微機原理實驗報告

汽車輪轂生產(chǎn)專用夾具的控制系統(tǒng)設(shè)計的計算機控制技術(shù)的實現(xiàn)班級：10級工程機械學(xué)號：100101010353姓名：占發(fā)恩課程名稱：微機原理及應(yīng)用指導(dǎo)教師：史艷國2013年5月目錄摘要前言1.項目的描述及要求2.項目的模擬方案3.控制程序4.模擬的實驗結(jié)果5.項目的結(jié)論6.主要參考文獻摘要通過前言了解現(xiàn)在的行業(yè)發(fā)展概況，考慮本次實驗項目的實用價值。由項目的描述及要求開始了解本次實驗項目要研究的內(nèi)容，通過項目的模擬方案了解本次實驗的準(zhǔn)備工作，通過控制程序了解控制系統(tǒng)的控制方法及步驟，接著通過模擬的實驗結(jié)果及相應(yīng)的視頻來觀察實驗的運行過程，及了解相應(yīng)的實驗結(jié)果的分析，最后由項目的結(jié)論對本次實驗進行總結(jié)。前言現(xiàn)在，隨著城市化的進程，我國的汽車行業(yè)發(fā)展越來越好，開始有一些國產(chǎn)汽車得到消費者的認可。國內(nèi)一些知名的汽車品牌開始發(fā)展壯大，如奇瑞、吉利、華晨等。而汽車生產(chǎn)越來越傾向于由計算機輔助的自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)線也向柔性化的方向發(fā)展，未來的汽車生產(chǎn)線將是完全由程序控制，自動生產(chǎn)的。因此，運用微控制器控制生產(chǎn)線進行自動化的生產(chǎn)是現(xiàn)在制造行業(yè)的主流思想。這種自動化的生產(chǎn)方式在減輕工人負擔(dān)、挺高生產(chǎn)效率、減少生產(chǎn)成本等方面起著不可限量的作用。項目的描述及要求汽車輪轂生產(chǎn)的最后一序是數(shù)控車削，需要使用專用夾具，該夾具使用液壓裝置驅(qū)動，中心定位方式。具體的動作過程是：機器手上料送到------液壓定位裝置啟動------中心定位（使用光電傳感器檢測中心孔定位是否準(zhǔn)確）------若定位滿足要求，驅(qū)動液壓夾緊裝置夾緊工件（使用壓力傳感器檢測是否到達工作壓力）------夾緊后啟動車床主軸開始工作。要求具有計件功能，能夠記錄每班的生產(chǎn)件數(shù)并使用數(shù)碼管顯示。項目的描述及要求工程背景

隨著社會進程的加快，汽車產(chǎn)業(yè)如今仍然是制造業(yè)的寵兒。在如今高速運轉(zhuǎn)的社會機構(gòu)中，人們對自動化要求也越來越高。因此，如何適應(yīng)優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的生產(chǎn)要求是微機控制系統(tǒng)發(fā)展起來的源動力。本項目針對汽車輪轂的生產(chǎn)，改進其工件裝夾的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動化、人性化操作，提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本。

項目的描述及要求需要解決的問題1.檢測機器手上料是否送到2.啟動液壓定位裝置3.檢測中心孔定位是否準(zhǔn)確4.驅(qū)動液壓夾緊裝置5.檢測是否達到工作壓力6.啟動車床主軸開始工作7.檢測是否加工完成8.實現(xiàn)計數(shù)功能9.實現(xiàn)數(shù)碼管顯示已完成的件數(shù)10.實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)

項目的描述及要求需要解決的問題1.檢測機器手上料是否送到（需要一位輸入口）2.啟動液壓定位裝置（需要一位輸出口）3.檢測中心孔定位是否準(zhǔn)確（需要一位輸入口）4.驅(qū)動液壓夾緊裝置（輸出口）5.檢測是否達到工作壓力（輸入口）6.啟動車床主軸開始工作（輸出口）7.檢測是否加工完成（輸入口）8.實現(xiàn)計數(shù)功能（需要緩存）9.實現(xiàn)數(shù)碼管顯示已完成的件數(shù)（兩個8位輸出口）10.實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)（需要循環(huán)）

項目的模擬方案所用的硬件PC機一臺STAR系列實驗儀一套導(dǎo)線若干

具體用到的模塊A3區(qū)：CPU總線、片選區(qū)B4區(qū)：8255電路G6區(qū)：發(fā)光二極管、開關(guān)G5區(qū)：數(shù)碼管（共陰極）直流電動機的LED燈（白光）、蜂鳴器、邏輯筆接線圖PC0～PC3對應(yīng)開關(guān)1到開關(guān)4PC4～PC6對應(yīng)邏輯筆、白燈、蜂鳴器系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)接線圖B4區(qū)：CS、A0、A1 —— A3區(qū)：CS1、A0、A1B4區(qū)：JP56（PA口） —— G5區(qū)：JP41B4區(qū)：JP53（PB口） —— G5區(qū)：JP42G6區(qū)：JP65 —— G5區(qū)：開關(guān)排線接口B4區(qū)：PC0～PC3 —— G5區(qū)：開關(guān)1到開關(guān)4的位接口B4區(qū)：PC5 —— 直流電動機模塊LIGHT口B4區(qū)：PC6 —— 蜂鳴器模塊Ctrl口B4區(qū)：PC4 —— 邏輯筆接口控制程序開始數(shù)碼管顯示8個“8”數(shù)碼管顯示已完成的件數(shù)檢測上料？啟動液壓裝置NY檢測定位？YN啟動液壓夾緊裝置檢測壓力？NY框圖控制程序啟動主軸檢測加工完成？YN計數(shù)并用數(shù)碼管顯示控制程序詳細程序.modelsmall.stack.dataLEDdt db8dup(8) ;數(shù)碼緩沖區(qū),用于檢測數(shù)碼管是否有壞的LEDdt01 db8dup(0) ;數(shù)碼緩沖區(qū)，用于顯示已生產(chǎn)件數(shù).codestart:movdx,0f003h ;控制端口 moval,10000001B ;端口A、端口B都設(shè)為輸出方式（方式0）,PC4~PC7為輸 ;出，PC0~PC3為輸入 outdx,al movdx,0f000h ;定義端口A，即數(shù)碼管位選 moval,0ffh outdx,al movdx,0f001h ;定義端口B，即數(shù)碼管段選 moval,00h outdx,al movdx,0f002h ;定義端口C，初始化輸入輸出 moval,6fh outdx,al callLEDsmts ;檢測數(shù)碼管是否有壞的 控制程序again: movdx,0f002h ;定義端口C，初始化輸入輸出 moval,6fh outdx,al callLEDsmnum ;顯示已生產(chǎn)件數(shù)next1: movdx,0f002h inal,dx andal,01h ;檢測機器手上料是否送到 jznext2 callLEDsmnum jmpnext1next2: movdx,0f002h inal,dx andal,11011111b ;置位PC5，使直動燈亮，相當(dāng)于啟動液壓定位 ;裝置 outdx,al控制程序next3: movdx,0f002h inal,dx andal,02h ;檢測中心孔定位是否準(zhǔn)確 jznext4 callLEDsmnum jmpnext3next4: movdx,0f002h inal,dx andal,10111111b ;置位PC6，使蜂鳴器響，相當(dāng)于啟動液壓 ;夾緊裝置 oral,00100000b ;復(fù)位PC5，使直動燈滅，相當(dāng)于 ;關(guān)閉液壓定位裝置 outdx,al控制程序next5: movdx,0f002h inal,dx andal,04h ;檢測是否到達工作壓力 jznext6 callLEDsmnum jmpnext5next6: movdx,0f002h inal,dx oral,00010000b ;置位PC4，使邏輯筆變綠，相當(dāng)于啟動車 ;床主軸開始工作 oral,01000000b ;復(fù)位PC6,使蜂鳴器禁聲，相當(dāng)于液壓裝置 ;已夾緊，停止夾緊動作 outdx,al控制程序next7: movdx,0f002h inal,dx andal,08h ;檢測是否加工完成 jznext8 callLEDsmnum jznext7next8: movdx,0f002h inal,dx andal,11101111b ;復(fù)位PC4，使邏輯筆變紅，相當(dāng)于已加工 ;完成，停止加工動作 outdx,al callnumadd1 ;調(diào)用子程序，使已完成件數(shù)加1 loopagain控制程序;子程序，已生產(chǎn)的件數(shù)加1numadd1 proc pushax pushbx pushdx pushcx movsi,offsetLEDdt01 cldnn1: lodsb cmpal,9 jznn2 jmpnn3nn2: movbyteptrds:[si-01h],0 jmpnn1nn3: incbyteptrds:[si-01h] popcx popdx popbx popax retnumadd1endp控制程序;子程序，顯示已生產(chǎn)件數(shù)LEDsmnumproc pushax pushbx pushdx pushcx movcx,1000again3:movsi,offsetLEDdt01 ;指向數(shù)碼緩沖區(qū) callLEDdisp ;調(diào)用顯示子程序 loopagain3 popcx popdx popbx popax retLEDsmnumendp控制程序;子程序，檢測數(shù)碼管是否有壞的timer3=08hLEDsmts proc pushax pushbx pushdx pushcx movbx,timer3again8: movcx,1000again2:movsi,offsetLEDdt ;指向數(shù)碼緩沖區(qū) callLEDdisp ;調(diào)用顯示子程序 loopagain2 decbx jnzagain8 popcx popdx popbx popax retLEDsmtsendp 控制程序;子程序：顯示一次數(shù)碼緩沖區(qū)的8個數(shù)碼，入口參數(shù)：DS：SI=緩沖區(qū)首地址LEDdisp proc pushax pushbx pushdx movbx,offsetLEDtb ;指向顯示代碼表 movah,0feh ;指向最左邊數(shù)碼管LED1: lodsb ;取出要顯示的數(shù)字 xlatcs:LEDtb ;得到顯示代碼：AL←CS：[BX+AL] movdx,0f001h ;0f002h為段控制端口,也是PB口 outdx,al ;送出段碼 moval,ah ;取出位顯示代碼 movdx,0f000h ;0f001h為位控制端口，也是PA口 outdx,al ;送出位碼 calldelay03 ;實現(xiàn)數(shù)碼管延時顯示 rolah,01h ;指向下一個數(shù)碼管 cmpah,0feh ;是否指向最右邊的數(shù)碼管 jnzLED1 ;沒有，顯示下一個數(shù)字 popdx popbx popax retLEDtb db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h db7fh,6fhLEDdisp endp控制程序delay03proc ;子程序，位數(shù)碼管顯示用的延時 pushbx pushcx movcx,10delay5:loopdelay5popcx popbx retdelay03endpendstartend程序運行過程視頻模擬的實驗結(jié)果程序調(diào)試的情況 程序調(diào)試過程：①撥開關(guān)1，使LED1亮，給PC0輸入低電平，直流電動機的LED燈（白燈）亮；②撥回開關(guān)1，撥開關(guān)2，給PC1輸入低電平，直流電動機的LED燈（白燈）滅，蜂鳴器響；③撥回開關(guān)2，撥開關(guān)3，給PC2輸入低電平，蜂鳴器停止響聲，邏輯筆從紅燈亮變成綠燈亮；④撥回開關(guān)3，撥開關(guān)4，邏輯筆從綠燈亮變回紅燈亮，數(shù)碼管顯示的件數(shù)加上1后的數(shù)值；⑤重復(fù)步驟①到步驟④，顯示的結(jié)果一樣。程序運行的結(jié)果的分析 在上述的程序運行中，運行結(jié)果正確，說明程序沒有錯誤。特別注意：在剛編譯完時，程序馬上進入運行狀態(tài)，必須觀察數(shù)碼是否顯示8個“8”，否則說明數(shù)碼管不亮的段是壞的；在實驗之前，應(yīng)該用導(dǎo)線檢測邏輯筆、LED、蜂鳴器是否是壞的。項目的結(jié)論

在本次實驗中，用開關(guān)控制高低電平的輸入來模擬傳感器給CPU的輸入信號，用CPU的輸出信號控制實驗板上的LED、蜂鳴器等來模擬實際應(yīng)用中控制的各種機械設(shè)備。實驗結(jié)果完全達到預(yù)期的控制效果，完全滿足項目的要求，而且還考慮到了一些人性化的功能優(yōu)化：如，工作之前數(shù)碼管好壞的檢測；持續(xù)顯示已生產(chǎn)的件數(shù)；在啟動下一步的機器前，關(guān)閉上一步運行的機器；可持續(xù)進行生產(chǎn)等。 在工程實際中，實際應(yīng)用還需要改進的地方：比如，在實驗板上沒有復(fù)位按鍵，在實際應(yīng)用中這相當(dāng)于重新啟動程序而無需斷電；本程序沒有設(shè)置中斷程序，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)計一些危險情況發(fā)生時的中斷程序，起到保護機器或人的作用；在本實驗中，只是用到了高低電平作為模擬的輸入輸出信號，在實際應(yīng)用中，不止這兩中信號，還有數(shù)字信號、模擬信號、紅外信號等，所以在實際應(yīng)用中還應(yīng)該考慮這些信號間的轉(zhuǎn)換，使之成為CPU能理解的信號或外設(shè)能利用的信號。主要參考文獻[1]錢曉捷.16/3