【正文】 ，價格便宜，操作方便，自動化水平高等功能特點。 Cutting machine。 Photoelectric sensor目 錄第1章 緒 論 1 述 1 1 1 2 3 3第2章 系統(tǒng)總體方案的論證 4 4 系統(tǒng)方案論證 5 系統(tǒng)的組成 6第3章 系統(tǒng)硬件電路設計 9 主控芯片89C52 9 89C52簡介 9 89C52的性能參數(shù) 9 89C52的引腳及功能 10 單片機最小系統(tǒng)設計 11 11 復位電路 12 單片機最小系統(tǒng)電路 13 電源電路 13 看門狗電路 14 并行輸入輸出接口 19 8255A簡介 19 功能特性 19 19 8255A與單片機的電路連接 22 22 22 24 25 26 顯示電路 28 LED顯示器結構與原理 28 LED顯示方式 29 30 31 狀態(tài)檢測與電機控制電路 31 31 32第4章 系統(tǒng)軟件的設計與調試 34 8255端口地址及內存地址分配 34 34 36 36 36 37 38 39 系統(tǒng)軟件的調試 40 子程序的調試 40 程序流程的調試 41 整個程序的連調 41第5章 結 論 42參考文獻 43致 謝 44附 錄Ⅰ 45附 錄Ⅱ 58附 錄Ⅲ 60第1章 緒 論 述隨著科學的不斷發(fā)展進步，自動化技術日趨成熟，并且被廣泛應用于醫(yī)學，辦公，生產(chǎn)等許多領域。采用自動化機械設備進行生產(chǎn)加工可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約勞動力，降低勞動難度和強度，改善和提高設備的安全性和可靠性。剪板機定義：剪切板料的剪切機，屬于鍛壓機械中的一種，主要作用就是金屬加工行業(yè)中應用比較廣泛的一種剪切設備，它能剪切各種厚度的鋼板材料。在金屬板材制品加工過程中，剪板作為金屬板材加工生產(chǎn)中的一道重要的加工工序，其自動化程度決定了板材加工的精度與效率，自動剪板機即是一種按用戶要求將大塊金屬板材進行剪切，并由送料車運送到下一工序的自動化加工設備。在汽車、航空航天、電子和家用電器領域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化和覆蓋件大型一體化。剪板機不僅用于機械制造業(yè)，還是金屬板材配送中必不可少的設備，應用范圍特別廣。安全性和剪切角度不可調整是剪板機的致命缺點，故除小規(guī)格剪板機外，液壓剪板機獨領天下的格局已經(jīng)成為不爭的事實。數(shù)控液壓剪板機除速度、行程可調外，剪切角度自動調整機構和刀片的間隙調整機構的開發(fā)與實用化，使其具備了進入板材加工中心和板材加工的領先地位。當前，數(shù)控液壓剪板機普遍采用整體焊接的結構，經(jīng)時效處理的機架，具有良好的強度、剛度和精確保持性；采用集成式液壓傳動伺服驅動，提高了機床運行的可靠性；剪切角度的自動調整機構和刀片自動調整機構，根據(jù)被剪板料的材質、厚度，可自動完成剪切角度，刀片間隙的調整；根據(jù)剪切長度，可自動調節(jié)剪切行程和板料的位置；此外，可配備前送料系統(tǒng)或托料裝置，集送料、卸料于一體，有效地提高設備的自動化程度。直角剪板機刀架上裝有互成直角的兩條刀片，可以剪切出任意尺寸的矩形板料，并可在大張板料上套載下料。數(shù)控直角剪板機與數(shù)控轉塔沖床、數(shù)控板料折彎機可組成板料加工中心。中瑞合資江蘇亞威愛頗特鍛壓機床有限公司，它是與瑞士SMS公司共同投資建立的合資公司。以泰安華魯鍛壓機械有限公司制造的來說，其主要性能為：1）機器為全鋼焊接機構，液壓上傳動，振動消除應力，機器強度高、剛性好。擺式剪板機的上刀架在剪切過程中繞一固定軸線作圓弧擺動，通過杠桿作用，支點受力小，可提高剪切刃壽命、機器壽命，整機結構緊湊，并能無極調節(jié)上刀架的行程量，大大提高工作效率。上下刀片刃口間隙調整由指示牌指示，調節(jié)輕便快捷。4）采用先進的集成式液壓系統(tǒng)，可靠性好。近年設計制造的許多產(chǎn)品，其技術性能指標已經(jīng)接近或達到世界先進水平，在宜人性方面也取得了長足進步。因此，我國剪板機行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應對當前的機遇和挑戰(zhàn)。采用計算機控制方法，是剪板機控制未來發(fā)展的重要方向。 是應現(xiàn)代企業(yè)要求而研制的，是一種經(jīng)濟實用型數(shù)控系統(tǒng)。本課題設計內容：采用單片機89C52 作控制器，通過位置檢測開關，檢測剪板機各工序的狀態(tài)，自動控制剪板機的工作，同時進行剪切計數(shù)，實現(xiàn)機械加工多工序的自動化控制。從而提高工業(yè)自動化程度。該自動剪板機是按用戶要求將大塊金屬板材進行剪切，并由送料車運送到下一工序的自動化加工設備，廣泛應用于金屬板制品加工企業(yè)。SQ2SQ4剪切片SQ3板料LSQ1SQ7光開關工作臺板料SQ5鐵軌控制電動機運料小車SQ6 自動剪板機原理結構和檢測元件安裝位置圖自動剪板機系統(tǒng)工作流程：啟動時，先檢查限位開關SQ6的狀態(tài)。當板料碰到行程開關SQ1 時，送料停止，同時啟動壓塊電動機，使壓塊壓下，壓塊上限開關SQ2 閉合。剪好的板料由光電檢測開關SQ7作計數(shù)取樣。卸載后，再起動運料小車左行，返回到剪板機下，進入下一車的工作循環(huán)。由送料機構電動機將下一塊待剪板料自動輸送到位；。由一臺電動機控制剪切刀實施；。（1）繼電器控制方式傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器接觸器控制，早期在國內的一些生產(chǎn)廠家中，對剪板機的生產(chǎn)工藝和控制要求還不是很高。繼電器、接觸器的控制中由于多為機械的簡單控制，在實際的使用中容易發(fā)生故障，且連線十分復雜，出現(xiàn)故障很不方便查找故障源。 （2）PLC為控制器的控制方式采用PLC作為控制核心，由于PLC本身就是一個獨立的控制設備，則不需要設計和制作輸入/輸出接口電路和放大電路。由于PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比，具有設計、安裝、接線、調試工作量小，研制周期短，可靠性高，抗擾能力強，故障率低，對工作環(huán)境要求不高，維護方便等一系列優(yōu)點，因此在不少的剪板機的控制上采用PLC作為控制器。單片機微處理器控制系統(tǒng)具有以下特點：1）可靠性好：單片機是按照工業(yè)控制要求所設計的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令及常數(shù)據(jù)都燒寫在ROM內，因此可靠行高。而測量儀器中的誤差修正、線形化問題也迎刃而解。隨著信息科學技術日新月異的發(fā)展，以通信技術為代表的電子信息類專業(yè)知識更新尤為迅猛。隨著單片機技術的廣泛應用，新型單片機、存儲器及其應用技術不斷涌現(xiàn)。近些年來，隨著單片機檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應用日趨成熟、應用領域日趨擴大，特別是工業(yè)測控、尖端武器和日用家電等領域更是因為有了單片機而生輝增色，不少設備、儀器己把單片機作為核心部分。剪板機是一種很普遍的機械工藝，但是采用不同的控制方式和手段，就會有不同的效果，而且?guī)聿煌纳a(chǎn)效率，從而還會帶來不同的生產(chǎn)效益。通過上面的論述和比較，本控制系統(tǒng)采用單片機作為控制核心，從而使剪板機的性能價格比產(chǎn)生新的突破。，系統(tǒng)擴展2 個并行I/O接口擴展芯片8255A，1號8255A作鍵盤、顯示器的接口，2號8255A作工作狀態(tài)采樣輸入、外控輸出和聲光報警的接口 。 89C528255A（1）8255A（2）鍵盤電路顯示電路電機控制輸出聲光報警工作狀態(tài)采樣信號電機過載檢測測計數(shù)采樣電路輸入電源電路 復位電路各組成部分的功能作用如下：（1）控制器本控制系統(tǒng)在設計上選用AT89C52單片機為控制器。89C52芯片則采用CHMOS工藝，CHMOS工藝是COMS和HMOS的結合，而MCS51系列芯片只采用了HMOS工藝。89C52在功能增加了待機和掉電保護兩種工作方式，以保證單片機在掉電情況下能以最低的消耗電流維持。并且隨著集成技術的提高，89C52系列片內程序存儲器的容量也越來越大，目前已有64KB的芯片了。所以本設計方案采用功能很強大的AT89C52單片機做控制器。1號8255A用于做鍵盤和顯示器的接口。該鍵盤為3*4非編碼鍵盤，其中0至9為10個數(shù)字鍵，2個功能鍵分別為清零鍵和確認鍵。 （3）2 號8255A。PA口的PA0~PA5與檢測系統(tǒng)工作狀態(tài)的限位開關SQ1~SQ6連接（通過光電耦合器隔離、耦合），將現(xiàn)場信號取樣、處理，傳送給89C52；PB口的PB0~PB4作外控輸出，通過型號為SP1110 的雙向晶閘管光電耦合器控制接觸器KM1~KM5，從而對運料小車、送料機構、壓塊、剪切的四臺電動機實施控制；PC口的PC0~PC3及PC7 作聲光報警輸出。~， CPU讀取其狀態(tài)，當某臺電動過載時，發(fā)出相應的控制指令，迅速切斷電機電源，并發(fā)出聲光報警信號。系統(tǒng)中需要+5V，177。15V工作電源，為系統(tǒng)供電。系統(tǒng)擬采用光電檢測開關對剪切落入料車的板料進行計數(shù)，板料落入料車時，照射到光電三極管基極的光源被隔斷，三極管集電極為高電平，經(jīng)反相器輸出一低電平，經(jīng)INT0申請一次中斷；當CPU響應中斷時，進行一次加1計數(shù)，并將數(shù)值與給定值比較；當二者相等時，表明料車上板料已裝滿，暫停剪板機，起動料車將板料送往下一工序。對于自動剪板機這一控制對象來說，該芯片的性能價格比相對8031，8051 等單片機要優(yōu)越得多。另外， AT89C52 被設計以靜態(tài)邏輯為操作下來對零的頻率和2個外部中斷源。 掉電方式保存RAM 內容但結冰擺動器，使所有其它芯片失去能力及作用直到下個硬件重新設置?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。主要性能參數(shù)：1． 與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容2． 8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃速存儲器3． 1000次擦寫周期4． 全靜態(tài)操作：0HZ—24MHZ5． 三級加密程序存儲器6． 256*8字節(jié)內部RAM7． 32個可編程I/O口線8． 3個16位定時/計數(shù)器9． 6個中斷源10．可編程串行UART通道11．低功耗空閑和掉電模式12．片內振蕩器和時鐘電路 89C52的引腳及功能當P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。在FIASH編程時,P0 口作為原碼輸入口,當FIASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內部上拉電阻拉高,且作為輸入。這是由于內部上拉的緣故。在給出地址“1”時,它利用內部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。當振蕩器復位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次/PSEN有效。EA/VP：當/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH）,不管是否有內部程序存儲器。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。如采用外部時鐘源驅動器件,XTAL2應不接。 單片機最小系統(tǒng)設計單片機的時鐘信號用來提供單片機片內各種微操作的時間基準，時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內部振蕩和外部振蕩。在本系統(tǒng)中，采用內部方式時。該電路簡單，所獲得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實際使用中常采用這種方式。單片機的復位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要RESET引腳上出現(xiàn)兩個機器周期時間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復位，但如果RESET引腳上持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。復位操作有兩種情況，即上電復位和手動(開關)復位。電路中電容C充電，當復位鍵按下后，電路有電流流過，構成回路，在電阻R1上產(chǎn)生壓降，RESET引腳為高電平，按鍵能保證RESET引腳上提供10ms以上的穩(wěn)定高電平。當RESET從高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅瑔纹瑱C從0000H地址開始執(zhí)行程序。 單片機最小系統(tǒng)電路。在本設計中，單片機控制系統(tǒng)需要+5V的電源，此驅動電源電壓由外部電源轉換器電路提供。當外接220V交流電壓時，通過變壓器繞組轉換成9V交流電壓，經(jīng)過整流橋的整流作用，將9V交流電轉換成9V左右的直流電。 看門狗電路在由單片機構成的微型計算機系統(tǒng)中，由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，會造成整個系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預料的后果?？撮T狗電路可以使單片機在無人狀態(tài)下實現(xiàn)連續(xù)工作，其工作原理是：看門狗芯片和單片機的一個I/O口引腳相連，該I/O口引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平（或低電平），這一程序語句是分散地放在單片機其他控制語句中間的，一旦單片機由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進入死循環(huán)時，寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行，這個時候，看門狗電路就會由于得不到單片機送來的信號，便在它和單片機復位引腳相連接的引腳上送出一個復位信號，使單片機發(fā)生復位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行，這樣便實現(xiàn)了單片機的自動復位。X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程控制電路。X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。X5045的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口，共有4096個位，可以按512 x 8個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。