繞線機的單片機控制系統(tǒng)設(shè)計-畢業(yè)名師(完整版)資料

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繞線機的單片機控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)名師（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）2021屆本科生畢業(yè)論文繞線機的單片機控制系統(tǒng)設(shè)計（論文）院系：機電工程學(xué)院專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化姓名：指導(dǎo)教師：畢業(yè)論文誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文《單片機剪切機控制系統(tǒng)》是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立研究、寫作的成果。論文中所引用是他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人獨自承擔(dān)。畢業(yè)論文作者簽名：2021年12月5日基于單片機的繞線機控制系統(tǒng)的設(shè)計目錄摘要……………………2第一章緒論……………31.1提出問題確定設(shè)計方案……………………31.2研究方法和內(nèi)容……………51.3本課題的研究意義和發(fā)展趨勢……………6第二章控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計……72.1開關(guān)量接口電路…………72.2擴展RAM接口電路………112.3復(fù)位、時鐘中斷部分電路………………162.4執(zhí)行機構(gòu)接口電路………192.5鍵盤和顯示部分接口電路………………22第三章控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計………263.1RAM地址分配及初始化…………………263.2控制系統(tǒng)主程序的設(shè)計…………………293.3控制系統(tǒng)子程序的設(shè)計…………………31第四章控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計、綜合調(diào)試和誤差分析………………344.1控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計……………………344.2控制系統(tǒng)的綜合調(diào)試……………………354.3誤差分析…………………36第五章總結(jié)與展望…………………37致謝……………………38參考文獻………………39附錄一…………………40附錄二…………………44附錄三…………………51摘要PLC繞線機存在著成本高，更換繞組品種困難，工作方式單一和人機交互不便等缺點。原來的PLC繞線機生產(chǎn)的繞組已很難滿足不斷發(fā)展的機電產(chǎn)品的要求。為解決此問題，我們研制了一種能代替PLC控制系統(tǒng)的新的控制系統(tǒng)—單片機控制系統(tǒng)。本文論述了繞線機單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和過程，包括：硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、可靠性設(shè)計等方面。硬件電路采用89C52單片機、先進的接口技術(shù)和大規(guī)模的集成電路設(shè)計而成。精密排線是通過單片機輸入的CP脈沖信號和方向信號準(zhǔn)確控制步進電機的步進、跳段等工作狀態(tài)來實現(xiàn)的。方便良好的人機交互界面是用8279鍵盤/顯示集成芯片來實現(xiàn)的。本繞線機控制系統(tǒng)，既可以預(yù)先設(shè)定800種規(guī)格或型號的繞組，又可以根據(jù)用戶需求隨時設(shè)定新型繞組。單片機控制系統(tǒng)的繞線機具有自動化程度高、成本底、體積小、控制精確等優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：繞線機單片機控制系統(tǒng)ABSTRACTPLCwindershavemanydisadvantages,suchasnotaccomplishingaccuratewindingthreads,beingdifficultyinworkpatternsandbeingnotconvenientintheexchangebetweenpeopleandmachines.WinderscontrolledbyPLChavenotbeensatisfiedwiththemechanicalandelectricalproducts’need.Toovercometheseproblems,weresearchedintoanewcontrolsystem—SCMsystemforwinder,ThispaperintroducedthedesignmethodandreachprocessofSCMsystemforwinder,includinghardwaredesign,softwaredesign,reliabilitydesignandsoon.Hardwarecircuitsaredesignedbymeansof89C52,advancinginterfacetechnology,largeintegratedcircuitsandsoon.AccomplishingaccuratewindthreadreliesontheSCM’CPpulseanddirectionsignal,whichcanaccuratecontrolstepmotor’sstepmovingandjumping.Theconvenientcontrolsystemcannotonlydesign800kindsofwindinginadvance,butalsodesignwindersatanytime.SCMwindershavemanyadvantages,suchasautomaticwork,priceinprospects.TheresearchsuccessofSCMsystemforwindermarkedgreatadvancementinthedevelopmentofwinder.Keywords:windSCMcontrolsystem緒論1.1提出問題確定設(shè)計方案一、問題的提出現(xiàn)行的繞線機主要是PLC繞線機，這種繞線機存在著更換繞組困難人機交互不便，工作方式單一，整個控制系統(tǒng)體積大。成本高等缺點。尤其是隨著機電產(chǎn)品對繞組質(zhì)量要求的不斷提高，原有的控制系統(tǒng)已很難實現(xiàn)高質(zhì)量繞組的要求。為此迫切要求有新型的繞線機的出現(xiàn)。二、明確課題任務(wù)本單片機控制的繞線機是用來生產(chǎn)機電產(chǎn)品所使用的繞組，為了實現(xiàn)高質(zhì)量的繞組，繞組的生產(chǎn)過程必須有一套精密的自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，對控制系統(tǒng)的要求是：1、提高繞組質(zhì)量，實現(xiàn)精密排線。2、整個控制系統(tǒng)自動化程度高、控制精確、操作簡便，成本低，體積小。3、有一個方便良好的人機界面，設(shè)計一個輸入鍵盤和兩個顯示部分，一部分顯示出：繞組規(guī)格的編號、繞組的總匝數(shù)、慢繞匝數(shù)、跳距、排幅和線徑等數(shù)據(jù)，另一部分指示出工作狀態(tài)。4、廠家既可以預(yù)先設(shè)定800多種繞組，又可以根據(jù)用戶需要隨時設(shè)定新型繞組。5、繞線機工作系統(tǒng)方框圖和單片機控制系統(tǒng)方框圖參見圖1-2-1和圖1-2-2。三、確定設(shè)計方案明確課題任務(wù)后我們認(rèn)為單片機控制系統(tǒng)能代替原來的PLC控制系統(tǒng)，并能很好的滿足對繞組質(zhì)量的要求。方案如下：確定系統(tǒng)的I/O點數(shù)和通道：(1)輸入量點數(shù)的確定：系統(tǒng)的輸入量主要包括：主軸電機的測速信號、鍵盤輸入和一組開關(guān)量輸入。其中開關(guān)輸入量有8個，分別是：左限、右限、起止位置、斷線、起止位置、斷線、熱繼電保護器、氣壓欠壓、剎車、腳踏。(2)輸出量點數(shù)的確定：輸出量包括：驅(qū)動步進電機的信號(2個)、驅(qū)動繼電器工作的信號(5個)、驅(qū)動工作狀態(tài)的指示燈、驅(qū)動鍵盤顯示器18位7段LED數(shù)碼管。(3)輸入輸出通道：除了鍵盤顯示器輸入輸出外，輸入通道2個分別是：轉(zhuǎn)速檢測信號的輸入通道和開關(guān)輸入量的輸入通道。輸出通道3個，分別是：驅(qū)動步進電機信號的輸出通道、驅(qū)動繼電器執(zhí)行機構(gòu)的輸出通道、驅(qū)動工作狀態(tài)指示的通道。選擇單片機：根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的控制精度、響應(yīng)速度、開發(fā)環(huán)境、I/O點數(shù)、輸入輸出通道數(shù)等情況，選擇了MCS-51系列的8位單片機89C52，它具有8KEEPROM，256BRAM，全雙工UART與8032完全兼容。確定存儲器和鍵盤顯示器：單片機運行的程序存放在存儲器ROM中，其中有關(guān)的數(shù)據(jù)和參數(shù)存放在RAM中。本單片機控制系統(tǒng)選擇的是intel2732EPROM芯片。8279是INTER公司生產(chǎn)的可編程鍵盤/顯示I/O專用芯片，8279能夠以較簡單的硬件電路和較少的硬件開銷實現(xiàn)單片機與鍵盤和顯示器接口。利用8279，可以實現(xiàn)對鍵盤/顯示器的自動掃描，并識別鍵盤上閉和的鍵號，不僅可以大大的節(jié)省CPU對鍵盤/顯示器的操作時間，而且顯示穩(wěn)定、程序簡單很少出現(xiàn)誤操作。因此，本設(shè)計鍵盤/顯示器部分選用8279芯片。設(shè)計繞線機工作系統(tǒng)方框圖：如圖1-2-1所示，是繞線機工作系統(tǒng)方框圖。繞線機的工作過程：用一個3K的三相異步電動機，通過皮帶輪帶動繞線機主軸的轉(zhuǎn)動，絲通過絲杠上的穿孔送到繞線機繞組的模子上。由步進電動機帶動主軸的轉(zhuǎn)動和三相步進電動機推動絲杠的步進來完成繞組的繞線過程。繞組的模子套在繞線機的主軸上，繞線機的主軸由汽缸固定，腳踏開關(guān)控制汽缸的動作來完成裝載和卸下繞組模子的工作。電磁剎車閥可以用單片機控制系統(tǒng)控制，也可以由操作工手動控制。通過單片機發(fā)出的信號去控制變頻器，在由變頻器控制主軸電機的速度，變頻器有快速、慢速、停三個控制擋。步進電機的運動由步進電動機控制/驅(qū)動器控制的。設(shè)計單片機控制系統(tǒng)方框圖：如圖1-2-2所示，是單片機控制系統(tǒng)的方框圖。其中轉(zhuǎn)速檢測接口電路、開關(guān)輸入量接口電路、步進電機接口電路、執(zhí)行機構(gòu)接口電路與單片機連接。1.2研究內(nèi)容和方法本課題的主要任務(wù)是設(shè)計一套繞線機單片機控制系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容和方法如下：研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容是：通過單片機控制系統(tǒng)對步進電機的工作狀態(tài)和主軸轉(zhuǎn)速的控制，實現(xiàn)不同尺寸線徑的精密排線。用LED顯示器組成的高亮度的顯示電路完成數(shù)據(jù)的輸入輸出顯示，包括繞組型號及其地址、匝數(shù)、慢繞匝數(shù)、線徑排幅和跳距等。用LED發(fā)光管完成工作狀態(tài)的指示。設(shè)計單片機控制系統(tǒng)的硬件電路。編制控制系統(tǒng)的軟件二、研究方法主要的研究方法是：用單片機及其接口技術(shù)，通過軟硬結(jié)合，實現(xiàn)對繞線機工作狀態(tài)的自動控制和精確控制，以實現(xiàn)不同尺寸線徑的精密排線。用一個三相異步電動機，通過皮帶輪帶動繞線機主軸的轉(zhuǎn)動，絲通過絲杠上的穿孔送到繞線機繞組的模子上。由步進電動機帶動主軸的轉(zhuǎn)動和三相步進電動機推動絲杠的步進來完成繞組的繞線過程。繞組的模子套在繞線機的主軸上，繞線機的主軸由汽缸固定，腳踏開關(guān)控制汽缸的動作來完成裝載和卸下繞組模子的工作。電磁剎車閥可以用單片機控制系統(tǒng)控制，也可以由操作工手動控制。通過單片機發(fā)出的信號去控制變頻器，在由變頻器控制主軸電機的速度，變頻器有快速、慢速、停三個控制擋。步進電機的運動由步進電動機控制/驅(qū)動器控制的。精密排線是通過單片機輸入的CP脈沖和CP脈沖的個數(shù)，準(zhǔn)確控制步進電機的步進、跳段等工作狀態(tài)來實現(xiàn)的。通過單片機發(fā)出的CP脈沖的個數(shù)，控制步進電動機推動絲杠向前移動的距離，如480個脈沖，使步進電動機推動絲杠向前移動5mm。通過單片機發(fā)出的方向信號，控制步進電機的運動方向。3本課題的研究意義和發(fā)展趨勢一、研究意義單片機控制系統(tǒng)的研制成功是繞線機發(fā)展中的一次較大的進步，它表明了目前正在使用的許多PLC控制系統(tǒng)完全可以由單片機控制系統(tǒng)來代替。這種繞線機的控制系統(tǒng)采用單片機控制技術(shù)和先進的接口技術(shù)，具有良好的人機交互界面：廠家可以預(yù)先設(shè)定800多種繞組，又可以根據(jù)用戶需要隨時設(shè)定新型繞組；具有三種工作方式，可以同時繞三排繞組，每排10繞組；可以實現(xiàn)0.01-1.00mm線徑，10-80mm的排幅；克服了PLC繞線機更換繞組品種困難，能節(jié)省大量的人力、物力、財力，能很好的滿足許多機電產(chǎn)品對繞組質(zhì)量的要求，具有很好的推廣市場和廣闊的發(fā)展前景。二、發(fā)展趨勢隨著機電產(chǎn)品對繞組質(zhì)量要求的不斷提高，如何實現(xiàn)精密排線是繞線設(shè)備上檔次上水平首先要解決的問題，因此如何把排線的精密程度作為反饋信號構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)是下一步繞線機的發(fā)展方向。 第二章控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計2.1開關(guān)輸入量接口電路開關(guān)輸入量接口電路開關(guān)輸入量經(jīng)8255A掃描輸入口輸入，由89C52發(fā)出的讀信號，從74LS373芯片讀入。二、8255A接口芯片1.8255的主要功能

有2個獨立的8位并行數(shù)據(jù)通道（A、B口），2個4位的并行數(shù)據(jù)通道（C口高4位、低4位）；占用4個IO端口地址（A、B、C、控制端口）；A、B通道具有基本輸入/輸出、選通輸入/輸出以及雙向3種傳輸方式；C口除了具有簡單輸入/輸出功能外，還具有另外3個功能：其部分信號線可作為CPU與外設(shè)之間的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號；具有按位置位/復(fù)位功能；在CPU讀取8255A狀態(tài)時，C口又可作為狀態(tài)口

2.8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)：4部分組成（1）數(shù)據(jù)端口A、B、C（稱為PA、PB、PC）：

端口A具有1個輸入鎖存器和1個輸出鎖存器/緩沖器。作輸入或輸出時，數(shù)據(jù)均受到鎖存。所以可用作雙向數(shù)據(jù)傳輸。

端口B只有1個數(shù)據(jù)輸入緩沖器和1個輸出鎖存器/緩沖器。只能工作在輸入或輸出方式，不具有雙向功能。

端口C每個4位的端口對應(yīng)1個輸入緩沖器和1個輸出鎖存器/緩沖器。

C口只有在端口A、B都工作在簡單I/O方式時，才具有2個4位的I/O功能。在更多情況下是作為A、B口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，分別為端口A和端口B提供控制信號和狀態(tài)信號。

（2）A組控制和B組控制這兩組控制電路接收CPU輸出的控制字，以及讀/寫控制邏輯電路命令，決定兩組端口的工作方式和讀/寫操作。

A組控制電路控制端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）的工作方式和讀/寫操作。

B組控制電路控制端口B和端口C的高4位（PC3～PC0）的工作方式和讀/寫操作。（3）讀/寫控制邏輯電路

接收及來自系統(tǒng)總線的信號A1、A0（在8086系統(tǒng)中為A2、A1）和控制總線的信號，將這些信號進行組合，以完成對數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸。

（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器

雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，8255A通過它與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。用來傳送輸入/輸出數(shù)據(jù)、CPU發(fā)給8255A的控制字圖2-2.12-2擴展RAM接口電路本單片機控制系統(tǒng)數(shù)量巨大，內(nèi)部RAM不夠用，還需要外接RAM電路，作為外部數(shù)據(jù)儲存器擴大存儲容量。根據(jù)本設(shè)計系統(tǒng)的實際需要，在兼顧芯片容量和價格的情況下，選擇一片容量為8K的6264芯片。6264擴展RAM芯片的主要作用是存儲800多種預(yù)置繞組的參數(shù)數(shù)據(jù)。擴展RAM接口電路的工作原理：單片機CPU與存儲器有兩種聯(lián)系方式，或者CPU向數(shù)據(jù)存儲器寫數(shù)據(jù)或者CPU從其中讀數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU向數(shù)據(jù)時，先把要寫入的數(shù)據(jù)的單元地址經(jīng)P0接口、P2接口送出，鎖存后連接到6264的地址端A0-A12，然后再把欲寫入的數(shù)據(jù)寫入6264指定單元中。當(dāng)從數(shù)據(jù)存儲器6264讀數(shù)據(jù)時，同樣先經(jīng)過P0、P2口送出要讀數(shù)據(jù)的單元地址，一旦8031的讀選通信號R0為低電平，使得6264的讀允許端OE為低電平，則把指定單元的數(shù)據(jù)經(jīng)P0口讀如單片機RAM中。二、電路中地址線、數(shù)據(jù)線、控制線的連接方法：1.地址線:：6264低8位地址A0-A7經(jīng)地址鎖存器74LS373與P0口P0.0-P0.7相連通，高5位地址A8-A12直接與P2接口P2.0-P2.4連接，P2接口有鎖存功能，共13根地址線。2.數(shù)據(jù)線：6264的數(shù)據(jù)線D0-D7與P0接口P0.0-P0.7直接相連，P0接口兼做數(shù)據(jù)線和地址線。3.控制線：6264的CP連接89C52的ALE端，ALE作為鎖存擴展地址的控制端。6264的輸入使能端OE(低)接89C52的WR(低)端通，WR(低)端通，WR(低)是片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制線，低電平有效。三、隨機存儲器RAM6264：6264是8*8K位的靜態(tài)隨機存儲器芯片，它采用CMOS工藝制造，由單一+5V供電，額定功耗20mw，典型的存取時間200ns，為28線雙列直插式封裝。6264各引腳的功能：A0-A12：地址輸入端D0-D7：雙相數(shù)據(jù)線CE1:低電平有效CE2:片選線2，高電平有效WE寫選通信號輸入線，低電平有效OE讀選通信號輸入線，低電平有效GND接地線RAM6264引腳功能與工作方式表：見表2-2.1_WE_CE1_CE2_OE方式D0-D7XHXX未選中(掉電)高阻XXLX未選中(掉電)高阻HLHH輸出禁止高阻HLHL讀DoutLLHH寫Din(6264D0-D7)LLHL寫Din(D0-D76264)表2-2.1由上表得，當(dāng)片選2為低電平時，6264芯片處于未選中狀態(tài)，在一般情況下需將此引腳拉至高電平。當(dāng)把該引腳拉至小于0.2V時，RAM就進入數(shù)據(jù)保存狀態(tài)。一般將作為片選信號，接譯碼器，在不許保持狀態(tài)時必須接高電平。6264的主要技術(shù)指標(biāo)：見表2-2.2參數(shù)6264容量8K引腳數(shù)28維持電流2工作電流40存取時間200工作電壓5表2-2.2四、地址鎖存器74LS373：1.74LS373是地址鎖存器，是電平觸發(fā)器的8D鎖存器，三狀態(tài)輸出。它的8位由8個D形觸發(fā)器組成。74LS373是電平觸發(fā)器送數(shù)。當(dāng)CP=1時D0-D7進入鎖存器。當(dāng)CP=0時數(shù)據(jù)被鎖存。當(dāng)OE(低).為低電平時，觸發(fā)器輸出。當(dāng)使能端OE(低)為高電平時，D0-D7為高阻抗。在圖中74LS373的OE端接地。當(dāng)鎖存允許端(LE)為高電平時，Q隨數(shù)據(jù)而變。當(dāng)LE為低電平時，Q被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)存儲器中。由于LE端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗干擾度被改善400mv。引出端符號：D0-D7:數(shù)據(jù)輸入端OC三態(tài)允許控制端(低電平有效)LE鎖存允許端1Q-8Q:輸出端功能表：見表2-2.3輸入輸出OCCDQLHHLLHLLLLXQ0HXXZH-高電平L-低電平X-任意Z-高阻Q0-規(guī)定的穩(wěn)態(tài)輸入條件前Q的電平工作條件：見表2-2.4表2-2.4最小額定最大極限值單位電源電壓VCC4.7555.25V輸入高電平電壓V1h2V輸入低電平電壓V110.8V輸出高電平電流I0h-2.6mA輸出低電平電流I01mA脈沖寬度TwCh15nSC115建立時間TestD0nS保持時間ThD10電源電壓7V輸入電壓7V輸出高阻態(tài)電壓7V工作環(huán)境溫度0-70C存儲溫度-65-150C圖2-2.12.3復(fù)位、時鐘、指示燈和中斷部分電路一、復(fù)位電路單片機在啟動或斷電后，程序需要從頭開始執(zhí)行，機器內(nèi)部全部寄存器，端口等都必須重新復(fù)位，這個功能由復(fù)位電路來完成。1.專用電源電壓檢測集成芯片，TL7705CP芯片是專用以排除電源干擾的芯片，此芯片不僅具有電源接通時的復(fù)位功能，并且在電源電壓上升到正常時具有自動解除復(fù)位信號的功能，此外，還能檢測出電源的瞬時短路和瞬時壓降，同時產(chǎn)生復(fù)位信號。片內(nèi)還含有溫度補償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓和正負(fù)兩種邏輯功能輸出，（集電極開路30mA）?？梢栽谳^寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度它是一片具有8條引腳的雙列直插式的集成芯片。(1).引腳功能及外圍元件：1腳基準(zhǔn)電壓輸出端，輸出電壓為2.5V。為防止電源線索引起的沖擊雜音及振蕩，需要旁路電容，其輸出電流必須小于30，若使電流大于30，則必須加緩沖放大器。2腳復(fù)位輸入端，低電平有效。用以強制復(fù)位端有效。3腳定時電容連接端。連接定時電容以確定復(fù)位脈沖的寬度。脈沖可調(diào)范圍從100~10。4腳接地端5腳復(fù)位輸出端，低電平有效。其輸出時集電極開路方式，故必須接上拉電阻。6腳復(fù)位輸出端，高電平有效。其輸出是集電極開路方式，故必須接上拉電阻。7腳被測電壓的輸入端，監(jiān)測4.5V以上的電平。8腳電源端。工作電壓范圍3.5~18。（2）電源電壓變化和輸出狀態(tài)變化圖：在本設(shè)計中，是對+5V電壓監(jiān)視與復(fù)位。如圖2-3.2所示，位電源電壓的變化及輸入狀態(tài)變化的波形。由圖2-3.2可知，當(dāng)電源接通，電壓開始上升、瞬間電壓降和瞬間干擾時，電源監(jiān)視器都能正確而及時的輸出復(fù)位脈沖，圖2-3.2中，Vs為被檢測電平，對+5V來說，一般大與4.5。Top是復(fù)位脈沖的寬度，大小由Ct來決定。對89C52來說，ts為反應(yīng)時間，對該芯片而言均為500ns同時可外加RC延時網(wǎng)絡(luò)來延長ts的時間，用以降低燥聲影響和器件的靈敏度。上電時reset有效，直到vcc達到+5V以后，經(jīng)過ts時間reset無效。當(dāng)vcc下降或有干擾時只要vcc小于vs，經(jīng)過ts后，reset有效。當(dāng)vcc恢復(fù)到vs以上或干擾脈沖后，在經(jīng)過ts時間reset無效。圖2-3.2TL7705CP控制RESET復(fù)位時需配合軟件使用：當(dāng)用TL7705CP控制8031RESET0時，如圖2-3.1所示，還需要軟件配合。因為89C52有效時，89C52被初始化，使程序計數(shù)器從0000開始執(zhí)行。若89C52正在執(zhí)行某一程序當(dāng)中，系統(tǒng)受到干擾，器件在微秒級內(nèi)便又有反映，使整個系統(tǒng)復(fù)位，包括接口部分。待干擾過后，程序從0000開始執(zhí)行，而不是從原來干擾時的短點處執(zhí)行，這就破壞了整個系統(tǒng)的工作。所以程序初始化部分要加上軟件開關(guān)或相應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)志，即在執(zhí)行程序前，首先打開與自身相關(guān)的軟件開關(guān)或之相應(yīng)狀態(tài)標(biāo)志，然后再執(zhí)行程序。這樣做以后，當(dāng)程序受到干擾而初始化時，首先判斷各個標(biāo)志，繼而程序自動轉(zhuǎn)向被中斷的程序繼續(xù)進行。二、工作狀態(tài)指示電路工作狀態(tài)指示電路的主要作用是指示10中工作狀態(tài)。在圖2-3.1中，IC2、74LS374、DS301~DS310、R304~R313為工作狀態(tài)指示部分的電路，10個LED發(fā)光管指示出10種工作狀態(tài)，從DS301~DS310依次指示的工作狀態(tài)是：電源、左限、右限、起止位置、腳踏開關(guān)、斷線、氣壓、剎車、熱繼電器保護、設(shè)定。74LS373是8D觸發(fā)器，三態(tài)輸出，詳細(xì)介紹見2-2節(jié)當(dāng)138的14腳=0時74LS373的11腳CLK就有觸發(fā)脈沖輸出信號，指示工作狀態(tài)。三、LED顯示電路在附圖中，本設(shè)計系統(tǒng)的操作面板上共需18位顯示，而8279只能提供16位，所以用IC36、IC37兩位靜態(tài)顯示，這樣16位動態(tài)顯示，2位靜態(tài)顯示共同組成18位數(shù)據(jù)顯示。圖2-3.12-4執(zhí)行機構(gòu)接口電路一、譯碼器74LS138IC774LS138芯片選擇問題，根據(jù)本設(shè)計系統(tǒng)電路的地址分配設(shè)計，對P2.5，P2.6，P2.7譯碼器產(chǎn)生的片選信號Y3、Y5，Y3加到IC374LS374的CLK端，作為IC3的時鐘信號，Y5加到IC474LS374的CLK端，作為IC4的時鐘信號。74LS138有兩組輸入信號，一組是地址輸入端A、B、C另一組是輸入端G1、G2A、G2B、Y0-Y7是輸出端。在同一時間內(nèi)最多只有一個輸入端被選中，被選中的輸出端為低電平，其余的為高電平。在本設(shè)計中74LS138的A、B、C分別接P2口的P2.5、P2.6、P2.7三端譯碼后，用輸出片選信號Y3、Y5，Y3加到IC3的CLK端，作為IC3的時鐘信號，Y5加到IC474LS374的CLK端，作為IC4的時鐘信號。74LS138真值表：見表2-4.1輸入輸出使能選擇Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8______G1AG2AG3CBA10010010010010010010010000000101001110010111011101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111100xxx1xxx1XxxXxxXxx1111111111111111111111112.輸出端符號____A0-A12：譯碼地址輸入端_______G1、G2AG2B選通端（低電平有效）____Y0--Y7：譯碼輸出端（低電平有效）3.工作條件最小額定最大極限值單位電源電壓VCC4.7555.257V輸入高電平電壓V1h2V輸入低電平電壓V1l0.8V輸出高電平電流I1h-400mA輸出低電平電流I1l8mA輸入電壓7V工作環(huán)境溫度0-70C存儲溫度-65-150C二、8D觸發(fā)器74LS37374LS373是8D觸發(fā)器，三態(tài)輸出，CLK是送數(shù)觸發(fā)器脈沖輸入端，CLK實是密特輸入，增大了對觸發(fā)脈沖的抗干擾能力，當(dāng)輸出使能端OE（或OC）為低電平時1Q-8Q為高阻抗，在電路圖中OC接地。信號流程：在執(zhí)行機構(gòu)電路圖中，光電耦合器的輸入電流Ip=10ma，這是光耦的輸出電流Ic=113Ua，Ic=113Ua是很小的電流不能直接用于驅(qū)動繼電器，所以在光耦的輸出端加了三極管Q521~Q505對光耦輸出信號進行放大，放大后，再去驅(qū)動繼電器。Q501~Q505三極管根據(jù)要求選擇了9013，其放大倍數(shù)B=40~400，Icmax<500ma，Ic501~Ic505=B*Ic=(40~400)*113uA=4.52~45.2mA。用此信號去驅(qū)動繼電器工作。J12接口接的電阻1K*8，是三極管的基極偏置電阻。D501~D505五個二極管是釋放二極管，起保護作用，其型號均為IN401。繼電器K501的常開觸點接變頻器的制動開關(guān)，K502的常開觸點接變頻器的夾緊開關(guān)。K503的常開觸點接控制電磁閥的開關(guān)，K504的常開觸點接變頻器的快轉(zhuǎn)開關(guān)，K505的常開觸點接變頻器的慢轉(zhuǎn)開關(guān)，五個繼電器的型號均是JZC-23F（DF41230）10A/28VDC；5A/220VAC；DC6V圖2-4.12.5鍵盤和顯示部分接口電路本設(shè)計鍵盤和顯示部分選用8279芯片方便良好的人機界面是用8279鍵盤顯示芯片來實現(xiàn)的。它具有鍵盤處理功能，能自動消除鍵抖動，本鍵盤控制部分可控制5*5=25個按鍵。本設(shè)計有18位LED顯示，其中后16位LED動態(tài)顯示，是用8279來實現(xiàn)的，前兩位采用靜態(tài)顯示。8279的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理I/O控制及數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器是雙向緩沖器，連接內(nèi)、外總線，用于傳送CPU和8279的命令和數(shù)據(jù)。2．控制與定時寄存器及定時控制控制與定時器用來寄存鍵盤及顯示的工作方式以及由CPU編程的其它操作方式。這些寄存器一旦接收并鎖存送來得命令，就通過譯碼電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制功能。定時控制包括基本計數(shù)器。首級計數(shù)器是一個可編程的N級計數(shù)器。N可以在2-31之間，由軟件編程，以便把外界時鐘CLK分頻得到內(nèi)部所需的100KHZ時鐘，為鍵盤掃描提供適當(dāng)?shù)闹鹦蓄l率和顯示掃描時間。3．掃描計數(shù)器掃描計數(shù)器有兩種輸入方式。一種為外部譯碼方式，計數(shù)器以二進制方式計數(shù)。四位計數(shù)狀態(tài)從掃描線SL0-SL3輸出，經(jīng)外部譯碼器譯碼出16位掃描線；另一種掃描計數(shù)器的低二位譯碼后從SL0~SL2輸出.4.鍵輸入控制這個部件完成對鍵盤的自動掃描，鎖存RL0~RL7的鍵輸入信息，搜索閉合鍵，去除鍵抖動，并將鍵輸入數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部先進先出（FIFO）的RAM存儲器。5.FIFO/傳感器RAM和顯示RAM8279有8個先進先出的鍵輸入緩沖器，并提供16字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)緩沖器。CPU將段數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖器，8279自動對顯示器掃描，將其內(nèi)部顯示緩沖器中的數(shù)據(jù)在顯示器上顯示出來。8279的引腳及功能D0~D7（數(shù)據(jù)總線）CLK（系統(tǒng)時鐘）：RESET（復(fù)位）：輸入線，當(dāng)RESET=1時，8279復(fù)位，其復(fù)位狀態(tài)為16個字符顯示：編碼掃描鍵盤雙鍵鎖定；程序時鐘編程為31。 CS（片選）輸入線，當(dāng)CS=0時8279選中，允許CPU對其讀寫，否則禁止。A0（數(shù)據(jù)選擇）：輸入線當(dāng)A0=1時CPU寫入數(shù)據(jù)為命令字；A0=0時，CPU讀寫的數(shù)據(jù)均為數(shù)據(jù)。RD、WR（讀、寫信號）：輸入線，低電平有效，來自CPU的控制信號，控制8279的讀寫操作。IRQ（中斷請求）輸入線，高電平有效，在鍵盤工作方式中，當(dāng)FIFO/傳感器RAM存有數(shù)據(jù)時，IRQ為高電平。CPU每次從RAM中讀取數(shù)據(jù)時，IRQ為低電平。若RAM中仍有數(shù)據(jù)，則IRQ再次恢復(fù)為高電平。在傳感器工方式中，每當(dāng)檢測到傳感器狀態(tài)變化時，IRQ就出現(xiàn)高電平.SL0~SL3(掃描線)：輸出線，用來顯示鍵盤和顯示器。它們可以編程設(shè)定成編碼（16中取1）或譯碼輸出（4取1）。SHIFT（移位信號）：輸入線，高電平有效。該輸入信號是8279鍵盤數(shù)據(jù)的次高位（D6），通常用來擴充鍵開關(guān)的功能，可以用作上下鍵功能鍵。在傳感方式和選通方式中，SHIFT無效。RL0~RL7（回復(fù)線）：輸入線，它們是鍵盤矩陣式或傳感器矩陣式的列（或行）信號輸入線。CNTL/STB（控制/選通）：輸入線，高電平有效。在鍵盤工作方式中，該輸入信號是鍵盤數(shù)據(jù)的最高位（D7），通常用來擴充鍵盤開關(guān)的控制功能，作為控制功能鍵用。在選通方式中，在該信號的上升沿時，把來自RL0~RL7的數(shù)據(jù)存如FIFO的RAM中。在傳感器方式中該信號無效。SHIFT和CNTL/STB：內(nèi)部有上拉電阻，當(dāng)它們懸空時即為高電平。OUTA0~OUTA3（A組顯示信號）：輸出線。OUTB0~OUTB3：（B組顯示信號）：輸出線。這兩組引線都是數(shù)據(jù)輸出線，與多位數(shù)字顯示的掃描線SL0~SL3同步。兩組可以同時使用也可以合并使用。在合并使用時，兩組首尾相接，OUTA3是最高位，OUTB0是最低位，合并后用做8位數(shù)碼數(shù)據(jù)輸出線。DB（顯示消隱）：輸出線，低電平有效，該信號在數(shù)字切換顯示或使用消隱命令時，將顯示消隱。8279鍵盤顯示接口電路的設(shè)計外部時鐘脈沖的產(chǎn)生：在圖2-5.1和圖2-5.2中，89C52的ALE既用做低8位地址的封鎖信號，也把它接到3腳即CLK引腳用作8279的外時鐘信號的輸入。89C52的振蕩頻率fosc選12MHZ。89C52的ALE脈沖頻率是振蕩器頻率的1/6即2MHZ，這是89C52的最高頻率。通過對8279的程序時鐘命令字的編程，8279對來自CLK的引腳的脈沖分頻，分頻數(shù)系數(shù)為20，可得到8279內(nèi)部工作所需的100MHZ的內(nèi)部時鐘。譯碼電路：8279片選譯碼電路：根據(jù)本系統(tǒng)電路的地址分配設(shè)計，對P2.5、P2.6、P2.7譯碼產(chǎn)生的片選信號（低電平有效）接到8279的CS引腳。譯碼器選用74LS138（其詳細(xì)介紹見2-1節(jié)），P2.5、P2.6、P2.7分別與A、B、C相連，Y7與8279的CS端相連。鍵盤/顯示器掃描譯碼器：對“鍵盤/顯示方式設(shè)置命令字”的編程設(shè)置為選通輸入IRQ、譯碼顯示方式（D0=0），8279內(nèi)部不譯碼，用IC1374LS138對SL0~SL3譯碼，以產(chǎn)生信號送入鍵盤。本設(shè)計選用16位LED顯示器，5行5列鍵盤掃描。在初始化時，設(shè)置“鍵盤/顯示方式顯示命令字”的D3=1使8279工作與16位顯示方式。2..中斷請求線：當(dāng)鍵盤中的某鍵按下，8279在測得其按下并在去抖動9延時10ms后再檢測認(rèn)為該鍵仍在按下狀態(tài)，便確認(rèn)此鍵以按下。在確認(rèn)某鍵以按下后，便把此鍵的鍵值儲存與FIFO寄存器中，此時FIFO中有內(nèi)容，稱為FIFO存儲器不空。只要FIFO存儲器不空，便使IRQ為高電平，就直接相89C52請求中斷。但由于89C52的INT0與INT1是低電平或下降沿請求中斷，因此把IRQ反向后加到89C52的INT1端。當(dāng)單片機讀取FIFO的內(nèi)容后，IRQ就回到低電平。如果FIFO還有未讀取的鍵值時，回重新使IRQ不變?yōu)楦唠娖?，相單片機請求中斷。由于FIFO存儲器是先進先出RAM，因此先讀走的鍵值對應(yīng)與先按下的鍵?？刂葡到y(tǒng)軟件的設(shè)計3.1RAM地址分配及初始化首先給出位標(biāo)志定義、RAM地址分配和初始化部分。位標(biāo)志定義00H：自檢標(biāo)志，用于主程序中的自檢；01H：8279用以申請中斷標(biāo)志；02H：SET鍵標(biāo)志；03H：RUN鍵標(biāo)志；04H：停車標(biāo)志。RAM地址分配內(nèi)部RAM：60H：SP；69H：DELAY；68H：KEY；67H：KEY；（2000H）66H：狀態(tài)指示用；（6000H）65H：主軸電機及步進電機輸出；（8000H）64H：輸入定義；中斷入口地址：0003H：INT0000BH：T00013H：INT1001BH：T1外部RAM：4000H，4001H：匝數(shù)；4002H：慢繞匝數(shù)；4003H，4004H：線經(jīng)；4005H，4006H：排幅；4007H，4008H：跳距；4009H：方式；(低)5FF0H：(高)5FF1H：起始編號；(低)5FF2H：(高)5FF3H：設(shè)定轉(zhuǎn)速；2000H：IC274LS3734000H-5000H：IC30RAM62646000H：IC374LS3748000H：IC1574LS244A000HI：C1474LS374C000HI：C1674LS244E000H,E001H：IC88279定時器部分的初始化步進電機驅(qū)動需要一個方向電平信號，此方向電平信號為高電平“1”時，步進電機按正方向旋轉(zhuǎn)，為低電平“0”時按負(fù)方向旋轉(zhuǎn)。在本設(shè)計中這個方向信號由P1.6輸出。CP脈沖通過定時器T0和軟件編程產(chǎn)生，由P1.5輸出，選擇T0工作方式2。自動重裝方式。LED顯示部分的閃爍通過定時器T1 來產(chǎn)生。定時器初始化的主要內(nèi)容：選擇工作方式：對方式寄存器TMOD進行設(shè)置，選擇工作方式。TMOD的狀態(tài)應(yīng)置為01100110，其狀態(tài)字為66H。T0、T1的啟、?？刂朴?位寄存器TCON控制，TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT08FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H各位均為“1”時有效，TR1、TR0為“1”時啟動，為“0”時停止。給定時器賦初值：啟動定時器SETBTR0：啟動T0SETBTR1：啟動T18279的初始化8279的命令字：8279的各種工作方式都要通過對命令寄存器的設(shè)置來實現(xiàn)，各命令寄存器的命令字及其寄存器口地址如下：鍵盤/顯示命令字為：00001110，命令寄存器口地址為：0EH；時鐘編程命令字為：00110100，命令寄存器口地址為：34H；讀FIFO/AM命令字為：01010000，命令寄存器口地址為：50H；讀顯示RAM命令字為：01110000，命令寄存器口地址為：70H；寫顯示RAM命令字為：10010000，命令寄存器口地址為：90H；顯示器禁止寫入/熄滅命令字為：10100000，命令寄存器口地址為：A0H；清除命令字為：11010001，命令寄存器口地址為：D1H；結(jié)束中斷/出錯命令字為：11110000，命令寄存器口地址為：F0H；根據(jù)上述8種命令字可以確定8279的工作方式，初始化時把各命令字送入命令地址口，根據(jù)其特征位可以把命令存入相應(yīng)的命令寄存器，執(zhí)行程序時8279能自動尋址相應(yīng)的命令寄存器。8279初始化程序圖：3.2控制系統(tǒng)主程序的設(shè)計主程序的主要功能對單片機進行自檢。對單片機系統(tǒng)進行初始化。檢測中斷，并執(zhí)行相應(yīng)的中斷子程序。進行鍵盤掃描，檢測各功能鍵的閉合情況，并執(zhí)行相應(yīng)的子程序。檢測各開關(guān)量，并發(fā)出報警信號。指示繞線機的工作狀態(tài)及顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。程序的設(shè)計繞線機單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計要求（詳見任務(wù)書）：繞線機單片機控制系統(tǒng)是通過計數(shù)對一個電動繞線系統(tǒng)進行控制，要求：繞線圈數(shù)控制值可通過鍵盤進行設(shè)定，設(shè)定值的范圍為0~9999，要有LED數(shù)碼管顯示計數(shù)的設(shè)定置；啟動工作開關(guān)后，繞線系統(tǒng)工作。當(dāng)繞線計數(shù)值到達設(shè)定的計數(shù)控制值時，單片機發(fā)出控制信號，使該工作系統(tǒng)停止工作。再次啟動工作開關(guān)時，系統(tǒng)進行下一次繞線工作。如需重新設(shè)定繞線圈數(shù)，則可通過按鍵進行，并有暫停繞線功能。原理說明計數(shù)控制系統(tǒng)是目前使用最廣泛的自動控制應(yīng)用系統(tǒng)之一，本系統(tǒng)采用了8031單片機作為該控制系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)的組成分為硬件電路和系統(tǒng)程序兩部分，下面就該兩部分的組成、工作原理進行說明。系統(tǒng)硬件電路圖1為帶數(shù)碼管顯示當(dāng)前計數(shù)值的單片機計數(shù)控制系統(tǒng)的電路。其中：單片機采用89C52，LED顯示采用動態(tài)掃描方式。為了提供LED數(shù)碼管的驅(qū)動電流，用三極管BG1作電源驅(qū)動輸出，其型號可選擇3DG12型NPN管。為了提高計數(shù)的精確性，采用12MHz晶振。為滿足控制設(shè)備功率的要求，采用了繼電器控制輸出結(jié)構(gòu)，繼電器的型號可選用JZC—23F型，其工作電壓為5V，為防止繼電器斷電時產(chǎn)生反電動勢的干擾，在其線圈兩端加了一個二極管D作為吸收回路。繼電器線圈的驅(qū)動電流由三極管BG的集電極提供，三極管BG2的型號可選用型3DG12NPN管。2.系統(tǒng)程序的設(shè)計2.1數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)(即用戶設(shè)定的繞線圈數(shù))存放在內(nèi)部寄存器R4和R5中，如下表1所示。其中：R4存放個位、十位數(shù)據(jù)，R5存放百位、千位數(shù)據(jù)，均為十進制BCD碼。由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用十進制BCD碼數(shù)據(jù)經(jīng)P1.4~P1.7口送至四線—七段顯示譯碼器CC14547后，由CC14547將其譯為LED數(shù)碼管相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)的段碼（CC14547的譯碼真值表如下表2所示），使LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于CC14547具有較大的輸出電流驅(qū)動能力，因此其輸出直接與LED數(shù)碼管相連。顯示時，由P1.0~P1.3口進行LED數(shù)碼管的位選控制，實現(xiàn)LED數(shù)碼管的循環(huán)顯示。本設(shè)計中LED數(shù)碼管顯示電路采用了共陰極形式。表1R5高4位R5低4位R4高4位R4低4位LED3LED2LED1LED0表2輸入輸出數(shù)字顯示BIDCBAabcdefg0××××0000000消隱1000011111100100010110000110010110110121001111110013101000110011410101101101151011000111116101111110000711000111111181100111100119110100000000消隱110110000000消隱111000000000消隱111010000000消隱11110 0000000消隱111110000000消隱2.2系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)本設(shè)計要求的源程序(供參考)：ORG0000HLJMPSTARTORG0003HAJMPINTT0ORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHRETIORG0023HRETIORG0050HSTART：MOVR4,#00H；存放設(shè)置數(shù)單元清零，R4的低、高4位分別放個、十位(BCD碼)MOVR5，#00H；存放設(shè)置數(shù)單元清零，R5的低、高4位分別放百、千位(BCD碼)MOVR6，#00H；存放統(tǒng)計已輸入多少位數(shù)的單元清零MOV20H，#00H；位標(biāo)志位單元清零MOVP3,#0FFHMOVP1，#00HMOV60H，#00H；實際繞線計數(shù)值存放單元（十位、個位）清零MOV61H,00H；實際繞線計數(shù)值存放單元（千位、百位）清零MOVDPTR,#0003H；給出8255A的控制字寄存器的地址MOVA,#10000010BMOVX@DPTR,A；設(shè)定8255A的PA口、PC口為輸出口，PB口為輸入口。采用方式0。MOVA,#00000001BMOVDPTR,#0002H；給出8255A的PC口地址MOVX@DPTR,A；PC0=1、PC1=0，繞線電機復(fù)位（停止工作）。MOVTCON,#00HSETBIT0；設(shè)定INT0(外部中斷0)為脈沖觸發(fā)方式MOVIE,#00HSETBEASETBEX0；開INT0中斷BH1:ACALLJPSM；調(diào)用鍵盤掃描子程序CJNER6，#01H,ABC11MOVA,BSWAPA；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的千位數(shù)置高4位M0VR5，A；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的千位數(shù)置R5的高4位ABC11：CJNER6，#02H,ABC12MOVA,R5ADDA,BM0VR5，A；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的百位數(shù)置R5的低4位ABC12：CJNER6，#03H,ABC13MOVA,BSWAPA；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的十位數(shù)置高4位M0VR4，A；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的十位數(shù)置R4的高4位ABC13：CJNER6，#04H,BH2MOVA,R4ADDA,BM0VR4，A；輸入設(shè)置繞線圈數(shù)的個位數(shù)置R4的低4位BH2：ACALLDISPLAY；調(diào)用顯示子程序，顯示繞線設(shè)定置JB00H,BH3JNBP3.1，BH4JB02H,BH5JNBP3.0，BH6AJMPBH1；設(shè)置繞線圈數(shù)未結(jié)束，轉(zhuǎn)BH1BH4：CLR02HMOVR6,#00HAJMPBH1；轉(zhuǎn)BH1，重新設(shè)置繞線圈數(shù)BH6：SETB02HJB00H,BH3BH5：JBP3.3，BH2SETB00HMOVA,#00000010BMOVDPTR,#0002H；給出8255A的PC口地址MOVX@DPTR,A；PC0=0、PC1=1，繞線電機工作（開始繞線）BH3：MOVA,R4CJNEA,60H,BH7MOVA,R5CJNEA,61H,BH7MOVA,#00000001BMOVDPTR,#0002HMOVX@DPTR,A；繞線結(jié)束，PC0=1、PC1=0，繞線電機復(fù)位（停止工作）。CLR00HMOV60H，#00H；實際繞線計數(shù)值存放單元（十位、個位）清零MOV61H,00H；實際繞線計數(shù)值存放單元（千位、百位）清零AJMPBH1；轉(zhuǎn)BH1，準(zhǔn)備下一次啟動，進行繞線工作BH7：JNBP3.5，BH8AJMPBH2BH8：MOVA,#00000001BMOVDPTR,#0002H；給出8255A的PC口地址MOVX@DPTR,A；PC0=1、PC1=0，繞線電機復(fù)位（停止工作）。AJMPBH1；轉(zhuǎn)BH1，準(zhǔn)備下重新啟動，進行繞線工作DISPLAY:MOVA,R4；LED顯示子程序SWAPAANLA,#0F0HORLA,#01HMOVP1,AACALLDELAY1；LED0（設(shè)置的個位數(shù)）顯示MOVA,R4ANLA,#0F0HORLA,#02HMOVP1,AACALLDELAY1；LED1（設(shè)置的十位數(shù)）顯示MOVA,R5SWAPAANLA,#0F0HORLA,#04HMOVP1,AACALLDELAY1；LED2（設(shè)置的百位數(shù)）顯示MOVA,R5ANLA,#0F0HORLA,#08HMOVP1,AACALLDELAY1；LED3設(shè)置的千位數(shù)）顯示RETJPSM:ACALLKS1；鍵盤掃描子程序。調(diào)用判有無鍵按下子程序，檢查有鍵閉合否JZJEND；A為零（無鍵按下）則轉(zhuǎn)移,準(zhǔn)備返回主程序ACALLDISPALY；顯示2次（延時約12ms），去抖動ACALLDISPLAYACALLKS1；再檢查有鍵閉合否JZJEND；A為零（無鍵按下）則轉(zhuǎn)移,準(zhǔn)備返回主程序MOVA,#11111110B；掃描初值送AMOVDPTR,#0000H；PA口地址MOVX@DPTR,A；掃描初值送PA口INCDPTR；PB口地址MOVXA,@DPTR；讀PB口JBACC.0,ABC1MOVB,#5ABC1：JBACC.1,ABC2MOVB,#0ABC2：MOVA,#11111101B；掃描初值送AMOVDPTR,#0000H；PA口地址MOVX@DPTR,A；掃描初值送PA口INCDPTR；PB口地址MOVXA,@DPTR；讀PB口JBACC.0,ABC3MOVB,#6ABC3：JBACC.1,ABC4MOVB,#1ABC4：MOVA,#11111011B；掃描初值送AMOVDPTR,#0000H；PA口地址MOVX@DPTR,A；掃描初值送PA口INCDPTR；PB口地址MOVXA,@DPTR；讀PB口JBACC.0,ABC5MOVB,#7ABC5：JBACC.1,ABC6MOVB,#2ABC6：MOVA,#11110111B；掃描初值送AMOVDPTR,#0000H；PA口地址MOVX@DPTR,A；掃描初值送PA口INCDPTR；PB口地址MOVXA,@DPTR；讀PB口JBACC.0,ABC7MOVB,#8ABC7：JBACC.1,ABC8MOVB,#3ABC8：MOVA,#11101111B；掃描初值送AMOVDPTR,#0000H；PA口地址MOVX@DPTR,A；掃描初值送PA口INCDPTR；PB口地址MOVXA,@DPTR；讀PB口JBACC.0,ABC9MOVB,#9ABC9：JBACC.1,ABC10MOVB,#4ABC10：ACALLDISPLAY；延時6ms等待鍵釋放ACALLKS1JNZABC10INCR6；鍵起，將統(tǒng)計輸入的數(shù)的個數(shù)加1JEND:RET；鍵起，返回主程序KS1：MOVDPTR,#0000H；判有無鍵按下子程序。PA口送00HMOVA,#00HMOVX@DPTR,A；PA口送00HMOVDPTR,#0001HMOVXA,@DPTR；PB口送ACPLA；A取反，無鍵按下則為0ANLA,#03H；屏蔽A的高6位（只分析PB0，PB1的輸入）RETINTT0:PUSHACC；外部中斷0的中斷響應(yīng)程序。堆棧保存主程序中A的內(nèi)容INC60H；60H單元內(nèi)容加1，調(diào)整為BCD碼CLRCCLRAADDCA,60HDAAMOV60H,AJNCNEXT；60H單元內(nèi)容加1調(diào)整為BCD碼后，若無進位則轉(zhuǎn)NEXT,有進位則順序執(zhí)行INCR5；61H單元內(nèi)容加1，調(diào)整為BCD碼CLRCCLRAADDCA,R5DAAMOVR5,ANEXT:POPACC；外部中斷0的中斷響應(yīng)結(jié)束。釋放保存在棧中的主程序中A的內(nèi)容RETIDELAY1:MOVR1,#100；0.1s延時子程序LOOP2:MOVR0,#250LOOP1:DJNZR0,LOOP1DJNZR1,LOOP2RETEND；匯編程序結(jié)束系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論分析

4.1硬件調(diào)試

單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件調(diào)試是交叉進行的，但通常是先排除樣機中明顯的硬件故障，尤其是電源故障，才能安全地和仿真器相連，進行綜合調(diào)試。

4.1.1硬件電路故障及解決方法

1．錯線、開路、短路：由于設(shè)計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的錯線、開路、短路等故障。

解決方法：在畫原理圖時仔細(xì)檢查、校正即可解決。

2．元器件損壞：由于對元器件使用要求的不熟悉及制作調(diào)試過程中操作不當(dāng)致使器件損壞。

解決方法：在設(shè)計過程中要明確各元器件的工作條件，嚴(yán)格按照制作要求進行操作，損壞的元器件要及時更換，以免損壞其他元件或影響電路功能的實現(xiàn)。

3．電源故障：設(shè)計中存在電源故障，即上電后將造成元器件損壞、無法正常供電，電路不能正常工作。電源的故障包括：電壓值不符和設(shè)計要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，各檔電源之間的短路，變壓器功率不足，內(nèi)阻大，負(fù)載能力差等。

解決方法：電源必須單獨調(diào)試好以后才能加到系統(tǒng)的各個部件中。本設(shè)計中就出現(xiàn)電源故障經(jīng)過一個穩(wěn)壓電路才使其正常工作。

4.1.2硬件調(diào)試方法

本設(shè)計調(diào)試過程中所用的調(diào)試方法有：靜態(tài)測試、聯(lián)仿真器在線調(diào)試等。

1．靜態(tài)測試

在樣機加電之前，首先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。第二步是加電后檢查各個插件上引腳的電位，仔細(xì)測量各點電位是否正常，尤其應(yīng)注意單片機插座上的各點電位，若有高壓，聯(lián)機時將會損壞仿真器。第三步是在不加電情況下，除單片機以外，插上所有的元器件，最后用仿真適配器將樣機的單片機插座和仿真器的仿真接口相連，為聯(lián)機調(diào)試做準(zhǔn)備。

2．聯(lián)仿真器在線調(diào)試

測試RAM存儲器：用仿真器寫命令將一批數(shù)據(jù)寫入樣機中擴展的RAM，然后用讀命令讀出其內(nèi)容，若對任意單元讀出和寫入內(nèi)容一致，則擴展RAM和單片機的連接沒有邏輯錯誤。若讀出寫入內(nèi)存不一致，則可能是地址數(shù)據(jù)線短路，試寫入不同的數(shù)據(jù)觀察讀出結(jié)果，或縮小對RAM的讀寫范圍，檢查對RAM中其它區(qū)域的影響，這樣可初步對地址數(shù)據(jù)線短路錯誤定位，再用萬用表、示波器等進一步確診。

4.2軟件調(diào)試

4.2.1軟件電路故障及解決方法

設(shè)計軟件部分出現(xiàn)這種錯誤的現(xiàn)象：

1．當(dāng)以斷點或連續(xù)方式運行時，目標(biāo)系統(tǒng)沒有按規(guī)定的功能進行操作或什么結(jié)果也沒有，這是由于程序轉(zhuǎn)移到意外之處或在某處死循環(huán)所造成的。

解決方法：這類錯誤的原因是程序中轉(zhuǎn)移地址計算錯誤、堆棧溢出、工作寄存器沖突等。在采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)時，錯誤可能在操作系統(tǒng)中，沒有完成正確的任務(wù)調(diào)度操作，也可能在高優(yōu)先級任務(wù)程序中，該任務(wù)不釋放處理器，使CPU在該任務(wù)中死循環(huán)。通過對錯誤程序的修改使其實現(xiàn)預(yù)期的功能。

2．不響應(yīng)中斷

CPU不響應(yīng)中斷或不響應(yīng)某一個中斷這種錯誤的現(xiàn)象是連續(xù)運行時不執(zhí)行中斷任務(wù)程序的規(guī)定操作，當(dāng)斷點設(shè)在中斷入口或中斷服務(wù)程序中時碰不到斷點。

錯誤的原因有：中斷控制寄存器（IE，IP）的初值設(shè)置不正確，使CPU沒有開放中斷或不許某個中斷源請求；或者對片內(nèi)的定時器、串行口等特殊功能寄存器和擴展的I/O口編程有錯誤，造成中斷沒有被激活；或者某一中斷服務(wù)程序不是以RETI指令作為返回主程序的指令，CPU雖已返回到主程序但內(nèi)部中斷狀態(tài)寄存器沒有被清除，從而不響應(yīng)中斷；或由于外部中斷源的硬件故障使外部中斷請求無效。

解決方法：修改中斷控制寄存器（IE，IP）的初值設(shè)置。

3．結(jié)果不正確

目標(biāo)系統(tǒng)基本上已能正常操作，但控制有誤動作或者輸出的結(jié)果不正確。這類錯誤大多是由于計算程序中的錯誤引起的。錯誤原因沒有查明，沒有解決。

4.2.2軟件調(diào)試方法

軟件調(diào)試所使用的方法有：計算程序的調(diào)試方法、I/O處理程序的調(diào)試法、綜合調(diào)試法等。

總結(jié)與展望

5.1總結(jié)在這幾個月的課題制作中，我們學(xué)到了很多的東西，特別注重理論與實踐的聯(lián)系，同時也完成了這個課題。從這個課題中，讓我們受益匪淺，我們學(xué)到了很多東西，我以前學(xué)習(xí)的僅僅是單片機，電工，傳感器等課程都是一些純理論性的知識，而且學(xué)得很零散也很片面，與實踐還是相差甚遠(yuǎn)，通過本課題的學(xué)習(xí)，慢慢得把這些零散的知識串起來，特別是在硬件制作和軟件編程上都得到了很大的提高。大大增強了自身的綜合能力，整個課題的制作過程就是一個發(fā)現(xiàn)問題—解決問題的過程，也可以說是發(fā)現(xiàn)困難—解決困難的過程。在整個過程中我們遇到了很多的困難，包含在整個系統(tǒng)的各個方面。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)困難的時候，我們會在網(wǎng)上找相關(guān)的資料，然后向有關(guān)老師咨詢相關(guān)內(nèi)容，和同學(xué)一起討論，最后把困難一個個給解決。當(dāng)然很多時候，這不是一個很容易的事兒，這時候我們會從不同的方案中選擇、實驗，淘汰掉那些不能達到目的的方案，最后得到我們需要的方案。希望自己以后通過自己的不懈努力取得更大的進步。5.2展望

目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。

單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：

1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用

單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活