 根據(jù) PLC 集中采樣輸入、掃描、集中輸出的工作特點(diǎn) ，用 24V 電源和地來模擬高低電平，高電平輸入有效，低電平輸入無效來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)上電時(shí)，系統(tǒng)輸出 Y0?Y7為 0，電動(dòng)機(jī)不工作；當(dāng)狀態(tài)開關(guān)置編程時(shí)，通過撥動(dòng)輸入的開光自由將其連接 24V或地狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)將輸入 X0?X7 狀態(tài)保存，輸出 Y0?Y7 不變； 當(dāng)狀態(tài)開關(guān)置運(yùn)行時(shí)，此時(shí)單片機(jī)掃描輸入狀態(tài)，然后系統(tǒng)輸出 Y0?Y7為保存的 X0?X7 狀態(tài)，即相應(yīng)的輸出電路燈亮，電動(dòng)機(jī)工作。 軟件仿真調(diào)試 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ，即利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn) PLC 的基本功能，由于 PLC 的輸入輸出信號(hào) 由光耦隔離，因此其 抗干擾性 強(qiáng)，所以在本設(shè)計(jì)中 8個(gè)輸入，8個(gè)輸出都由光耦將其與單片機(jī)隔離開，而且，為了使仿真效果更加明顯，特地在輸出端繼電器之后接了電動(dòng)機(jī)，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，指定的燈會(huì)亮起，對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)將會(huì)工作 。 將 PLC的設(shè)計(jì)思想 和 實(shí)現(xiàn) 原理運(yùn) 用于單片機(jī) 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)， 縮短 了 系統(tǒng)的 開發(fā)周期，降低了系統(tǒng) 的 造價(jià)， 同時(shí) 具有良好的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)驗(yàn)室樣板的造價(jià)大約在 70 至 80元，遠(yuǎn)低于市場(chǎng)同類產(chǎn)品，具有很高的性能價(jià)格比，在一些要求不高，控制量不大的控制場(chǎng)合完全能夠滿足要求。實(shí)踐證明，用單片機(jī)仿真可編程序控制器是合理可行的。 翻譯軟件部分運(yùn)行圖片如 下 圖所示。 在邏輯翻譯之前和 邏輯翻譯 之后 將 系統(tǒng)程序分別 導(dǎo)入到輸出鏈表， 而 最后輸出的就是具備了完整 的 控制功能的程序。 在 這里用到了 I/O 映像區(qū)地址表和 通過 分離源文件操作數(shù)字段 Poprand[]的得到的 I/O 點(diǎn)標(biāo)號(hào) Poprand_1。多數(shù)已經(jīng)得到了目標(biāo)程序也就匯編代碼的操作碼字段和一個(gè)操作數(shù)字段， 剩下一個(gè)位地址字段等待確定。 在 當(dāng)遇到 OUT 指令時(shí)， 應(yīng)先 把 ldflag 清零，因?yàn)?OUT 指令 表示 了 一個(gè)邏輯回路的結(jié)束 。 (3) 需 保 存中 間結(jié)果的語句的翻譯 遇到 成組 串 并聯(lián) 的情況 ，需先將上一組邏輯的結(jié)果存入暫存區(qū)。 源文件操作碼字段 Popcode[ ]的翻譯分以下三種情況： (1) 目標(biāo)代碼地址固定的語句的翻譯 ORLD 0. 譯為 ORL C, ANDLD 0. 譯為 ANL C, 由于 這 類 指令中的位地址是不 會(huì)發(fā)生改 變的， 所以 翻譯是固定的， 是表示向 固定的暫存區(qū) 中 存入 組節(jié)點(diǎn)并聯(lián)時(shí)的中間結(jié)果 。 位尋址指令的特點(diǎn)決定了 在生成目標(biāo)程序的操作數(shù)字段 時(shí) ，邏輯量的暫存 要選取 程序狀態(tài)字 PSW 的最高位Cy。然后取出 Poprand 字段的第二個(gè)字符 Poprand[1]存入變量 Poprand_1，該字段表示了 I/O 點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。 在翻譯的時(shí)候 ， 映像表中 的 取用地址 由 我們通過源文件鏈表節(jié)點(diǎn)中的 I/O 點(diǎn) 的 類型來決定，再結(jié)合輸入點(diǎn)號(hào)最終唯一確定一個(gè)位地址 將 作為程序地址。 通過 輸入映像區(qū)表和輸出映像區(qū)表的初始化 來觀察表示方法 ： Iadress Ibit[8]= { {\0,0}, {\0,1}, {\0,2}, {\0,3}, {\0,4}, {\0,5}, {\0,6}, {\0,7}, }。 }Iadress。 讀取指令表文件 翻譯模塊 51函數(shù)庫 51程序 PLC函數(shù)庫 51編譯器 51連接器 符號(hào)轉(zhuǎn)換器 二進(jìn)制代碼 首先建立輸入映像區(qū)地址表和輸出映像區(qū)地址表，表結(jié)構(gòu)定義如下： typedef struct IBitadress { char *b。 具體方法是：先確定 PLC 助記符指令語句與匯編語句組的 對(duì)應(yīng) 關(guān)系，翻譯時(shí)派發(fā)地址即可。 開始 程序編輯 文件掃描 錯(cuò)誤檢查 邏輯翻譯 結(jié)果輸出 下載 程序運(yùn)行 N Y 監(jiān)控 圖 42 錯(cuò)誤檢查模塊 軟件設(shè)計(jì)的思路是設(shè)計(jì)翻譯程序?qū)⒅浄绦?.PLC 翻譯成為匯編語言程序 .ASM。翻譯是通過I/O 映像區(qū)地址表的建立，操作數(shù)字段操作數(shù)類型與標(biāo)號(hào)的分離，操作碼字段翻譯，I/O 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位地址的確定等幾個(gè)階段完成的。 圖 41 系統(tǒng)運(yùn)行圖 翻譯程序設(shè)計(jì) 整個(gè)翻譯程序共分為四個(gè)模塊：文件掃描模塊、錯(cuò)誤檢查模塊、邏輯翻譯模塊、結(jié)果輸出模塊。在每個(gè)循環(huán)的開始調(diào)用 MOV P2,0FFH 和 MOV 20H,P2 兩條指令讀取輸入口的狀態(tài)，由于系統(tǒng)邏輯運(yùn)算部分設(shè)計(jì)為高電平有效，而輸入狀態(tài)掃描設(shè)計(jì)為低電平有效，所以當(dāng)我們采集輸入點(diǎn)信息并讀入輸入映像區(qū)后，首先要將輸入映像區(qū)的值全部取反，再進(jìn)行邏輯運(yùn)算。由于單片機(jī) 的 并行口 在上電復(fù)位后都為高電平， 因 而 設(shè)計(jì) 輸出為高電平有效，因而在程序運(yùn)行剛 開始 的時(shí)候， 首先 向輸出口 P2寫“ 1”，將輸出口電平拉低。 圖 37 光隔離輸入 圖 38 光電隔離輸出 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 軟件的設(shè)計(jì)思想是： 編制的助記符指令 被編程 軟件 翻譯為 單片機(jī) 的匯編語言， 通過文本編輯軟件 ， 用戶只需建立助記符程序源文件并 將其 存為 .PLC 格式，即可直接運(yùn)行翻譯程序進(jìn)行翻譯，生成 .ASM 格式的文件，再通過匯編器的編譯后生成目標(biāo)碼 .HEX 文件，最后裝入單片機(jī)。又由于光 電 耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力 [31]。由于單片機(jī) I/O口的驅(qū)動(dòng)電流 比 較弱， 達(dá)不到 繼電器吸合電流的 參數(shù)要求，所以 為 使 繼電器 動(dòng)作 ， 需 要采用 三極管驅(qū)動(dòng) 。 而對(duì)應(yīng)的 T2OUT引腳則接到九孔插座的 2號(hào)孔， R2IN引腳接到九孔插座的 3號(hào)孔。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v） 屬于 供電 是 第三部分 。第二數(shù)據(jù)通道 由 8 腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT） 組成 。 由 1 1 1 14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道 構(gòu)成 第二部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道 。根據(jù)電路設(shè)計(jì)規(guī)范和 AT89S52芯片手冊(cè)，設(shè)計(jì) 晶振 電路與復(fù)位電路如 圖 32： 圖 31 復(fù)位電路及晶振電路 圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) RST連接單片機(jī) RST引腳，具有上電復(fù)位與手動(dòng)復(fù)位的功能； XTAL1與 XTAL2連接單片機(jī) XTAL1和 XTAL2引腳，且 同時(shí) 并聯(lián)兩個(gè) 30pF的 匹配電容使晶振起振 ，從而 設(shè)計(jì)出如下圖所示的單片機(jī)最小系統(tǒng)圖： 圖 33 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 通信單元硬件設(shè)計(jì) 如圖所示， MAX232有 16個(gè)引腳 ： 圖 34 MAX232引腳 由 6 腳和 4只電容構(gòu)成 第一部分電荷泵電路 。 AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路 用最少的元器件建立并能使單片機(jī)正常工作的電路，稱為單片機(jī)的最小系統(tǒng)圖，要使單片機(jī)按照設(shè)計(jì)要求正常工作，完整單片機(jī)最基本的工作要求，考慮到系統(tǒng)無需精確地定時(shí)功能，且為了方便串口通信波特率的計(jì)算，采用 統(tǒng)時(shí)鐘。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入端及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端 。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 Vcc,內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令則 由 CPU執(zhí)行。 EA/VPP—— 訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào) ， 為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令 ， EA端必須 接 GND[26]。 PSEN—— 表示程序存儲(chǔ)啟用信號(hào) 。 當(dāng) 必要時(shí) ，可 置位 特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH單元的 D0位 來 禁止 ALE操作 ， 該位置位后，只有 MOVX和 MOVC指令才能將 ALE激活 [25]。 然而要 注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖 [24]。 訪問外部程序 或數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 的時(shí)候 ，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié) [22]。當(dāng) 晶振 工作 復(fù)位器件 時(shí)， RST引腳 持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期以上高電平將 使 單片機(jī)復(fù)位 [21]。 表 端口引腳第二功能 端口號(hào) 第二功能 RXD（ 串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外， 用于 FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的一些控制信號(hào) 也由 P3口接收。 用作 輸入 口 時(shí)， 由于外部下拉為低電平 而內(nèi)部上拉 ， P3口將輸出電流（ ILL） 。 P3口： 一個(gè) 8位 帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口 ， P3輸出緩沖器 可以接收輸出 4個(gè) TTL邏輯電平 [18]。 在 讀 出地址“ 1” 時(shí)，利用內(nèi)部上拉 電阻的 優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 當(dāng)做 輸入 口 使用時(shí)， 因?yàn)?內(nèi)部電阻 上拉， 外部 把引腳下拉為低電平 ，電流（ IIL） 被 輸出 [19]。 P2口：一個(gè) 8位雙向 I/O口， 內(nèi)部 提 供 上拉電阻 ， 其 輸出緩沖器 可以 驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯電平 [16]。 當(dāng)做 輸入 口 使用時(shí)， 因?yàn)?內(nèi)部電阻 上拉， 外部 把引腳下拉為低電平 ， 電流（ IIL） 將 被 輸出 [19]。 P1口：一個(gè) 8位雙向 I/O口 ， 內(nèi)部 提供 上拉電阻 ， 其 輸出緩沖器 可以 驅(qū)動(dòng) 的 TTL的邏輯電平 為 4個(gè) [18]。 當(dāng) FLASH編程時(shí)， P0口 用于 指令字節(jié) 的 接收 ；在程序校驗(yàn)時(shí)，用來 輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 和 外部程序 時(shí)， 把 P0口 當(dāng)做 低 8位 的 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用 [16]。 當(dāng)做 輸出口 使用時(shí) ，每位 I/O口 可以 驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL的 邏輯電平。 相較于 Atmel 公司的前代產(chǎn)品 AT89C51/C52， AT89S 系列單片機(jī)芯片上有 ISP 可編程接口，具有從 PC 機(jī)下載目標(biāo)程序到用戶板的功能，學(xué)習(xí)者只需一