第a章單片機實現(xiàn)順序控制

1、單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐第第10章章 51單片機實現(xiàn)順序控制單片機實現(xiàn)順序控制按照規(guī)定的順序依次完成各種操作的控制系統(tǒng)稱為順序控制。順序控制采用按時間順序或邏輯順序進(jìn)行控制的開環(huán)控制方式。能輪流顯示不同顏色和不同圖案的廣告霓虹燈是順序控制系統(tǒng)的一個簡單例子。順序控制器一般用于生產(chǎn)過程的開關(guān)量控制、動力設(shè)備的起動和停止、加熱或冷凍設(shè)備的接通和斷開、信號燈的亮與滅等都是開關(guān)量信號。生產(chǎn)線、自動機床和各種設(shè)備都有許多開關(guān)量信號需要順序控制。因此，順序控制器廣泛應(yīng)用于機械、冶金、電力、石油、化工、煤炭、建材、紡織、輕工和國防等部門?，F(xiàn)在實現(xiàn)順序控制主要是采用可編程控制器（英文縮寫PC）利用它可以方便地

2、編制程序，使工業(yè)設(shè)備實現(xiàn)順序控制。美國在1969年研制成世界上第一臺可編程序控制器。此后可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：采用固定（硬）布線方式，以代替電磁繼電器盤；以邏輯控制為主，采用不固定（軟）布線方式，在此之前這類控制器又稱可編程邏輯控制器；采用內(nèi)部裝有程序的存儲器，程序變動十分容易的單片機實現(xiàn)。1985年生產(chǎn)的可編程序控制器已普遍采用單片機技術(shù)，它除了存儲容量小、輸入輸出通道以開關(guān)量為主和編程語言不同外，與一般單片機系統(tǒng)十分相似?？删幊炭刂破鞑捎锰菪螆D、語句表設(shè)計順序控制程序。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.1 梯形圖梯形圖 10.1.1 梯形圖簡介梯形圖簡介一個梯形圖由左邊一條垂直向

3、下的線及若干條與之相交并向右延伸的分支線組成。下圖表示的是一個梯形圖。左邊的線稱為母線，相當(dāng)于電氣控制線路中的電源線。分支線稱為回路，在回路上有常開或常閉觸點的串聯(lián)或并聯(lián)。如果觸點ON（閉合），從母線來的“能流”就可以通過該觸點；若觸點OFF（斷開），則“能流”不能通過。若“能流”通過一系列串或并的觸點到達(dá)了繼電器線圈（指令），則其被通電，否則，線圈不能通電。習(xí)慣上線圈被通電也稱為線圈得電，線圈不能通電也稱為失電。從計算機程序設(shè)計的角度，分支線回路也稱為指令行，常開、常閉觸點可認(rèn)為是沿指令行設(shè)置的條件，這些條件的邏輯組合（“與”對應(yīng)觸點串聯(lián)，“或”對應(yīng)觸點的并聯(lián)），可以決定右邊指令的執(zhí)行結(jié)果（

4、如線圈通電(得電)或斷電（失電）。n0n1n3n3step1step2step2step3step1step3step1step2.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐指令行上垂直的一對線稱為條件（即觸點），無斜線穿過的條件稱為常開條件（NO，常開觸點），有斜線穿過的條件稱為常閉條件（NC，常閉觸點），每個條件上或下標(biāo)注的數(shù)字或符號表示指令的操作數(shù)位（繼電器觸點、輸入信號等）。梯形圖右側(cè)是指令（繼電器線圈），該指令的狀態(tài)（得電、失電、執(zhí)行或不執(zhí)行）由左側(cè)的條件來決定。常開觸點閉合，則該觸點為1；常開觸點斷開，則該觸點為0。常閉觸點閉合，則該觸點為0；常閉觸點斷開，則該觸點為1。例如，前圖中線圈step1得

5、電的條件是n0=1、n3=0、step2=0、step3=0。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.1.2 基本術(shù)語基本術(shù)語（1）常開/常閉條件梯形圖中每個條件是否為ON或OFF，取決于分配給它的操作數(shù)位的狀態(tài)。如果操作數(shù)位是“1”，則常開條件是閉合（ON），常閉條件是斷開（OFF）；如果操作數(shù)位是“0”，則常開條件是斷開（OFF），常閉條件是閉合（ON）。若把操作數(shù)位理解為軟繼電器（不是實際的繼電器，是一個可以保存繼電器狀態(tài)的存儲單元），則有如下結(jié)論：若操作數(shù)位是“1”，則繼電器線圈通電，繼電器的常開觸點閉合（ON），常閉觸點斷開（OFF）。若操作數(shù)位是“0”，則繼電器線圈斷電，繼電器的常開觸點斷開

6、（OFF），常閉觸點閉合（ON）。例如圖10-2中，n0=1，則step1的線圈得電，使step=1；而n0=0，則step1的線圈失電，使step1=0。n1=0，則step2的線圈得電，使step2=1；而n1=1，則step2的線圈失電，使step2=0；ste p 1ste p 2n 0n 1.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（2）執(zhí)行條件在梯形圖中，一條指令前面的常開、常閉等條件的邏輯組合產(chǎn)生了執(zhí)行條件，對于繼電器線圈類的指令，執(zhí)行條件為ON（執(zhí)行條件具備），對應(yīng)線圈得電；而執(zhí)行條件為OFF（執(zhí)行條件不具備），對應(yīng)線圈失電。對于功能性指令，執(zhí)行條件為ON（執(zhí)行條件具備），則對應(yīng)功能指令的執(zhí)行

7、；而執(zhí)行條件為OFF（執(zhí)行條件不具備），對應(yīng)功能指令不執(zhí)行（3）操作數(shù)位輸入或輸出信號（I/O位）、指令（繼電器）狀態(tài)、定時器/計數(shù)器等都可以是梯形圖中的條件。（4）梯級各種常開、常閉條件的一個邏輯組合又稱為一個梯級。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.1.3 常用梯形圖程序常用梯形圖程序梯形圖程序可以用C語言描述，下面介紹常用梯形圖程序以及他們的C語言描述。在C語言描述中，變量n0、n1等是按鈕，而step0、step1等是繼電器。1.單繼電器線圈控制程序“失電優(yōu)先”和“得電優(yōu)先”電路如圖所示，其中a是失電優(yōu)先電路，圖b是得電優(yōu)先電路。圖中n0是起動按鈕、n1是停止按鈕。若是兩個按鈕同時按下，若是

8、step1=1則為得電優(yōu)先，若是step1=0，則為失電優(yōu)先。n0n1step1step1.n0n1step1step1.a)b)常開按鈕是正邏輯，有效（動作）狀態(tài)是1，若用n0表示常開按鈕，則用原變量n0表示；表示沒有動作時n0=0。常閉按鈕是負(fù)邏輯，有效（動作）狀態(tài)是0，若用n1表示常閉按鈕，則應(yīng)該用反變量！n1表示，表示沒有動作時！n1=1。采用C語言描述：失電優(yōu)先：if(n0|step1)&!n1)step1=1elsestep1=0;得電優(yōu)先：if(n0|（step1&!n1）)step1=1elsestep1=0;單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐2.多繼電器線圈控制程序多繼

9、電器線圈控制有多種方法，右圖是可以同時控制4個繼電器線圈的電路圖，其中n0是起動按鈕，n1是停止按鈕。采用C語言描述：if(n0|step1)&!n1)step1=1；step5=1;step9=1;step13=1;elsestep1=0；step5=0;step9=0;step13=0;step1step5step9step13step1n0n1.圖10-4多繼電器線圈控制單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐3.多地控制程序下圖是兩個地方控制一個繼電器線圈的程序。其中n0和n1是一地的起動與停止按鈕，n2和n3是另外一地的起動與停止按鈕。采用C語言描述：if(n0|n2|step1)&

10、!n1&!n3)step1=1;elsestep1=0;step1step1n2n0n1n3.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐4.互鎖控制程序下圖是三個梯級互鎖的電路。其中n0、n1和n2是起動按鈕，n3是停止按鈕。采用C語言描述：if(n0|step1)&!n3&!step2&step3)step1=1;elsestep1=0;if(n1|step2)&!n3&!step1&step3)step2=1;elsestep2=0;if(n1|step3)&!n3&!step1&step2)step3=1;elsestep3=

11、0;n0n1n2n3n3n3step1step2step3step1step2step3step1step2step3step1step2step3.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐5.互控程序下圖所示的互控電路中，n0、n1和n2中任意一個閉合，就可以起動step1、step2和step3中對應(yīng)的一個，同時關(guān)閉其它兩個。若n0、n1和n2同時按下時，可以同時使step1、step2和step3得電。采用C語言描述：if(n0|(step1&!step3&!step2)&!n3)step1=1；elsestep1=0;if(n1|(step2&!step1&!s

12、tep3)&!n3)step2=1；elsestep2=0;if(n2|(step3&!step1&!step2)&!n3)step3=1；elsestep3=0;ste p 1ste p 2ste p 3ste p 1ste p 2ste p 3ste p 1ste p 1ste p 3ste p 2ste p 2ste p 3n 0n 1n 2n 3n 3n 3.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐6.順序起動程序順序控制電路如圖所示，該梯形圖中，只有step1運行了，step2才能運行，只有step1和step2運行了step3才能運行，圖中n0是step1的起動按鈕

13、，n1是step2的起動按鈕,，n3是step3的起動按鈕，n4是總停止按鈕。采用C語言描述：圖10-9周期脈沖電路if(n0|(step1&!step3&!step2)&!n3)step1=1;elsestep1=0;if(n1|(step2&!step1&!step3)&!n3)step2=1;elsestep2=0;ste p 1ste p 2ste p 3ste p 1ste p 1ste p 2ste p 3ste p 1ste p 2n 0n 1n 2n 3n 3n 3.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐7.脈沖電路（1）周期脈沖電路下圖所示的

14、就是周期脈沖電路，就是用時鐘控制位輸出時鐘脈沖的程序，時鐘控制位就是每隔0.1s、0.2s和1s閉合常開觸點的控制位。，其中t01、t02、t1是時間控制的常開觸點。用C語言實現(xiàn)脈沖周期電路：（a）用定時器產(chǎn)生50ms的中斷，（用12MHz的時鐘，定時器0計數(shù)50000次，則產(chǎn)生50ms的中斷），定時器0初始化語句如下：step1step2step3t01t02t1.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐TMOD=0 x01;/定時器0，M1,M0=01（模式1），gate=0（外中斷不起作用）,C/T=0TH0=0 x3c;/設(shè)置TH初值0 x3cb0=65536-50000=15536，50ms中斷一次

15、，每秒20次中斷TL0=0 xb0;/TL初值TR0=1;/啟動定時器0ET0=1;/設(shè)置中斷使能寄存器，允許定時器0中斷EA=1;/允許所有中斷（b）在中斷服務(wù)程序中，用全局變量（時鐘控制位）產(chǎn)生需要時間間隔的循環(huán)。voidtimer0()interrupt1/定時器中斷服務(wù)程序TH0=0 x3c;/重置定時器0初值TL0=0 xb0;/重置定時器0初值t01+;if(t011)t01=0;/時鐘控制位t01，0-1-0-1定時間隔為0.1st02+;if(t023)t02=0;/時鐘控制位t02，0-1-2-3-0-1-2-3-0定時間隔為0.2st03+;if(t0319)t03=0;/

16、時鐘控制位t1。0-1-2-3-18-19-0定時間隔為1s單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（c）寫C語言實現(xiàn)的梯形圖程序如下是主程序中的時鐘控制位控制語句，語句中使被控繼電器的得電與失電時間各占1/2。while(1)if(t01)step1=1;elsestep1=0;/時鐘控制位t01控制step1的得電與失電if(t021)step2=1;elsestep2=0;/時鐘控制位t02控制step2的得電與失電if(t0310)step3=1;elsestep3=0;/時鐘控制位t03控制step3的得電與失電（2）1分鐘脈沖在中斷程序中，使定時器產(chǎn)生50ms為周期的中斷，則每中斷20次，使變量t

17、min加1，則中斷1800次，則產(chǎn)生每分鐘為周期的脈沖。主程序中，若是需要得電30分鐘，則C語言程序如下：nn+;/每次中斷，變量nn加1if(nn=20)/如果中斷20次，定時為1秒nn=0;tsec+;/每秒鐘，變量tsec加1if(tsec59)/如果中斷1200次，則產(chǎn)生1分鐘定時信號tsec=0;tmin=1elsetmin=0；主程序中，若是需要step7每分鐘得電一次，則C語言程序如下：if(tmin30)step7=1;elsestep7=0;step7tmin.圖10-101分鐘脈沖程序單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（3）上升沿微分上升沿微分程序利用微分功能，對工作位n0的上升沿（

18、斷開變?yōu)榻油ǎ┻M(jìn)行微分，在上升沿出現(xiàn)瞬間，工作位n0=1，使step1得電，然后等待t0增加，定時器0每中斷一次，t0增加1，當(dāng)t0大于3時，step1失電，所以step1得電時間內(nèi)為1，step1為1的時間就是微分時間。定時器0中斷服務(wù)程序中：t0+;/每次中斷t0加1if(t04)t0=4;/若是t0大于4，保持t0為4主程序中：if(n0=0)t0=0;/按鈕斷開時，t0變量保持為0。if(n0=1|step1)&!time0)/若是n0=1同時time0=0時，step1得電step1=1;elsestep1=0;/若是time0=1時，step1失電if(t03)time0=

19、1;elsetime0=0;/若是t03，time0為1，使step1失電n0step1t0n0time0step1step1.time0t03.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（4）極窄脈沖可以利用程序順序執(zhí)行的特點產(chǎn)生極窄脈沖，極短脈沖的C程序如下：if(n0=0)step2=0;/輸入信號n0=0，使step2=0，為產(chǎn)生窄脈沖做準(zhǔn)備if(n0|step1)&!step2)/如果輸入信號n0=1，同時step2為0時，則step1為1step1=1;elsestep1=0;/如果輸入信號為0，則step1為0if(step1|step2)/如果step1為1則step2為1，step2=

20、1;elsestep2=0;/否則step2為0由于step2為1，所以當(dāng)程序再次循環(huán)執(zhí)行時，step1的得電條件不成立，所以step1為0，這樣在一個while（1）循環(huán)中，step1=1。圖（a）顯示的是C語言描述的梯形圖，n0step2step1step1.step1n0step2step2.DFF.n0step1.(a)(b).(c)n0step1step2單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐8.定時計數(shù)程序（1）單按鈕起停程序單按鈕起停程序下圖，該電路中使n0接點接通一次，使step3得電并自鎖，再使n0接點接通一次，可以使step3失電。程序中使用了微分功能，就是對n0的上升沿進(jìn)行微分，使st

21、ep1短時間得電輸出微分脈沖，計數(shù)器對step1得電次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，計第一個數(shù)時使step3得電自鎖，再計一個數(shù)時使step3失電。C程序如下：if(n0=0)step2=0;/微分程序開始if(n0=1|step1)&!step2)step1=1;elsestep1=0;if(step1|step2)step2=1;elsestep2=0;/step1是微分輸出信號if(step1)count+;if(count=2)/計數(shù)程序開始，對step1的得電次數(shù)計數(shù)cnt=1;count=0;/cnt是計數(shù)器計數(shù)到信號elsecnt=0;if(step1|step3)&!cnt)st

22、ep3=1;elsestep3=0;/計數(shù)控制使step3失電的程序if(step3)P2_0=0;elseP2_0=1;/用P2_0引腳相連的發(fā)光二極管顯示step3的狀態(tài)cntn0step1=2COUNTstep1cntstep3step3.DFFstep1.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（2）可以改變脈沖寬度的單脈沖程序可以改變脈沖寬度的梯形圖程序如圖所示。該程序中接點n0接通時，step1和step2得電，其中step1自鎖，定時器time0開始定時，當(dāng)定時時間到，step1和step2失電。step1和step2得電時間（單脈沖寬度），由定時器定時時間t0確定。源程序如下：if(n0=1|

23、step1)&!time0)/如果n0=1，同時time0=0，則step1=1，定時器啟動step1=1;elsestep1=0;t0=0;/否則step=0，t0=0if(t08)time0=1;elsetime0=0;/如果定時器計數(shù)t08，則time0=1if(step1&!time0)step2=1;elsestep2=0;/如果step1=1，同時time0=0，則step2=1if(step1)P2_1=0;elseP2_1=1;/如果step1=1，則P2_1連接的發(fā)光二極管亮if(step2)P2_3=0;elseP2_3=1;/如果step2=1，則P2_3

24、連接的發(fā)光二極管亮step1step2step1step1n0time0time0time0t08.t0n0step1單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（3）瞬時得電和延時失電程序瞬時得電和延時失電程序如圖所示。接點n0閉合，step1得電，當(dāng)n0斷開后，定時器time0開始計時，當(dāng)計時時間到的時候，step1失電。而step2在n0斷開后得電，在定時器時間到時失電。if(n0|step1)&!time0)/如果n0=1同時time0=0，step1得電step1=1;elsestep1=0;if(step1&!n0)step2=1;elsestep2=0;t0=0;/如果step1和n

25、0=0，則step2=1，啟動定時變量t0加1if(t09)time0=1;elsetime0=0;/如果定時變量t09，則time0=1if(step1=1)P2_0=0;elseP2_0=1;/用LED燈顯示step1的得電/失電狀態(tài)if(step2=1)P2_1=0;elseP2_1=1;/用LED燈顯示step2的得電/失電狀態(tài)step1n0step1step1time0n0time0t09.t0.step2n0step2step1.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（4）延時得電和延時失電程序延時得電和延時失電程序如圖所示。當(dāng)接點n0閉合，time0開始定時，定時6s時間到，step3得電。當(dāng)

26、n0斷開時，time1開始定時，8秒鐘后step3失電。程序如下：if(n0=1|step1)&!time0)/n0=1同時time0=0使step1=1，啟動定時器t0step1=1;elsestep1=0;t0=0;if(t06)time0=1;elsetime0=0;/當(dāng)t06使time0=1if(step3&!n0)step2=1;elsestep2=0;t1=0;/n0=0同時step3=1使step2=1，啟動定時器t1if(t18)time1=1;elsetime1=0;/如果t18使time1=1if(time0|step3)&!time1)step3=

27、1;elsestep3=0;/如果time0=1同時time1=0使step3=1step3n0step3n0time0time1step3time0t06time1t1868n0step3.step2step1time0step1.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（5）使用一個按鈕的延時得電和延時失電程序下圖所示的是使用一個按鈕的延時得電和延時失電程序，接點n0接通一次后，延時5秒鐘，step4得電，當(dāng)接點n0接通第二次后，延時8秒，step4失電。step5time0time1step4step3time0t05time1t1858step3step4.DIFFn0step1step1COUNT=

28、2step1cntstep3step3.step1n0cntstep4step4.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（6）定時器和計數(shù)器配合使用實現(xiàn)長延時定時器和計數(shù)器配合使用的程序如圖所示。n0step2step1time0t08cnt0COUNT5.step1n0cnt0.step1.cycletime0step3.step2.step2step2time0.step3step3CLR.對time0信號微分step2是微分窄脈沖信號.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（7）定時器接力程序定時器接力程序如圖所示。step1step2n0step1time0time1time0time1step2time0t08

29、time1t19.圖10-19定時器接力程序step1n0cnt0step1time0n0cnt0count5.time0t03.cycle.圖10-20計數(shù)器定時程序（8）計數(shù)器定時程序計數(shù)器定時程序如圖所示。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐（9）計數(shù)器串聯(lián)程序計數(shù)器串聯(lián)程序如圖所示t0count5.time0t03.cycle.count8.圖10-21計數(shù)器串聯(lián)程序單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐9.順序控制程序順序控制程序如圖所示。程序由接點n0起動，step1得電并自鎖，定時器time0和time1起動計時，進(jìn)入程序第一步，在time1計時6s時，第一步結(jié)束。當(dāng)time0計時4s時間到，使step2

30、得電、自鎖，同時起動定時器time2和time3，程序的第二步開始，當(dāng)time3計時6s時第二步結(jié)束。當(dāng)time2計時3s時，使step3得電、自鎖，同時起動time4，程序第三步開始，當(dāng)time4計時8s時step3失電，第三步結(jié)束。step1n0n1time1step1time0t04step2time0n1time3step2step3time2n1time4step3time4t48.step3time1t16time2t23time3t36.圖10-22順序控制程序單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐源程序如下：if(n0|step1)&!n1&!time1)step1=1;el

31、sestep1=0;t0=0;t1=0;if(t04)&step1)time0=1;elsetime0=0;/第1步if(t16)&step1)time1=1;elsetime1=0;if(time0|step2)&!n1&!time3)step2=1;/第2步elsestep2=0;t2=0;t3=0;if(t23)&step2)time2=1;elsetime2=0;if(t36)&step2)time3=1;elsetime3=0;if(time2|step3)&!n1&!time4)step3=1;/第3步elsestep

32、3=0;t4=0;if(t48)&step3)time4=1;elsetime4=0;單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.三個燈輪流閃爍程序DIFFS4step2step6S5S4n0t0S5step2step4S6S5S6step2step5S4S6step2.S4.step4.S5.step5.S6.step6.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐11.另一個三個燈輪流閃爍的程序圖10-24另一個三燈輪流閃爍梯形圖step0step1step2time2step1step0n0time0step1step2step0time1step2time0t03time1t14time2t25.單片機技術(shù)基礎(chǔ)

33、教程與實踐step0step1step2n0step2step1step0startn1step0step2step1n2step1step0step2.圖10-25由開關(guān)條件控制的順序控制程序單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.2 順序功能圖順序功能圖SFC設(shè)計方法設(shè)計方法SFC功能圖設(shè)計方法是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計的一種方法，該方法能夠描述被控系統(tǒng)的工作過程，是設(shè)計電氣控制系統(tǒng)的重要方法。該方法廣泛用于可編程控制器PLC的程序設(shè)計，也可以用于單片機控制程序的C語言描述。10.2.1 SFC基礎(chǔ)基礎(chǔ)SFC圖的基本元素是流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作說明。1.流程步，又稱為工作步，它是控制系統(tǒng)中的

34、一個穩(wěn)定狀態(tài)，流程步用矩形方框表示，框中用數(shù)字表示該步的編號，編號可以是實際的控制步序號，常用C語言中的靜態(tài)變量表示。對應(yīng)于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步，稱為初始步，該步是系統(tǒng)運行的起點，一個系統(tǒng)至少需要有一個初始步，初始步用雙線矩形框表示，流程步如圖所示，其中a是工作步，b是初始步。80a)b).圖10-26流程步單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐2.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移就是從一個步向另外一個步之間的切換條件，兩個步之間用一個有向線段表示可以從一個步切換到另一個步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫線表示，在橫線旁可以用文字、圖形符號或邏輯表達(dá)式標(biāo)注描述轉(zhuǎn)移的條件，當(dāng)相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件滿足時，

35、就從一個步按照有向線段的方向進(jìn)行切換。有向線段和轉(zhuǎn)移如圖所示。456.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐3.動作說明流程步并不是單片機輸出端口的動作，步只是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個狀態(tài)，可以有一個或多個單片機端口引腳輸出的動作，但也可以沒有任何輸出動作，例如某步只是起動了定時器或是一個等待過程，所以步和單片機輸出端口的動作是兩個事情。對于一個步，可以有一個或幾個動作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個或幾個矩形框，并在框中加文字對動作進(jìn)行說明。如圖所示。常見的動作的種類：動作不自鎖，步結(jié)束時動作就結(jié)束。動作自鎖，步結(jié)束時還繼續(xù)，直到復(fù)位到達(dá)之后。復(fù)位作用，動作的任務(wù)是復(fù)位以前自鎖的動作。起動定時器，

36、定時器可以在步結(jié)束時或時間復(fù)位信號到達(dá)時結(jié)束。脈沖作用，當(dāng)步開始時激活脈沖，該脈沖只作用一次。在時間延遲之后，起動自鎖和定時器，直到復(fù)位信號到達(dá)。當(dāng)步被激活時，自鎖和定時器起動，直到定時時間到達(dá)和復(fù)位信號到達(dá)。起動功能指令，完成特定的動作。9電 機 MM5啟 動指 示 燈 亮.啟 動 定 時 器.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐4.一些規(guī)則（1）步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。（2）轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。（3）步和轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫SFC圖的方向是從上向下或是從左向右，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。（4）一個SFC圖中至少有一個初始步。012等 待電

37、機 MM1啟 動電 機 MM2啟 動啟 動 M1按 鈕T000時 間 到按 下 停 止 按 鈕啟 動 T000定 時 器.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.2.2 SFC圖的結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)是最簡單的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點是步與步之間只有一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間只有一個步。2.選擇性分支結(jié)構(gòu)選擇性分支如右圖所示。圖中共有2，3、4，5、6和7、8、9四個分支，根據(jù)分支轉(zhuǎn)移條件A、C、F和I來決定究竟選擇哪一個分支。分支用水平線相連，每一條單一順序的進(jìn)入都有一個轉(zhuǎn)移條件，每個分支的轉(zhuǎn)移條件都位于水平線下方，單水平線上方?jīng)]有轉(zhuǎn)移。如果某一分支轉(zhuǎn)移條件得到滿足，則執(zhí)行這一分支，一旦進(jìn)入這

38、一分支后，就再也不執(zhí)行其它分支了。分支結(jié)束用水平線將各個分支會合，水平線上方的每個分支都有一個轉(zhuǎn)移條件，而水平線下方?jīng)]有轉(zhuǎn)移條件。123456789ACFIBDGJEHKL10.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐3.并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)如果在某一步執(zhí)行完后，需要起動若干條分支，這種結(jié)構(gòu)稱為并發(fā)分支結(jié)構(gòu)。并發(fā)分支結(jié)構(gòu)如圖所示。分支開始是用水平雙線將各個分支相連，雙水平線上方需要一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對應(yīng)的條件稱為公共轉(zhuǎn)移條件，如果公共轉(zhuǎn)移條件滿足，則同時執(zhí)行下面所有分支，水平線下方一般沒有轉(zhuǎn)移條件，特殊情況下允許有分支轉(zhuǎn)移條件。公共轉(zhuǎn)移條件滿足時，同時執(zhí)行多個分支，但是由于各個分支完成的時間不同，所以每個分支的最后一步

39、通常設(shè)置一個等待步。分支結(jié)束用水平雙線將各個分支匯合，水平雙線上方一般沒有轉(zhuǎn)移，下方有一個轉(zhuǎn)移。1234567ABCD.12345ABCDE.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐4.循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)用于一個順序過程的多次反復(fù)執(zhí)行，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。5.復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)就是在一個集順序、選擇性分支、并發(fā)分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)于一體結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須仔細(xì)才能正確的描述實際問題1234567ABCD.12345ABCDE.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.2.3 C語言描述語言描述SFC圖圖1.進(jìn)入有效工作步（1）起動單片機就進(jìn)入有效工作步可以設(shè)置一個局部變量，該變量在while（1）循環(huán)語句外為1，在循環(huán)語句結(jié)束

40、前使該變量為0，這樣該局部變量只在第一個while（1）循環(huán)中為1，因此可以作為進(jìn)入有效工作步的條件。（2）還可以使用按鈕進(jìn)入有效工作步，但是應(yīng)該加限制條件，就是避免按鈕的按下影響工作步正常轉(zhuǎn)移的情況。2.停止有效工作步可以使用按鈕停止流程，方法是在while（1）循環(huán)結(jié)束前，增加語句：if(n0)step0=0;step1=0;stepn=0;/n0是按鈕，stepn是工作步若是停止有效工作步后，返回到工作步step0，則可以按照如下語句描述：if(n0)step0=1;step1=0;stepn=0;/n0是按鈕，stepn是工作步單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐3.最后一個工作步一般情況下，需要

41、在最后一個工作步完成之后，返回第一個工作步，但是有時需要做一些判斷，例如，在1個工藝流程結(jié)束后，是否進(jìn)行第2個工藝流程等。如果在程序中有tj=1停止有效工作的語句，以及tj=0返回第1工作步的語句，則可實現(xiàn)下一個流程的起動與停止操作。判斷語句如下：if(n1)tj=1;elsetj=0;/n1是鈕子開關(guān)信號，如果n1=1，則tj=1，否則tj=04.工作步的轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件可以是來自單片機外部的按鈕、行程開關(guān)、傳感器等輸出的信號，也可以是來自內(nèi)部的定時器的時間到條件、計數(shù)器的計數(shù)數(shù)值條件等。單片機中可以直接使用定時器的時間數(shù)值，例如if（t012），表示定時器t0的數(shù)值大于12以后就滿足轉(zhuǎn)移條

42、件，其中t0是對單片機定時器中斷計數(shù)的全局變量；又例如，if（cnt8）表示計數(shù)器cnt數(shù)值大于8時就滿足轉(zhuǎn)移條件，其中cnt是可以對按鈕動作、流程循環(huán)次數(shù)等計數(shù)的全局變量。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐5.工作步得電和失電工作步的得電條件是：該步的上一個工作步是有效工作步，而該步的下一步?jīng)]有工作，這時若出現(xiàn)轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會得電變成有效工作步。工作步失電的條件是：該步的下個工作步得電，則該工作步失電。一般情況下工作步都需要自鎖。例如：若step0、step1和step2是三個順序執(zhí)行的工作步，則step1得電與失電的條件可以寫為：if(step0|step1)&!step2)step

43、1=1;elsestep1=0;一般工作步得電與失電條件的梯形圖如圖所示。上一步得電轉(zhuǎn)移條件下一步?jīng)]有工作停止條件啟動條件本步自鎖工作步（失電條件）.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐6.選擇性分支選擇性分支就是在工作步得電的條件中增加一個選擇條件，若滿足選擇條件，則工作步得電，若不滿足選擇條件的工作步就不能得電。若在起動程序時出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件應(yīng)該為起動條件“與”選擇條件。若在工作步轉(zhuǎn)移時出現(xiàn)選擇性分支，則工作步的得電條件應(yīng)為轉(zhuǎn)移條件“與”選擇條件。選擇性分支如圖所示，圖中n0、n1、n2、n3是按鈕或是開關(guān)條件。與圖對應(yīng)的C語言描述如下：start=1;while(1)if(n0&am

44、p;step3)|step0|start)&!step1&!step2)step0=1;elsestep0=0;if(n1&step0)|step1)&!step3)step1=1;elsestep1=0;/分支step1if(n2&step0)|step2)&!step3)step2=1;elsestep2=0;/分支step2if(n3&step1|n3&step2)|step3)&!step0)step3=1;elsestep3=0;start=0;圖10-37簡單選擇分支結(jié)構(gòu)step0step1step2n1n2n

45、3n0startstep3.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐7.并發(fā)分支并發(fā)工作步是在一個得電條件下，幾個并發(fā)分支都得電，所以幾個并發(fā)分支的得電條件是一樣的。所有并發(fā)工作步都結(jié)束后才能進(jìn)行工作步轉(zhuǎn)移，所以若要工作步轉(zhuǎn)移，則需要所有并發(fā)分支的的轉(zhuǎn)移條件相“與”。下圖所示的是一個具有并發(fā)分支的SFC圖。該圖中工作步step1和工作步step2是并發(fā)分支，n0、n1、n2、n3是按鈕或是開關(guān)條件。start=1;/第1周期信號while(1)if(n0&step3)|step0|start)&!step1&!step2)step0=1;elsestep0=0;if(n1&st

46、ep0)|step1)&!step3)step1=1;elsestep1=0;/并發(fā)分支step1if(n1&step0)|step2)&!step3)step2=1;elsestep2=0;/并發(fā)/分支step2if(n2&step1&n3&step2)|step3)&!step0)step3=1;elsestep3=0;start=0;step0step1step2step3startn1n2&n3n0.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐8.第0工作步第0工作步是單片機上電后的狀態(tài)，當(dāng)除第0工作步以外的工作步都無效時，第0工作步有效，所

47、以第0工作步的一個得電條件是除第0工作步以外的工作步都無效。停止條件出現(xiàn)后，程序應(yīng)該回到第0工作步。9.動作輸出在有些系統(tǒng)中，工作步就是動作輸出，在這種情況下，工作步的繼電器就是單片機的輸出引腳。而在有些系統(tǒng)中，動作輸出是工作步的邏輯組合。動作開始時刻就是工作步得電時刻，動作結(jié)束時刻就是工作步失電時刻，若是動作時間是一個工作步，則工作步就可以是輸出；若是該動作還需要在下一個工作步繼續(xù)動作，則這時該動作就是這兩個工作步的“或”。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐10.描述SFC的一般C語言結(jié)構(gòu)描述SFC的一般C語言結(jié)構(gòu)如下：while(1)輸入掃描部分工作步流程部分輸出部分其他其中：（1）輸入掃描部分就是

48、處理按鈕、行程開關(guān)、傳感器等信號。（2）工作流程部分就是按照輸入條件，實現(xiàn)工作步的轉(zhuǎn)移，輸入條件可以是按鈕、行程開關(guān)或是傳感器等外部輸入的信號，也可以是單片機內(nèi)部的定時器或是計數(shù)器信號。（3）輸出部分就是描述對應(yīng)各個工作步的輸出動作（4）其他部分描述：停止信號、首次while（1）循環(huán)有效信號、按鈕信號歸0等信號。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐例題10-1下圖是送料小車示意圖，小車可以在A、B之間運動，在A、B點各有一個行程開關(guān)。小車從A點向B點前進(jìn)，到達(dá)B點，停車6s后，從B點后退到A點，在A點停車8s后再向B點前進(jìn)，如此往復(fù)不止。要求可以人為控制小車的前進(jìn)起動和后退起動，并且能夠任何時候都可以停

49、止小車運行。該題的步是小車前進(jìn)、定時6秒、小車后退和定時8秒共四個步，轉(zhuǎn)移條件是小車到達(dá)B點時的行程開關(guān)閉合、B點定時6秒時間到、小車到達(dá)A點時的行程開關(guān)閉合和A點定時8秒時間到，動作是小車從A點向B點的前進(jìn)動作、起動6s定時器動作、小車從B點向A點的退回動作和起動8s定時器動作。AB.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐該題要求能夠前進(jìn)起動和后退起動，這需要選擇分支結(jié)構(gòu)，當(dāng)按下前進(jìn)起動按鈕時，小車向B點前進(jìn)，當(dāng)按下后退起動按鈕時，小車向A點后退。停止按鈕的動作是停止正在工作的步，回到步0。前進(jìn)后退前進(jìn)啟動后退啟動停止運行PLC行程開關(guān)A行程開關(guān)B.1234小車向前前進(jìn)啟動B點行程開關(guān)閉合啟動定時器，延時

50、10s6s定時時間到小車后退后退啟動A點行程開關(guān)閉合啟動定時器，延時20s8s定時時間到0.停止停止停止停止. .start單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐地址信號地址信號n0前進(jìn)按鈕step0上電狀態(tài)n1后退按鈕step1小車前進(jìn)運行n2停止按鈕step2B點定時工作步n3B點行程開關(guān)step3小車后退運行n4A點行程開關(guān)A點定時工作步run0前進(jìn)起動run1后退起動time0B點定時器time1A點定時器單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐該題的C語言程序如下：#includeAT89X51.hunsignedintcodetable=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0

51、 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;unsignedintn0,n1,n2,n3,n4,sn;unsignedintkk=8,start,run0,run1;unsignedintstep0=0,step1=0,step2=0,step3=0,step4=0;unsignedinttime0,time1;unsignedintt0,t1;voidmain()unsignedintnn;/定時器0初始化TMOD=0 x01;/定時器0，M1M0=01（模式1），gate=0（外中斷不起作用）,C/T=0TH0=0 x3c;/TH初值0 x3cb0=65536-50000=15536，5

52、0ms中斷一次，每秒20次，時鐘12MHzTL0=0 xb0;/TL初值TR0=1;/啟動定時器0ET0=1;/設(shè)置中斷使能寄存器，允許定時器0中斷EA=1;/允許所有中斷單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐start=1;/啟動標(biāo)志置1while(1)P3=0 xff;/P3口連接8個按鍵作為輸入if(P3_0=0)/如果P3_0引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn1000;nn+);/延時消抖if(P3_0=0)n0=1;kk=0;/如果按鍵還在按下狀態(tài)，則n0=1elsen0=0;if(P3_1=0)/如果P3_1引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn1000;nn+);if(P3_1=0)n

53、1=1;kk=1;/如果按鍵還在按下狀態(tài)，則n1=1elsen1=0;單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐if(P3_2=0)/如果P3_2引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn1000;nn+);if(P3_2=0)n2=1;kk=2;elsen2=0;if(P3_3=0)/如果P3_3引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn1000;nn+);if(P3_3=0)n3=1;kk=3;elsen3=0;if(P3_4=0)/如果P3_4引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn6)time0=1;elsetime0=0;/如果t06，定時器time0=1if(run1|time0&step2|s

54、tep3)&!step4)step3=1;elsestep3=0;/后退步，step3=1if(n4&step3|step4)&!step1)step4=1;elsestep4=0;t1=0;/到達(dá)A點，step4=1，啟動定時t1if(t18)time1=1;elsetime1=0;/如果t18，定時器time1=1if(step1)P2_6=0;elseP2_6=1;/前進(jìn)動作信號輸出，LED燈顯示小車前進(jìn)if(step3)P2_7=0;elseP2_7=1;/后退動作信號輸出，LED燈顯示小車后退if(n2)step0=1;step1=0;step2=0;step

55、3=0;step4=0;/停止按鈕按下，回到初始步step0start=0;/上電啟動標(biāo)志清0單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐if(step0)sn=0;/將工作步轉(zhuǎn)換成數(shù)值在數(shù)碼管上顯示if(step1)sn=1;if(step2)sn=2;if(step3)sn=3;if(step4)sn=4;P0=tablesn;/P0口連接的數(shù)碼管顯示工作步if(step0)P2_0=0;elseP2_0=1;/用LED燈顯示工作步if(step1)P2_1=0;elseP2_1=1;if(step2)P2_2=0;elseP2_2=1;if(step3)P2_3=0;elseP2_3=1;if(step4)

56、P2_4=0;elseP2_4=1;if(step2)P1=tablet0;/將定時數(shù)據(jù)顯示在P1口連接的數(shù)碼管上if(step4)P1=tablet1;單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐voidtimer0()interrupt1/定時器0中斷服務(wù)程序staticunsignedintjj;TH0=0 x3c;/重置初值TL0=0 xb0;/重置初值jj+;if(jj=20)/如果jj=20,則為1s，為調(diào)試方便，可以減小jj值jj=0;t0+;if(t010)t0=0;t1+;if(t110)t1=0;實際調(diào)試時可用連接在P3口的按鈕代替行程開關(guān)和控制按鈕。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐例題10-2 交通

57、信號燈的動作如圖所示，請畫出該交通燈控制的SFC圖。要求可以用按鈕強制使南北通或東西通。東西綠燈9s東西綠燈閃5s東西黃燈3s東西紅燈南北綠燈7s東西綠燈閃5s東西黃燈3s南北紅燈.PLC南北方向強制按鈕東西方向強制按鈕東西綠燈東西黃燈東西黃燈南北綠燈南北黃燈南北紅燈.單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐東西綠燈亮，南北紅燈亮，啟動30s定時器東西方向強制按鈕9s定時時間到東西綠燈閃，南北紅燈亮，啟動5s定時器5s定時時間到東西黃燈亮，南北紅燈亮，啟動2s定時器3s定時時間到南北方向強制按鈕南北綠燈亮，東西紅燈亮，啟動20s定時器南北綠燈閃，東西紅燈亮，啟動5s定時器東西黃燈亮，南北紅燈亮，啟動2s定時器

58、7s定時時間到5s定時時間到3s定時時間到123456.start.設(shè)計中沒有考慮停止按鈕，若要交通燈停止工作，只要關(guān)掉控制器電源就可以了，南北方向強制按鈕用于強制南北綠燈，東西方向強制按鈕用于強制東西綠燈。該控制器在通電時自起動。單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐地址信號地址信號n0南北方向強制按鈕step1第1步，東西綠燈n1東西方向強制按鈕step2第2步，東西綠燈閃爍start第一周期標(biāo)志step3第3步東西黃燈second秒標(biāo)志step4第4步南北綠燈step5第5步南北綠燈閃爍step6第6步南北黃燈time1東西綠燈定時time2東西綠燈閃爍定時time3東西黃燈定時time4南北綠燈定時

59、time5南北綠燈閃爍定時time6南北黃燈定時單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐#includeAT89X51.hunsignedintcodetable=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;unsignedintn0,n1,second;unsignedintkk=8,start,sn;unsignedintstep0=0,step1=0,step2=0,step3=0,step4=0,step5,step6;unsignedintout0=0,out1=0,out2=0,out3=0,out4=0,out5,out

60、6;unsignedinttime0=0,time1=0,time2=0,time3=0,time4=0,time5,time6;unsignedintt0,t1,t2,t3,t4,t5,t6;voidmain()unsignedintnn;/定時器0初始化TMOD=0 x01;/定時器0，M1M0=01（模式1），gate=0（外中斷不起作用）,C/T=0TH0=0 x3c;/設(shè)置TH初值0 x3cb0=65536-50000=15536，50ms中斷一次，每秒20次TL0=0 xb0;/設(shè)置TL初值TR0=1;/啟動定時器0ET0=1;/設(shè)置中斷使能寄存器，允許定時器0中斷EA=1;/允許

61、所有中斷start=1;/設(shè)置第一周期標(biāo)志信號單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐while(1)P3=0 xff;/P3口連接8個按鍵作為輸入if(P3_0=0)/如果P3_0引腳連接的按鍵按下for(nn=0;nn1000;nn+);/延時消除抖動if(P3_0=0)n0=1;kk=0;/如果按鍵還在按下狀態(tài)，使n0=1elsen0=0;if(P3_1=0)/P3_1鍵按下for(nn=0;nn9)time1=1;elsetime1=0;if(time1&step1|step2)&!step3)step2=1;elsestep2=0;t2=0;/東西綠閃（step2）if(t25)time2=1;elsetime2=0;if(tim