注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)樣本

摘要機(jī)械手是模仿著人手某些動(dòng)作，按給定程序、軌跡和規(guī)定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手是一種抓取注塑工件機(jī)械手,該機(jī)械手占用空間小，穩(wěn)定性好、效率高，是注塑行業(yè)抓取注塑工件不可缺少自動(dòng)化設(shè)備，該機(jī)械手以氣動(dòng)方驅(qū)動(dòng)，簡樸可靠，操作、維修以便。有較好市場應(yīng)用前景。本文重要簡介基于單片機(jī)單旋臂式取模機(jī)械手控制板設(shè)計(jì)，采用直接控制構(gòu)造，完畢了硬件電路設(shè)計(jì)，涉及時(shí)鐘復(fù)位電路、輸入輸出通道、液晶接口、鍵盤接口、串口下載等，涉及菜單、機(jī)械手動(dòng)作位置監(jiān)督、故障報(bào)警等有關(guān)功能。整個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)造簡潔、各模塊功能明確。機(jī)械手采用不同硬件構(gòu)造，針對(duì)當(dāng)前開發(fā)單懸臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板提出了相應(yīng)解決方案。該控制板采用模塊化電路設(shè)計(jì)各某些功能明確。同步，考慮到注塑機(jī)取模機(jī)械手惡劣工作環(huán)境，在硬件上加入了抗干擾設(shè)計(jì)，有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。在軟件方面，不但滿足了機(jī)械手動(dòng)作規(guī)定，也加入了抗干擾設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)硬件抗干擾局限性。整個(gè)控制系統(tǒng)調(diào)試完畢，基本完畢機(jī)械手各功能規(guī)定。核心詞:單片機(jī);注塑機(jī)取模機(jī)械手;模塊化；抗干擾AbstractThetake-outrobotforPlastieinjection15arobotforgrabatworkPieceofPlasticinjection.TherobottakeuPthesmallsPaee，goodStability，highefficieney，it15indispensableautomationequipmentsinplastieinjectionfleld.Therobotdrivewiththeairpressure，simpleanderedibilitywouldbeservieeeonvenienee.Directeontrolstrueture15usedintheeontrolsystem，asatake一outrobotforPlastieinjection，hardwaredesignincludetheinPut，outPut，LCDdisPlay，keyboard，ISP，soflwaredesignineludealarm，malfunetionreasondisPlay，teaeh，ete.Thestrueture15eoneision.Thefunctionofeachmold15exPlieit.AfterinirodueethePresenteonditionandexistentProblemoftake一outrobotforPlastieinjeetion，thearticleillustrateddifferenthardwarestructureandProPosedthewaytosolVeProblem.ThehardwarePartoftheeontrolsystemchoosesdireeteontrolstrueture，meanwhile;thePlanforconsideranti一inierferencedesignareusedforcancelingthebadenvironmentoftherobotworking.Also，Providefriendlyinierfaeeforshortenthetimeofstudyabouttherobotandsoftwareanii一interfereneedesignformakeuPthewea比essofthePartofhardwaredesign.ComPletethesystemadjustsandRealizationfunetionoftherobot.KeyWords:MCU:take-outrobotforPlastieinjeetion;anti-inierfereneee目錄第一章緒論1.1注塑機(jī)取模機(jī)械手發(fā)展歷程與現(xiàn)狀1.2課題來源及任務(wù)1.2.1課題來源1.2.2課題完畢任務(wù)1.3課題意義第二章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板總體設(shè)計(jì)2.1控制板總體方案2.1.1機(jī)械手控制板典型方案2.1.2慣用核心解決器2.1.3本控制板采用方案及選用核心解決器2.2控制板功能及基本解決方案2.2.1控制板功能規(guī)定2.2.2控制板基本解決方案2.3系統(tǒng)構(gòu)成框圖第三章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1引言3.2硬件模塊設(shè)計(jì)................3.3CPU、ISP、急停、輸入、輸出通道模塊及其電路設(shè)計(jì)3.3.1CPU選用及其性能簡介3.3.2ISP及其電路設(shè)計(jì)3.3.3急停電路設(shè)計(jì)3.3.4輸入通道及其電路設(shè)計(jì)3.3.5輸出通道及其電路設(shè)計(jì)3.4鍵盤端口和狀態(tài)燈及其電路設(shè)計(jì)3.4.1鍵盤、狀態(tài)燈及其電路設(shè)計(jì)3.4.2鍵盤接口及其電路設(shè)計(jì)3.5液晶顯示端口及其電路設(shè)計(jì)第四章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1引言4.2軟件總體設(shè)計(jì)4.2.1功能性設(shè)計(jì)4.2.2可靠性設(shè)計(jì)4.2.3運(yùn)營管理設(shè)計(jì)4.3機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)和開發(fā)平臺(tái)、編程語言4.3.1軟件模塊設(shè)計(jì)4.3.2開發(fā)平臺(tái)和開發(fā)語言4.4機(jī)械手急停程序設(shè)計(jì)4.5機(jī)械手動(dòng)作程序設(shè)計(jì)4.6鍵盤掃描和鍵盤讀取模塊4.6液晶顯示模塊第五章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)軟、硬件抗干擾設(shè)計(jì)5.1引言5.2挑選適當(dāng)元器件5.2.1元器件失效機(jī)理5.2.2元器件選取5.2.3降額設(shè)計(jì)5.3抗干擾辦法5.3.1光電隔離5.3.2去禍電容、旁路電容、磁珠5.3.3地線安排5.3.4看門狗技術(shù)第六章總結(jié)道謝參照文獻(xiàn)附錄第一章緒論本章簡要簡介了國內(nèi)外注塑用機(jī)械手發(fā)展歷程和將來發(fā)展方向在進(jìn)一步分析當(dāng)前國內(nèi)對(duì)于注塑機(jī)用機(jī)械手技術(shù)現(xiàn)狀和市場需求之間關(guān)系和矛盾基本上簡介了本課題來源并描述了本課題意義和及所要完畢詳細(xì)工作。1.1工業(yè)機(jī)械手發(fā)展歷程與現(xiàn)狀機(jī)械手是可以模仿人手和手臂功能，按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具自動(dòng)操作裝置。它可以某些或所有代替人力，從事某些單調(diào)、繁重重復(fù)性勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境中操作得以保護(hù)人身安全當(dāng)前正廣泛用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。工業(yè)機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，慣用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。工業(yè)機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人手足和大腦功能，它可代替人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中工作;代替人完畢繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前重要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測系統(tǒng)可構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)發(fā)展，功能和性能不斷改進(jìn)和提高，機(jī)械手應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。早在上個(gè)世紀(jì)40年代，美國在原子能實(shí)驗(yàn)中，率先采用機(jī)械手搬運(yùn)放射性材料，工作人員在安全室操縱機(jī)械手完畢各種動(dòng)作和實(shí)驗(yàn)，其控制系統(tǒng)采用遙控操作方式。遙控操作方式是一種最簡樸機(jī)械手控制形式，機(jī)械手(執(zhí)行機(jī)構(gòu))通過機(jī)械或電動(dòng)等仿形機(jī)構(gòu)，跟蹤操作人員手臂(操作機(jī))動(dòng)作。其突出特點(diǎn)是機(jī)械手工作過程中需要人參加，可以充分發(fā)揮人視覺、聽覺等器官傳感與檢測能力，以及人腦思維、判斷與決策能力。但由于其對(duì)人依賴，自動(dòng)化限度不高。50年代后，機(jī)械手逐漸推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴(yán)重地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床輔助裝置，在自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完畢上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。在這些機(jī)械手系統(tǒng)中，普遍采用了繼電邏輯控制或計(jì)算機(jī)邏輯控制，機(jī)械手按照事先編制好控制邏輯，自動(dòng)完畢順序動(dòng)作。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于具備普通功能老式工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用趨向飽和，而許多復(fù)雜操作或特種應(yīng)用卻需要具備一定智能機(jī)器人參加，使智能機(jī)器人獲得較為迅速發(fā)展。智能機(jī)器人機(jī)械某些與機(jī)械手并無本質(zhì)區(qū)別，但控制系統(tǒng)發(fā)生了主線性變化。智能機(jī)器人不但可以依照事先編制程序?qū)崿F(xiàn)預(yù)定動(dòng)作，同步可以探測工作過程中周邊工作條件變化，自動(dòng)修正運(yùn)動(dòng)參數(shù)或運(yùn)動(dòng)規(guī)律。近幾年，中華人民共和國注塑機(jī)發(fā)展迅猛，每年都以超過30%速度增長。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，顧客對(duì)注塑機(jī)自動(dòng)化限度規(guī)定也越來越高。一種大型注塑公司普通會(huì)有幾十甚至幾百臺(tái)注塑機(jī)需要管理，無論是從生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率還是從產(chǎn)品品質(zhì)角度來看，都不也許用人手來取產(chǎn)品，這個(gè)時(shí)候就迫切需要用到注塑機(jī)取模機(jī)械手采用該機(jī)械手取工件，不但大大提高了生產(chǎn)效率，并且大量節(jié)約了操作員工，提高了操作人員安全性和舒服限度。當(dāng)前，國內(nèi)內(nèi)地僅有少數(shù)幾種公司通過仿制方式在生產(chǎn)注塑機(jī)機(jī)械手，大量產(chǎn)品依托臺(tái)灣、日本和歐美進(jìn)口。進(jìn)口機(jī)械手不但成本高昂，其設(shè)計(jì)思路更適合西方人思維卻不太適合中華人民共和國人操作習(xí)慣。當(dāng)前國內(nèi)開發(fā)機(jī)械手控制系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面有所欠缺，而作為控制部件重要某些控制板規(guī)定更高，研制與開發(fā)一種工作效率高、成本低，性能穩(wěn)定注塑機(jī)取模機(jī)械控制板難度加大。1.2課題來源及任務(wù)1.2.1課題來源中華人民共和國改革開放20近年來，塑料加工行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，同步，注塑成型設(shè)備自動(dòng)化限度也越來越高。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，越來越多從事塑料加工行業(yè)廠商在其注塑機(jī)上都配備了注塑機(jī)取模機(jī)械手，以減輕繁重體力勞動(dòng)、改進(jìn)勞動(dòng)條件和安全生產(chǎn)、提高注塑成型機(jī)生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)、減少廢品率、減少生產(chǎn)成本、增強(qiáng)公司競爭力。機(jī)械手可以完畢注塑生產(chǎn)過程中各種工序。在國內(nèi)，當(dāng)前注塑機(jī)取模機(jī)械手重要用于迅速地從模具中取出工件并且送到下一種工位上。一種注塑用機(jī)械手普通可由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等某些構(gòu)成其中:l)執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械手抓取或釋放工件、實(shí)現(xiàn)機(jī)械手動(dòng)作系統(tǒng)，普通由臂部、腕部和手部等部件構(gòu)成。手部是用來抓持工件(或工具)部件，依照被抓持物件形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)規(guī)定而有各種構(gòu)造形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使手部完畢各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定動(dòng)作，變化被抓持物件位置和姿勢。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式。2)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是為執(zhí)行系統(tǒng)各個(gè)部件提供動(dòng)力系統(tǒng)，有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)和機(jī)械等形式。氣動(dòng)式速度快、成本低、構(gòu)造相對(duì)簡樸并且有較高重復(fù)定位精度;而液壓式臂力大，定位精度高，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)控制，但是容易漏油，導(dǎo)致污染。3)控制系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預(yù)定規(guī)定而運(yùn)動(dòng)。主控制板設(shè)計(jì)是系統(tǒng)重要控制部件，涉及位置檢測裝置和程序控制兩某些，普通采用點(diǎn)位控制和持續(xù)軌跡控制兩種方式。注塑機(jī)取模機(jī)械手技術(shù)參數(shù)影響到機(jī)械手整體工作性能:1)抓重是指機(jī)械手抓取制品額定重量或載荷，普通，注塑機(jī)取模機(jī)械手最大抓重是2公斤(涉及夾具重量)。2)機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)械手上下行程、引拔行程、旋入旋出角度等參數(shù)。3)定位精度是指機(jī)械手位置設(shè)定精度和重復(fù)定位精度。以上幾種技術(shù)參數(shù)重要通過機(jī)械方式來達(dá)到，作為注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板設(shè)計(jì)，重要關(guān)注如下幾種問題:1)機(jī)械手工作效率在很大限度上決定了工廠生產(chǎn)注塑工件效率，機(jī)械手完畢一套動(dòng)作時(shí)間成為循環(huán)時(shí)間，循環(huán)時(shí)間越短，機(jī)械手工作效率越高，單位時(shí)間內(nèi)完畢取模動(dòng)作就越多，固然，在詳細(xì)工作過程中，這個(gè)時(shí)間還要取決于注塑機(jī)注塑周期。2)隨著注塑機(jī)取模機(jī)械手普及化，其市場需求量劇增，整體價(jià)格不斷下調(diào)，為了占領(lǐng)國內(nèi)注塑機(jī)取模機(jī)械手市場，在開發(fā)機(jī)械手控制板時(shí)，必要在滿足機(jī)械手性能前提下，盡量減少成本。3)機(jī)械手在抓取工件時(shí)，一種典型工作循環(huán)也許是:機(jī)械手收到注塑機(jī)開模完信號(hào)，機(jī)械手下降、邁進(jìn)、機(jī)械手夾取工件、機(jī)械手后退、上升、檢測與否夾住了工件、機(jī)械手收到一次上位信號(hào)，注塑機(jī)關(guān)模、機(jī)械手旋出、下降、機(jī)械手放工件、機(jī)械手上升、觸發(fā)二次上位信號(hào)、機(jī)械手旋入，然后等待注塑機(jī)開模信號(hào)。機(jī)械手與注塑機(jī)配合工作，保證機(jī)械手運(yùn)營穩(wěn)定性至關(guān)重要，如果浮現(xiàn)注塑機(jī)關(guān)模時(shí)機(jī)械手還停留在下行位置，或者注塑機(jī)還沒有完全開模，機(jī)械手已開始下行等狀況，就會(huì)發(fā)生機(jī)械手與注塑機(jī)直接觸碰，導(dǎo)致注塑模具或機(jī)械手損壞，嚴(yán)重危及人身及設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全。而控制板開發(fā)則遇到了比較大困難，重要體當(dāng)前如下幾種方面:1)可靠性問題由于注塑用機(jī)械手在工廠車間里工作，且機(jī)械手直接安裝在注塑機(jī)上。注塑機(jī)開關(guān)模時(shí)，負(fù)荷變化比較大，會(huì)導(dǎo)致很大浪涌電壓。這種大電流涌動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)正常運(yùn)營。國內(nèi)仿制控制系統(tǒng)抗干擾能力不能完全滿足工作現(xiàn)場需要，程序紊亂、死機(jī)、設(shè)備損壞等狀況時(shí)常發(fā)生。2)工作效率工作效率好壞取決于注塑機(jī)注塑周期、機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、氣路中各支路氣壓和軟件延時(shí)，當(dāng)各種因素調(diào)節(jié)合理才干達(dá)到抱負(fù)工作效率。3)開發(fā)成本作為一種面向市場產(chǎn)品，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)定前提下，在產(chǎn)品開發(fā)階段就致力于成本控制，這對(duì)該產(chǎn)品市場生存能力至關(guān)重要。4)人機(jī)交互由于國內(nèi)生產(chǎn)注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)仿制國外產(chǎn)品時(shí)，重要注重功能實(shí)現(xiàn)而忽視了人機(jī)交互能力研究，操作界面不夠人性化，同步對(duì)操作人員素質(zhì)規(guī)定比較高。5)系統(tǒng)升級(jí)能力控制系統(tǒng)軟件通過燒寫器寫入單片機(jī)，不支持在系統(tǒng)編程能力，軟件升級(jí)比較困難。由于注塑機(jī)取模機(jī)械手可以在很大限度上提高生產(chǎn)率和減少生產(chǎn)成本，可以穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品質(zhì)量，避免由于人為操作失誤而導(dǎo)致不必要損失，因此，注塑機(jī)取模機(jī)械手在注塑生產(chǎn)中作用將會(huì)變得越來越重要。隨著國內(nèi)注塑工業(yè)迅猛發(fā)展，將會(huì)有越來越多機(jī)械手用于上料、混合、自動(dòng)裝卸模具、回收廢料等各個(gè)工序上，并且將向著智能化方向發(fā)展。1.2.2課題完畢任務(wù)由于本設(shè)計(jì)重要是對(duì)機(jī)械手控制板設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)僅為重要控制電路設(shè)計(jì)，不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)電源某些和驅(qū)動(dòng)某些，任務(wù)量大為減少。作為系列注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板設(shè)計(jì)第一階段，重要針對(duì)單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手控制規(guī)定而展開，詳細(xì)研究內(nèi)容涉及:硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程兩大某些。其中，硬件電路涉及時(shí)鐘復(fù)位電路模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊、ISP模塊、串口通訊模塊;軟件某些涉及液晶菜單設(shè)計(jì)、機(jī)械手固定動(dòng)作程序設(shè)計(jì)、聲光報(bào)警設(shè)計(jì)、機(jī)械手動(dòng)作狀態(tài)設(shè)計(jì)。本課題所設(shè)計(jì)單旋臂注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板重要特點(diǎn)是:l)硬件某些采用模塊化設(shè)計(jì)，自行設(shè)計(jì)通用接口，盡量減小電路板空間占有量，在電氣、機(jī)械性能上得以增強(qiáng)，可靠性高。2)采用增強(qiáng)型單片機(jī)，大容量程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和閃存都集成在一塊單片機(jī)內(nèi)，減少了電路板上元器件數(shù)目。3)從硬件和軟件兩個(gè)方面加入抗干擾辦法，提高系統(tǒng)抗干擾能力。4)在電路板上特別增長了ISP模塊和軟件模塊化編程都以便程序調(diào)試和后來軟件升級(jí)。1.3課題意義本課題涉及到單片機(jī)技術(shù)、模仿電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制等各種學(xué)科。通過本課題工作，不但可以實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)取模機(jī)械手單片機(jī)控制，并且對(duì)于多學(xué)科交叉、滲入與交流有積極增進(jìn)作用。當(dāng)前，國內(nèi)廠商所用注塑用機(jī)械手控制某些，大某些是購買國外控制板，國內(nèi)控制板由于穩(wěn)定性和抗干擾效果不抱負(fù)，運(yùn)營故障率比較高。本課題以加強(qiáng)穩(wěn)定性和抗干擾能力為切入點(diǎn)，注重成本減少。但愿通過這一課題研究，理解機(jī)械手關(guān)于知識(shí)和中華人民共和國當(dāng)代工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，達(dá)到對(duì)此前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解和鞏固并純熟應(yīng)用，使注塑用機(jī)械手在國內(nèi)得以推廣。同步，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，理解設(shè)計(jì)某項(xiàng)系統(tǒng)詳細(xì)思想和操作環(huán)節(jié)，為后來更深一部研發(fā)創(chuàng)造打下良好基本。第二章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板總體設(shè)計(jì)2.1控制板總體方案當(dāng)前，在市場上注塑用機(jī)械手種類重要有單懸臂式機(jī)械手、雙懸臂式機(jī)械手、雙臂橫走式變頻機(jī)械手、單軸伺服雙臂橫走式機(jī)械手、三軸伺服雙臂橫走式機(jī)械手等，對(duì)于不同注塑用機(jī)械手，其動(dòng)作規(guī)定略有不同。詳細(xì)規(guī)定見表2.1、2.2550mm范疇550mm范疇上下行程（mm）動(dòng)作名稱321表2.2機(jī)械手動(dòng)作行程規(guī)定序號(hào)45先后行程（mm）旋出角度（°））爪旋角度（°）最大夾取負(fù)荷（kg）120mm50～90902表2.1不同機(jī)械手動(dòng)作規(guī)定（無吸）（無吸）動(dòng)作型號(hào)上下引拔進(jìn)退橫走吸夾定點(diǎn)放置位置單旋臂式雙旋臂式司服橫走式旋入旋出本文重要研究是單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手，這種注塑機(jī)取模機(jī)械手需要完畢動(dòng)作有:上行，下行、邁進(jìn)、后退、旋入、旋出、夾。這幾種動(dòng)作互相組合，完畢相應(yīng)動(dòng)作安排。這幾種單步動(dòng)作并不是任意組合都可以進(jìn)行，為了機(jī)械手正常、安全工作，必要妥善解決如下動(dòng)作之間聯(lián)鎖控制:1)在機(jī)械手下行位置時(shí)，機(jī)械手不能進(jìn)行旋入、旋出動(dòng)作。2)機(jī)械手在完畢一套動(dòng)作后必要回到原始位置。3)由于機(jī)械手是和注塑機(jī)配合工作，因此在機(jī)械手開始第一種動(dòng)作之前，要等待注塑機(jī)開模完信號(hào)。換句話說，在開模完信號(hào)到來后，機(jī)械手工作，在開模完信號(hào)沒有到來時(shí)，機(jī)械手等待。4)在機(jī)械手同步處在旋入狀態(tài)和下行位置時(shí)，不能向注塑機(jī)發(fā)容許關(guān)模信號(hào)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)以上錯(cuò)誤時(shí)，依照當(dāng)時(shí)機(jī)械手和注塑機(jī)不同狀況，機(jī)械手給注塑機(jī)不同控制方案:l)機(jī)械手在上行位置時(shí)按下急停按鈕，機(jī)械手及時(shí)停止工作，并使容許關(guān)模信號(hào)無效，此時(shí)如果注塑機(jī)沒關(guān)于模，則由于注塑機(jī)沒有收到容許關(guān)模信號(hào)而處在待機(jī)狀態(tài)。如果注塑機(jī)己經(jīng)關(guān)模，則注塑機(jī)在正常完畢一次注塑工作后開模，等待容許關(guān)模信號(hào)。2)如果機(jī)械手在下行和旋入位置時(shí)按下機(jī)械手急停按鈕，機(jī)械手及時(shí)停止工作，并給注塑機(jī)發(fā)機(jī)械手急停信號(hào)，此時(shí)注塑機(jī)及時(shí)停止工作。2.1.1機(jī)械手總體控制方案：機(jī)械手整體控制某些重要有電源、電控箱、氣閥箱和執(zhí)行構(gòu)造，詳細(xì)圖形如下：主控制板中繼板主控制板中繼板近接開關(guān)電磁轉(zhuǎn)向閥機(jī)械手電源鍵盤液晶顯示注塑機(jī)圖2.1控制構(gòu)造框圖在這種構(gòu)造設(shè)計(jì)中，硬件某些只要分為主控制板、中繼板、鍵盤板和液晶顯示電路板，對(duì)機(jī)械手控制是通過主控制板直接對(duì)中繼板發(fā)控制信號(hào)，中繼板上繼電器依照主控制板控制信號(hào)對(duì)氣閥箱進(jìn)行控制，從而對(duì)機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作控制。主控制板、鍵盤板和液晶顯示模塊通過合理設(shè)計(jì)后被安裝在控制盒中，繼承性好，外部通過一根電纜連到中繼板上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手直接控制。這種硬件構(gòu)造長處是:硬件構(gòu)造簡樸，主CPU對(duì)機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行直接控制，合用于單旋臂式注塑用機(jī)械手和雙旋臂式注塑用機(jī)械手。這種硬件構(gòu)造局限性之處是:由于硬件構(gòu)造相對(duì)簡樸，唯一控制單元核心要負(fù)責(zé)檢測鍵盤、液晶顯示、輸出機(jī)械手動(dòng)作和檢測輸入點(diǎn)等大量工作，這對(duì)解決器解決能力和即時(shí)性提出了挑戰(zhàn)，并且輸入輸出點(diǎn)有限，控制集中，只能合用于懸臂式機(jī)械手等緊湊系統(tǒng)，而對(duì)于相對(duì)大型橫走式機(jī)械手則無法合用。因而，對(duì)它總體方案理解后，才干詳細(xì)設(shè)計(jì)它控制板設(shè)計(jì)方案。2.1.2慣用核心解決器1)單片機(jī)單片機(jī)具備較高集成度，特別是當(dāng)前比較流行增強(qiáng)型單片機(jī)，一塊芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EEPROM或EPROM)、時(shí)鐘，定期器。外部中斷、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、SPI、PWM、PCA、ISP、IAP等諸多功能，價(jià)格從幾圓到幾十圓不等，但總體來說比較便宜。其缺陷是解決速度相對(duì)較慢，當(dāng)要解決數(shù)據(jù)量特別是浮點(diǎn)運(yùn)算工作量比較大、實(shí)時(shí)性和精度規(guī)定比較高時(shí)運(yùn)用單片機(jī)開發(fā)控制系統(tǒng)就比較困難了。2)ARMARM核解決器32位解決器，是具備高性能、便宜、低功耗租RISC解決器，同步，ARM解決器可以支持8位、16位、32位數(shù)據(jù)類型，采用流水線來增長解決器指令流速度，鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)一步提高指令運(yùn)營速度?？梢郧度氩僮飨到y(tǒng)，運(yùn)用于更加復(fù)雜操作對(duì)象。其缺陷是開發(fā)周期長，多用于嵌入式運(yùn)用。3)DSPDSP器件具備很高集成度，運(yùn)營速度更快，多級(jí)流水線和內(nèi)置高速硬件乘法器，并且提供了高度專業(yè)化指令集，這些都提高了FFT迅速傅里葉變換和濾波器運(yùn)算速度，因此DSP器件多用于以算法為主嵌入式系統(tǒng)。其缺陷是開發(fā)難度相對(duì)比較大，并且DSP器件價(jià)格也不便宜。上述選取方案各有優(yōu)缺陷，對(duì)于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要選取速度最快硬件器件，而是在達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定前提下，盡量減少系統(tǒng)運(yùn)營速度和開發(fā)成本。這樣也提高了系統(tǒng)運(yùn)營穩(wěn)定性。2.1.3本控制板采用方案及選用核心解決器本控制系統(tǒng)開發(fā)重要是針對(duì)單懸臂式注塑用機(jī)械手，在機(jī)械臂工作時(shí)，運(yùn)用一種機(jī)械手臂，從注塑機(jī)中吸或夾出注塑成型好工件，通過對(duì)此機(jī)械手運(yùn)動(dòng)規(guī)定,注塑機(jī)通信和檢測機(jī)械手運(yùn)動(dòng)位置研究，得出單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手一共需有11個(gè)輸出點(diǎn)和9個(gè)輸入點(diǎn)?？紤]到注塑用機(jī)械手工作環(huán)境，依照以上闡述，在硬件構(gòu)造上，選用直接控制不但可以完全勝任對(duì)此型號(hào)注塑機(jī)取模機(jī)械手各個(gè)動(dòng)作控制安排，并且硬件構(gòu)造緊湊，開發(fā)周期短。同步，考慮到此款機(jī)械手控制工作量較小，以及需要在車間惡劣環(huán)境重可靠運(yùn)營,依照前文論述，DSP更加注重于算法，ARM適合于復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)，而普通8位單片機(jī)注重對(duì)突發(fā)事件做出相應(yīng)，故本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心較適當(dāng)。2.2控制板功能及基本解決方案2.2.1控制板功能規(guī)定單懸臂式機(jī)械手要配合注塑機(jī)工作完畢注塑工件提取，在設(shè)計(jì)過程中要考慮注塑機(jī)提供應(yīng)注塑機(jī)取模機(jī)械手信號(hào)接口。同步，為了使操作者可以以便地對(duì)注塑機(jī)取模機(jī)械手操作、控制和編程，擬定控制系統(tǒng)功能規(guī)定如下:l)主控制板上涉及主回路、時(shí)鐘鍵盤和液晶顯示等某些，設(shè)計(jì)時(shí)要擬定合理電路板尺寸，努力減少體積和控制盒重量。2)考慮到注塑用機(jī)械手工作環(huán)境比較惡劣，特別是在注塑機(jī)開關(guān)模時(shí)，電路中電流變化比較大，故硬件布局和電路走線要合理，在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)，提高控制系統(tǒng)抗干擾能力。3)依照機(jī)械手運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要有明確狀態(tài)顯示，能完畢對(duì)機(jī)械手有關(guān)動(dòng)作設(shè)立。4)依照機(jī)械手動(dòng)作規(guī)定，設(shè)計(jì)恰當(dāng)數(shù)量按鍵，以便工作人員對(duì)機(jī)械手操作。5)機(jī)械手應(yīng)具備自診斷與故障報(bào)警功能，當(dāng)故障浮現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)對(duì)故障因素給出一種初步診斷。2.2.2控制板基本解決方案針對(duì)以上功能規(guī)定，本文采用如下基本解決方案:l)為以便工作人員操作機(jī)械手，機(jī)械手控制盒設(shè)計(jì)需盡量小巧、輕便，為達(dá)到這一設(shè)計(jì)規(guī)定，在電路板設(shè)計(jì)中，可全采用集成度比較高元件，電路布局緊湊，采用內(nèi)含大容量RAM高性能單片機(jī)等，以盡量減少電路板上芯片數(shù)目，簡化系統(tǒng)。2)工業(yè)控制設(shè)備都非常注重安全性，本控制系統(tǒng)同樣也非常注重機(jī)械手工作時(shí)設(shè)備和人身安全。當(dāng)前，在抗干擾方面，有諸多行之有效構(gòu)造，例如在電源端加入壓敏電阻、磁珠，在輸入輸出通道加光電隔離器、低通濾波器等，都能有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。3)鍵盤可以完畢機(jī)械手有關(guān)動(dòng)作設(shè)計(jì)，鍵盤設(shè)計(jì)形式比較單一，重要是按鍵數(shù)安排，按鍵太多，軟件設(shè)計(jì)相對(duì)簡樸，但增長了硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜限度，按鍵少，雖然硬件相對(duì)簡樸，但是增長了軟件設(shè)計(jì)難度，因而，需采用一定軟件辦法來簡化鍵盤操作、減少實(shí)際使用按鍵數(shù)。4)顯示模塊在當(dāng)前控制系統(tǒng)中非經(jīng)常用，普通采用LED、LCD顯示。LED可以顯示簡樸亮滅狀態(tài)，而LCD可以設(shè)計(jì)菜單，顯示更復(fù)雜內(nèi)容，完畢多樣化操作。在進(jìn)行注塑機(jī)取模機(jī)械手操作和使用過程中，需要通過顯示模塊顯示系統(tǒng)狀態(tài)，并進(jìn)行復(fù)雜人機(jī)交互，如:1.數(shù)值設(shè)定功能2.功能燈顯示功能3.機(jī)械手當(dāng)前動(dòng)作顯示功能4.機(jī)械手急停、軟件復(fù)位功能5.機(jī)械手動(dòng)作顯示功能6.機(jī)械手總運(yùn)營次數(shù)顯示因此，LCD顯示屏是本系統(tǒng)否則選取。5)軟件采用模塊化編程，在研究機(jī)械手功能規(guī)定和穩(wěn)定性規(guī)定基本上，軟件功能從如下幾大方面進(jìn)行規(guī)劃:1.機(jī)械手緊急停止2.機(jī)械手鍵盤控制3.機(jī)械手狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示功能4.機(jī)械手單步運(yùn)動(dòng)功能5.機(jī)械手成套動(dòng)作控制功能2.3系統(tǒng)構(gòu)成框圖針對(duì)以上分析，不難得出基于單片機(jī)機(jī)械手主控制板設(shè)計(jì)思路，該板子所實(shí)現(xiàn)功能相對(duì)比較簡樸，輸入輸出點(diǎn)不多，不需要對(duì)其I/O口進(jìn)行擴(kuò)展，故用一塊單片機(jī)芯片即可。作為單片機(jī)系統(tǒng)板設(shè)計(jì)，必須要有時(shí)鐘復(fù)位電路、鍵盤接口、輸入輸出通道等，分析得其系統(tǒng)構(gòu)成圖如下：系統(tǒng)構(gòu)成框圖2.2所示：圖2.2機(jī)械手控制板框圖～時(shí)鐘電路圖2.2機(jī)械手控制板框圖時(shí)鐘電路復(fù)位電路鍵盤輸入電路光耦觸發(fā)電路光耦觸發(fā)電路信號(hào)輸出通道信號(hào)輸入通道聲光報(bào)警電路緊急停止回路ISP電路LCD顯示電路單片機(jī)第三章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1引言作為一種完整控制系統(tǒng)，硬件某些合理設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)正常、穩(wěn)定工作是非常重要。本章在研究注塑用機(jī)械手在工廠車間工作環(huán)境基本上，詳細(xì)簡介了輸入輸出通道、液晶顯示端口、鍵盤掃描、緊急停止、報(bào)警電路和讀取端口等所有硬件電路設(shè)計(jì)辦法和成果。3.2硬件模塊設(shè)計(jì)硬件某些采用模塊化設(shè)計(jì)，可以將復(fù)雜系統(tǒng)劃提成任務(wù)單一模塊，既有助于分時(shí)工作和系統(tǒng)維護(hù)與檢修，也能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目間模塊設(shè)計(jì)成果通用化。模塊化設(shè)計(jì)規(guī)定依照詳細(xì)實(shí)際狀況和規(guī)定來構(gòu)成系統(tǒng)，在構(gòu)成一種系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)模塊之間不能互相干擾，要協(xié)調(diào)工作，完畢相應(yīng)功能。按照單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手動(dòng)作和操作規(guī)定:輸出通道用于輸出控制機(jī)械手信號(hào)和給注塑機(jī)相應(yīng)信號(hào)、輸入通道檢測接近開關(guān)信號(hào)、液晶用于顯示當(dāng)前機(jī)械手工作狀態(tài)以及菜單鍵盤用于鍵盤掃描和鍵盤讀取。從功能上看，本控制系統(tǒng)可以分為如下幾種模塊，每一種模塊需負(fù)責(zé)任務(wù)如下:1)輸入通道輸入通道負(fù)責(zé)把接受接近開關(guān)信號(hào)和來自注塑機(jī)控制信號(hào)傳播到單片機(jī)中，檢測機(jī)械手動(dòng)作狀態(tài)。2)輸出通道輸出通道負(fù)責(zé)把單片機(jī)輸出控制信號(hào)傳播給機(jī)械手產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作、傳播給注塑機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手和注塑機(jī)動(dòng)作配合。3)鍵盤及狀態(tài)燈在菜單確認(rèn)、光標(biāo)移動(dòng)、有關(guān)功能設(shè)立和動(dòng)作編輯等操作中，都需要鍵盤參加，為了合理完畢機(jī)械手功能和減少硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜限度，也許有些按鍵還必要具備復(fù)用功能。鍵盤端口重要用于鍵盤掃描、鍵值讀取和狀態(tài)燈編輯接口，狀態(tài)燈用于顯示機(jī)械手和注塑機(jī)核心信號(hào)。采用狀態(tài)燈是為了以便機(jī)械手故障檢修和動(dòng)作調(diào)試。4)液晶顯示模塊液晶顯示用于顯示機(jī)械手位置狀態(tài)、運(yùn)營次數(shù)等內(nèi)容。詳細(xì)模塊圖如下：CPU解決模CPU解決模塊ISP模塊液晶顯示接口液晶顯示鍵盤掃描輸出通道輸入通道近接開關(guān)與注塑機(jī)通訊輸出控制機(jī)械手圖3.1控制板硬件模塊圖圖3.1控制板硬件模塊圖3.3)CPU、ISP、急停、輸入、輸出通道模塊及其電路設(shè)計(jì)3.3.1CPU選用及其性能簡介在當(dāng)前市場上有諸多品牌單片機(jī)，性能優(yōu)良、價(jià)格低廉，本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮到要加液晶屏，故選用一款大容量閃存解決器AT89C51.AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器單片機(jī)。單片機(jī)可擦除只讀存儲(chǔ)器可以重復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)原則MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMELAT89C51是一種高效微控制器，重要特性：

·與MCS-51兼容

·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器

·壽命：1000寫/擦循環(huán)

·數(shù)據(jù)保存時(shí)間：

·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定

·128×8位內(nèi)部RAM

·32可編程I/O線

·兩個(gè)16位定期器/計(jì)數(shù)器

·5個(gè)中斷源

·可編程串行通道

·低功耗閑置和掉電模式

·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路3.3.2ISP及其電路設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)中，硬件電路搭建構(gòu)造，軟件實(shí)現(xiàn)各種詳細(xì)功能，在任何一種控制系統(tǒng)中，都少不了軟件和硬件配合，同樣，本控制系統(tǒng)同樣也需要軟件，在編好軟件代碼后，需要把代碼下載或燒寫到程序存儲(chǔ)器中，辦法如下：使用ISP(In-systemProgram，在線系統(tǒng)編程)采用在線系統(tǒng)編程，將程序代碼通過串口直接下載到單片機(jī)ROM中。使用專門燒寫器和燒寫器供應(yīng)商提供軟件，把程序代碼燒到單片機(jī)ROM中。程序代碼不同下載方式并不影響機(jī)械手正常工作。使用燒寫器，不用設(shè)計(jì)專門串口電路，但是在每次調(diào)試程序，把程序燒寫到芯片中時(shí)，都必要從主控制板上把芯片取下來，放到燒寫器芯片插座上，這樣頻繁操作必然不利于程序調(diào)試和芯片壽命。采用ISP方式，需要自行設(shè)計(jì)一種串口電路，但是帶來好處是以便程序下載和程序調(diào)試，在機(jī)械手出廠后，如果軟件被無意破壞，不需要拆開換硬件，只需接上電腦，把程序重新下載一遍即可，以便了維修。并且選用AT89C51支持ISP方式，這款芯片在出廠時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部固化了BSL(Boot-StrapLoader)引導(dǎo)程序，為了以便程序調(diào)試和升級(jí)，選用了ISP方式下載程序代碼。ISP模塊電路如圖3.2所示圖3.2ISP電路圖3.2ISP電路在線系統(tǒng)編程是通過一種單片機(jī)上串口和計(jì)算機(jī)上串口相連，運(yùn)用SST單片機(jī)供應(yīng)商提供下載軟件，把程序代碼下載到單片機(jī)中。計(jì)算機(jī)串口用是RS-232，RS-232C在邏輯電平上做了規(guī)定:邏輯1-5~-15邏輯0+5~+15顯然，RS-232C是用正負(fù)電壓來表達(dá)邏輯，與TTL以高低電平表達(dá)邏輯狀態(tài)規(guī)定不同，因此在圖中，MAX232用于串口RS-232與TTL電平之間轉(zhuǎn)換。3.3.3急停電路設(shè)計(jì)單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手用于在注塑機(jī)完畢注塑工件后，從模板中取出工件，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)期間，注塑用機(jī)械手不能遇到模板，要按照既定動(dòng)作安排，安全可靠地運(yùn)營，當(dāng)注塑機(jī)取模機(jī)械手與注塑模板觸碰時(shí)，必然引起上位信號(hào)異常，使機(jī)械手和注塑機(jī)停止工作。在異常狀況下，還可以通過控制盒上急停按鈕使得機(jī)械手和注塑機(jī)停止工作。當(dāng)按下機(jī)械手急停按鈕(此時(shí)Jl處無連接)，機(jī)械手會(huì)及時(shí)停止動(dòng)作，然后給注塑機(jī)發(fā)機(jī)械手急停信號(hào)，使注塑機(jī)也停止工作。機(jī)械手急停按鈕接到CPU外部中斷0，且在軟件上設(shè)立中斷級(jí)別最高，當(dāng)急停按鈕彈起時(shí)(此時(shí)Jl處連接)，控制系統(tǒng)復(fù)位，機(jī)械手和注塑機(jī)可正常工作。其電路設(shè)計(jì)如圖：圖3.3緊急停止回路3.3.4輸入通道及其電路設(shè)計(jì)圖3.3緊急停止回路本控制系統(tǒng)輸入量全是數(shù)字量輸入，外部數(shù)字輸入量重要來自安裝在注塑機(jī)取模機(jī)械手和注塑機(jī)上接近開關(guān)。對(duì)于數(shù)字輸入量，重要有兩種應(yīng)對(duì)辦法:1.非TTL電平信號(hào):光電隔離—防抖—整形—單片機(jī)2.TTL電平：光電隔離—防抖—單片機(jī)在本控制系統(tǒng)中,使用接近開關(guān)是陽明電機(jī)股份有限公司PS-05，最大檢測距離是5mm，NPN型，電源為+24V，當(dāng)機(jī)械臂在5mm以外時(shí)，輸出為12v,當(dāng)機(jī)械臂在5mm以內(nèi)時(shí)，輸出為0V，輸入通道電路設(shè)計(jì)如圖所示：圖3.4輸入通道設(shè)計(jì)圖3.4輸入通道設(shè)計(jì)在圖中，74LS245為8總線接受/發(fā)送器，內(nèi)部有16個(gè)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)方向有8個(gè)，可以雙向輸入、輸出。在控制端G（為低電平）有效時(shí)，由DIR控制驅(qū)動(dòng)方向；DIR為“1”時(shí)方向從左到右（輸出容許），DIR為“0”時(shí)方向從右到左（輸入容許），其數(shù)據(jù)傳播方向見表3.1所示表3.174ls245真值表表3.174ls245真值表傳送方向控制信號(hào)LLHDIRLH×BAAB高阻PC817為光電隔離器，在PC817兩端無電路連接，各用獨(dú)立電源和接地端，提高了系統(tǒng)抗干擾性。在光電隔離器輸入端，通過電阻和接近開關(guān)相連，當(dāng)接近開關(guān)接通時(shí)，壓降為0.7V，PC817輸入端最大可承受IA電流，普通不會(huì)達(dá)到這樣大電流在這里，取IOmA，這時(shí)光電管壓降約為IV，可計(jì)算出輸入端電阻為:在光電隔離器輸入端接入電阻最佳為2.23k以上，考慮到并不是任何一種阻值電阻都能以便買到，本控制系統(tǒng)中，選取3.3k。在光電隔離器輸出端，接上拉電阻，當(dāng)有效信號(hào)來屆時(shí)，輸出端電壓被拉低，輸出端集電極電流最大可達(dá)到50mA，普通不會(huì)有這樣大電流，輸出端接RC濾波器后，接入74LS245，74LS245輸入高電平電流為20mA，上拉電阻要保證在光電隔離器輸出高電平時(shí)，電路中電流不會(huì)損壞74LS245，在輸出低電平時(shí)，電流不會(huì)損壞光電隔離器中光敏三極管。取輸出端集電極電流為0.5mA，這樣起到上來電阻作用和限流作用，則上拉電阻阻值為:上拉電阻為9.8k?，本控制系統(tǒng)中，取10k?。輸入信號(hào)來源于安裝在機(jī)械手上接近開關(guān)和注塑機(jī)上有關(guān)信號(hào)，對(duì)于接近開關(guān)上信號(hào)并不是抱負(fù)信號(hào)跳變，在有效信號(hào)來到之前，有一種信號(hào)抖動(dòng)過程，因而在輸入通道中，針對(duì)輸入信號(hào)特殊性，要加入RC電路構(gòu)成一種低通濾波器，繼電器在閉合時(shí)會(huì)有信號(hào)抖動(dòng)，普通這種抖動(dòng)在50Hz以上，在這里，取低通濾波器截至頻率為50HZ，電阻為20OK，則電容為:依照計(jì)算，需電容大小為0.016F，取電容為0.022林F，此時(shí)截至頻率為:滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。RC低通濾波器構(gòu)造簡樸，當(dāng)信號(hào)頻率趨于零時(shí)，電容容抗趨于無窮大，這時(shí)通帶放大倍數(shù)趨于1。當(dāng)頻率從零到無窮大時(shí)，電壓放大為3.3.5輸出通道及其電路設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)各輸出通道均為數(shù)字量輸出，重要負(fù)責(zé)控制機(jī)械手動(dòng)作、向注塑機(jī)發(fā)出協(xié)調(diào)批示信號(hào)等。對(duì)于數(shù)字量輸出，可按它流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。來自來自CPU數(shù)據(jù)總線輸出鎖存器數(shù)字光電隔離電路輸出驅(qū)動(dòng)電路電磁閥控制機(jī)械手圖3.5輸出通道流程圖3.6輸出通道回路上圖為輸出信道電路原理圖。其中，AT89C51P23接到74LS373輸出容許端口(OC)，接到74LS373鎖存端。74Ls373是8路鎖存器，C為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)C為“1”時(shí)，鎖存器輸出通輸入狀態(tài)；當(dāng)C由“1”變?yōu)椤?”時(shí)，數(shù)據(jù)打入鎖存器中。OE為輸出容許端，低電平有效：OE=0時(shí)，三態(tài)門打開；OE=1三態(tài)門關(guān)閉，輸出曾高阻。普通在進(jìn)行控制操作時(shí)，控制狀態(tài)需要鎖存，直到下次狀態(tài)給出新值為止。在Jl處接上電磁轉(zhuǎn)向閥，控制機(jī)械手動(dòng)作運(yùn)營。74LS373對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行鎖存，表3.2為74LS373真值表。表3.274LS373表3.274LS373輸出內(nèi)部寄存器DLE輸入信號(hào)工作方式鎖存寄存器并禁止輸出鎖存并讀寄存器使能并讀寄存器HLLLLLLHLHLLHLLHLHHL/H高阻HHQ1為TIP122，是NPN型達(dá)林頓管，截室電壓為100v，電流為SA，總功耗為65W，用來驅(qū)動(dòng)后續(xù)繼電器電路。接入注塑機(jī)信號(hào)都要通過繼電器，控制機(jī)械手信號(hào)通過電磁換向閥，控制氣路流向，以達(dá)到控制機(jī)械手目。3.4鍵盤、鍵盤端口和狀態(tài)燈及其電路設(shè)計(jì)3.4.1鍵盤、狀態(tài)燈及其電路設(shè)計(jì)在旋臂式注塑用機(jī)械手控制系統(tǒng)中，采用了動(dòng)態(tài)菜單導(dǎo)航操作，鍵盤在這種人機(jī)交互過程中起著很重要作用。同步，對(duì)機(jī)械手動(dòng)作示教、動(dòng)作設(shè)立、動(dòng)作監(jiān)督等都離不開鍵盤，依照機(jī)械手功能規(guī)定，將鍵盤按鍵規(guī)劃為如下幾種某些:操作鍵:操作鍵涉及擬定鍵、復(fù)位鍵、返回鍵和翻屏鍵，其中擬定鍵用于對(duì)所設(shè)立參數(shù)進(jìn)行擬定操作，復(fù)位鍵用于控制系統(tǒng)軟件復(fù)位，返回鍵用于菜單返回，翻屏鍵用于在動(dòng)作示教、參數(shù)設(shè)立時(shí)，一屏無法顯示所有內(nèi)容，采用翻屏方式顯示下面內(nèi)容。動(dòng)作鍵:8個(gè)動(dòng)作鍵相應(yīng)于單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手8個(gè)基本動(dòng)作，在有些狀況下，這8個(gè)鍵還相應(yīng)于0～78個(gè)數(shù)字按鍵。方向鍵:4個(gè)方向鍵用于控制光標(biāo)移動(dòng)，完畢有關(guān)設(shè)立和選取功能。綜上所述，系統(tǒng)共使用了16個(gè)按鍵，完畢控制系統(tǒng)中所有設(shè)立和選取。由于按鍵數(shù)量較多，選取了4行4列行列式鍵盤。本控制系統(tǒng)中，有些信號(hào)是關(guān)系到機(jī)械手安全工作重要信號(hào)，這些信號(hào)不但在液晶中顯示這些信號(hào)狀態(tài)，在鍵盤板中，設(shè)計(jì)LED燈顯示這些核心信號(hào)狀態(tài)，在液晶損壞狀況下，這些核心信號(hào)可以通過鍵盤板上LED燈亮滅來反映核心信號(hào)變化。這些核心信號(hào)涉及:夾檢測:表達(dá)機(jī)械手夾取工件時(shí)，檢測與否夾住工件開模完:檢測注塑機(jī)開模與否完畢可關(guān)模:由單片機(jī)告訴注塑機(jī)，可以進(jìn)行關(guān)模動(dòng)作安全門:檢測注塑機(jī)安全門與否關(guān)閉可頂出:由單片機(jī)告訴注塑機(jī)頂針，可以頂出工件在這些信號(hào)當(dāng)中，夾檢測是在機(jī)械手每次完畢取模動(dòng)作后，機(jī)械手運(yùn)營到上行位置時(shí)才檢測，如果沒有檢測到吸有效或夾有效，則注塑機(jī)和機(jī)械手必要停止工作，找到未取出注塑工件。開模完和容許關(guān)模信號(hào)是完畢機(jī)械手和注塑機(jī)配合工作核心信號(hào)，如果這些信號(hào)浮現(xiàn)問題而又沒有在軟件和硬件上又相應(yīng)辦法，機(jī)械手有也許和注塑機(jī)模板碰撞，導(dǎo)致事故發(fā)生。安全門信號(hào)關(guān)系到工作人員安全，當(dāng)工作人員打開注塑機(jī)安全門，注塑機(jī)和機(jī)械手必要停止工作，否則會(huì)危害人身安全?？身敵鲂盘?hào)是在吸取注塑工件前，頂針頂出工件，然后吸盤吸住工件，完畢取工件動(dòng)作。如果工件沒有順利頂出，會(huì)影響背面注塑工作，這時(shí)，必要停機(jī)檢查故障因素。在鍵盤板安裝這5個(gè)LED顯示核心信號(hào)，以便檢修。3.4.2鍵盤接口及其電路設(shè)計(jì)針對(duì)鍵盤板，有專門鍵盤接口，完畢鍵盤掃描、鍵值讀取和狀態(tài)燈顯示。鍵盤接口某些電路如圖：圖3.7鍵盤接口如圖所示，用AT89S51并行口P2接4×4矩陣鍵盤，以P2.0－P2.3作輸入線，以P2.4－P2.7作輸出線；其中每個(gè)按鍵代表“0－F”序號(hào)。相應(yīng)按鍵序號(hào)排列如圖所示00上行1下2旋入3旋出4進(jìn)5退6夾7吸89ABCDEF圖3.8鍵盤表其中每個(gè)鍵值代表一種輸入狀態(tài)，本系統(tǒng)有九個(gè)輸入點(diǎn)，分別相應(yīng)鍵值0到9，別的幾種為備用鍵值，在本系統(tǒng)板中暫用不到。行列式鍵盤要注意一種問題就是多鍵按下時(shí)鍵值解決問題，在本控統(tǒng)中，不需要同步按下各種按鍵操作。按行列式鍵盤理論，如果進(jìn)行了誤操作，有也許浮現(xiàn)鍵值誤判，這個(gè)問題本系統(tǒng)由軟件解決來解決而沒有硬件方式。軟件解決重要思路是:按鍵放開時(shí)有效忽視多鍵輸入操作3.5液晶顯示端口及其電路設(shè)計(jì)此控制系統(tǒng)液晶顯示某些采用COMMAX公司液晶屏，并行接口，液晶屏幕為128x64，不帶中文字庫，可顯示4行，每行顯示8個(gè)中文或16個(gè)字母，其引腳闡明如表在表3.4中，液晶接口引腳3要外接一種20K電阻，通過這個(gè)電阻可以調(diào)節(jié)液晶對(duì)比度;引腳4低電平表達(dá)輸入是命令，高電平表達(dá)輸入是數(shù)據(jù);引腳5高電平表達(dá)數(shù)據(jù)讀，低電平表達(dá)數(shù)據(jù)寫;引腳6下降沿是信號(hào)使能有效;兩個(gè)片選端都是高電平有效;復(fù)位端低電平有效;背光電源要串連一種3~4歐姆限流電阻。JP3接上一種撥動(dòng)開關(guān)，當(dāng)斷開開關(guān)時(shí)，液晶屏背光被關(guān)閉，同步通過74LS14觸發(fā)外部中斷l(xiāng)，由于外部中斷1中斷級(jí)別低，因此不影響中斷級(jí)別比它高定期中斷0和定期中斷1，也就不影響機(jī)械手動(dòng)作。這樣設(shè)計(jì)目重要是在機(jī)械手正常運(yùn)作時(shí)，不需要時(shí)刻查看液晶屏，當(dāng)不需查看液晶屏?xí)r，關(guān)閉液晶背光，減少功耗。表3.3夜晶接口闡明引腳名稱方向闡明引腳名稱方向闡明引腳名稱方向闡明引腳名稱方向闡明12345678910VssVddV0D/IR/WEDB0DB1DB2DB3IIIIIIIIII地電源（+5v）夜晶對(duì)比度調(diào)節(jié)命令數(shù)據(jù)選取位讀寫選取位信號(hào)使能位數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)311121314151617181920DB4DB5DB6DB7CS1CS2RESVEEAKIIIIOIIIIIIIIIIIIII數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)5數(shù)據(jù)6數(shù)據(jù)7片選1片選2復(fù)位對(duì)比度電源背光電源背光地依照這塊液晶屏資料提供端口原則，設(shè)計(jì)了液晶接口模塊如圖圖3.9液晶接口電路圖中74LS245用于擴(kuò)展一種輸出口，該端口要傳播指令和需要顯示數(shù)據(jù)，只寫，74LS245被CPUF0口直接選定，只有在P2.0有效(低)時(shí)，CPU才干訪問液晶顯示模塊，DIR表達(dá)數(shù)據(jù)傳播方向。普通在設(shè)立好機(jī)械手動(dòng)作模式、每個(gè)動(dòng)作延遲時(shí)間和運(yùn)動(dòng)次數(shù)等參數(shù)后，啟動(dòng)機(jī)械手，開始正常工作，控制盒就不被操作了，這時(shí)候，就可以關(guān)掉液晶屏，減少功耗，關(guān)掉液晶屏有如下幾種規(guī)定:機(jī)械手己經(jīng)設(shè)立好，機(jī)械手開始正常工作。關(guān)掉液晶屏，不影響機(jī)械手正常工作，當(dāng)有報(bào)警時(shí)，會(huì)正常報(bào)警。當(dāng)啟動(dòng)液晶屏后，會(huì)回到剛才關(guān)掉那個(gè)頁面。關(guān)掉液晶屏?xí)r候，鍵盤也被鎖住。關(guān)掉液晶屏只是關(guān)掉顯示，對(duì)于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制和位置檢測依然在正常進(jìn)行，只是沒有顯示出來。在控制盒側(cè)面安裝了一種開關(guān)，當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)時(shí)，液晶屏背光被關(guān)掉，鍵盤被鎖住。在圖中，標(biāo)號(hào)NODIS和標(biāo)號(hào)KEYEN進(jìn)行或運(yùn)算，兩個(gè)信號(hào)只要有一種浮現(xiàn)高電平，鍵盤就不被選中，達(dá)到鎖鍵盤目。在單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用關(guān)閉顯示屏設(shè)計(jì)方案長處在于:減少功耗減少電磁輻射鎖住鍵盤，避免觸碰鍵盤而引起誤操作第四章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1引言旋臂式注塑用機(jī)械手控制系統(tǒng)除了硬件某些外，軟件某些是整個(gè)控制系統(tǒng)又一種重要構(gòu)成某些，軟件設(shè)計(jì)與否良好，在很大限度上影響著機(jī)械手穩(wěn)定運(yùn)營。作為此控制系統(tǒng)，最重要就是機(jī)械手可以穩(wěn)定運(yùn)營，因而，軟件某些除了要完畢功能設(shè)計(jì)外，還要有容錯(cuò)設(shè)計(jì)和抗干擾設(shè)計(jì)。4.2軟件總體設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，程序設(shè)計(jì)重要涉及功能性設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)和運(yùn)營管理設(shè)計(jì)。4.2.1功能性設(shè)計(jì)功能性設(shè)計(jì)是應(yīng)用程序設(shè)計(jì)主干內(nèi)容，是滿足應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)營功能程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，涉及運(yùn)營構(gòu)造設(shè)計(jì)和任務(wù)模塊設(shè)計(jì)。在運(yùn)營構(gòu)造設(shè)計(jì)中，要保證在充分滿足系統(tǒng)功能規(guī)定下，有最簡樸、最快捷、最可靠運(yùn)營途徑，通過功能操作來實(shí)現(xiàn)任務(wù)劃分，明晰不同任務(wù)邊界條件。在滿足功能規(guī)定任務(wù)模塊設(shè)計(jì)中，子程序要合理劃分，盡量占用較少資源，保證任務(wù)交接界面簡樸、清晰、規(guī)范、操作類型盡量集中。4.2.2可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中是非常重要一某些，可靠性設(shè)計(jì)盡量減少程序中錯(cuò)誤，要有足夠時(shí)序余度，足夠容錯(cuò)設(shè)計(jì)?？煽啃钥刂圃O(shè)計(jì)涉及程序失控回答管理;系統(tǒng)安全、保護(hù)，自檢和修復(fù);系統(tǒng)冗余容錯(cuò)技術(shù)等。4.2.3運(yùn)營管理設(shè)計(jì)運(yùn)營管理設(shè)計(jì)重要是指用于某些非系統(tǒng)功能規(guī)定特殊操作。例如低功耗管理、ISP管理、固化軟件管理等，隨著CPU技術(shù)發(fā)展，會(huì)浮現(xiàn)許多新運(yùn)營管理規(guī)定。4.3機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)和開發(fā)平臺(tái)、編程語言4.3.1軟件模塊設(shè)計(jì)在當(dāng)今軟件開發(fā)中，模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)很慣用了，模塊化設(shè)計(jì)對(duì)于軟件程序調(diào)試和可重用性均有非常大好處。在本控制系統(tǒng)中，在軟件某些要完畢功能為:鍵盤掃描和鍵盤讀取液晶菜單顯示機(jī)械手動(dòng)作控制機(jī)械手狀態(tài)檢測機(jī)械手動(dòng)作示教機(jī)械手緊急停止解決低電平解決在以上功能模塊中，機(jī)械手操作程序和機(jī)械手狀態(tài)檢測都放在了定期中斷O中;在不需要機(jī)械手工作時(shí)，為配合注塑機(jī)正常工作，需發(fā)送容許關(guān)模信號(hào)，容許關(guān)模信號(hào)發(fā)送時(shí)間周期通過定期器1設(shè)立;機(jī)械手急停信號(hào)接到外部中斷0中;啟動(dòng)CPU低電平檢測中斷。注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程重要是依照液晶顯示菜單來進(jìn)行(中斷程序例外)，機(jī)械手動(dòng)作控制和動(dòng)作狀態(tài)都在中斷中完畢，為在液晶顯示中相應(yīng)顯示頁面做好準(zhǔn)備，這種工作方式是借鑒了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)里先后臺(tái)工作原理。4.3.2開發(fā)平臺(tái)和開發(fā)語言當(dāng)前，對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，重要有兩種開發(fā)語言:匯編語言C語言匯編語言是一種面向機(jī)器低檔編程，不同單片機(jī)匯編語言不同，采用匯編語言編寫程序通過匯編編譯器編譯為二進(jìn)制機(jī)器語言，而機(jī)器語言是CPU唯一可以辨認(rèn)語言，與C語言相比，匯編語言代碼更加精簡，效率更高，但是，匯編語言比較晦澀，可讀性和可移植性比較差。普通來說，單片啟動(dòng)代碼和對(duì)運(yùn)營效率規(guī)定比較高應(yīng)用需要采用匯編語言編寫。C語言是一種通用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，在單片機(jī)開發(fā)中得到了越來越廣泛應(yīng)用，C語言具備如下幾種特點(diǎn):1）語言簡潔，使用靈活C語言是當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中規(guī)模最小語言之一，而小語言體系普通能設(shè)計(jì)出比較好程序，C語言書寫形式比較自由，表達(dá)辦法簡潔，使用相對(duì)簡樸辦法就可以構(gòu)造出相稱復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和程序成果。2）可移植性好匯編語言完全依賴于機(jī)器硬件，不同機(jī)器，匯編語言是不同樣，因而不具備可移植性。而C語言通過編譯來得到可執(zhí)行代碼，不同機(jī)器上C語言編譯程序80%代碼是公共，其編譯程序便于移植。在一種機(jī)器上使用C語言程序，不加修改或稍加修改就可以移植到另一種機(jī)器上。3）表達(dá)能力強(qiáng)C語言具備豐富數(shù)據(jù)構(gòu)造和各種運(yùn)算符，可以依照需要采用整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型等。C語言具備各種運(yùn)算符，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)其她高檔語言難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。4）表達(dá)方式靈活C語言可以采用各種辦法來獲得表達(dá)式值，使得開發(fā)人員在程序開發(fā)中有更大靈活性。C語言語法規(guī)則不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度比較大，程序書寫格式比較靈活、以便和實(shí)用。5）可進(jìn)行構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)各種C語言編譯器都提供了一種函數(shù)庫，其中包括了許多原則函數(shù)，C語言程序可以由各種函數(shù)構(gòu)成，一種函數(shù)相稱于一種程序模塊，因而使用c可以很容易進(jìn)行構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)。6）可以直接操作計(jì)算機(jī)硬件C語言具備直接訪問機(jī)器物理地址能力，諸多C5l編譯器可以直接通過8051單片機(jī)內(nèi)部特殊功能寄存器和P0口，并直接訪問片內(nèi)或片外存儲(chǔ)器，還可以執(zhí)行各種位操作。7）生成目的代碼質(zhì)量高用C語言編寫程序生成代碼效率僅比用匯編語言編寫程序低10-20%，并且大某些C5l編譯器可以產(chǎn)生形式簡潔、效率極高程序代碼。德國KeilSoftware公司近年來始終致力于單片機(jī)C語言編譯器研究公司開發(fā)KeilC5l是專門為51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)高效率語言編譯器，ANSI原則，生成代碼運(yùn)營速率快，存儲(chǔ)空間小。高版本KeilC5l編特別是Keilvision2(基于windowsC51集成編譯環(huán)境)以其性能優(yōu)越用以便，受到單片機(jī)開發(fā)者歡迎。KeilC51以軟件包形式向顧客提供C51交叉編譯器、A5l宏編譯器、BL連接定位器等一系列工具和Vision2件仿真器dScope51等開發(fā)平臺(tái)。C5l具備豐富函數(shù)庫，包括100各種功數(shù)，為顧客編程提供了極大以便，并且，C5l程序可以和匯編語言接口者之間互相調(diào)用十分以便。匯編語言和C語言各有各優(yōu)缺陷，在本控制系統(tǒng)中，軟件某些要編晶顯示菜單，程序代碼比較長，對(duì)于機(jī)械手控制和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測等信號(hào)解決比較繁瑣，故采用KeilC5l編程。旋臂式注塑用機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件某些分為外部中斷和定期中斷模塊統(tǒng)初始化模塊、液晶驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤掃描和鍵盤讀取模塊、IAP模塊、機(jī)動(dòng)作示教模塊和液晶菜單模塊。下面就依照這幾種模塊劃分來進(jìn)行闡述。4.4.中斷模塊程序設(shè)計(jì)中斷程序重要是解決控制系統(tǒng)突發(fā)事件，在本控制系統(tǒng)中，外部機(jī)急停、機(jī)械手動(dòng)作控制、機(jī)械手狀態(tài)檢測和低電平檢測都安排在中斷程序理。在中斷優(yōu)先級(jí)方面，解決機(jī)械手急停信號(hào)外部中斷0優(yōu)先級(jí)最高下來是定期中斷0和定期中斷1，定期中斷0解決機(jī)械手動(dòng)作控制和檢測械手動(dòng)作狀態(tài)，定期中斷1被用于在不需要機(jī)械手工作時(shí)，給機(jī)械手上電，設(shè)立使控制系統(tǒng)定期器1工作，定期給注塑機(jī)容許開模信號(hào)，以實(shí)當(dāng)前不需要機(jī)械手工作時(shí)，完畢機(jī)械手與注塑機(jī)之間信號(hào)傳播配合。低電平檢測中斷解決在低電壓時(shí)存儲(chǔ)機(jī)械手當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。4.4.1機(jī)械手急停程序設(shè)計(jì)外部中斷0用于解決機(jī)械手急停，采用低電平觸發(fā)方式，中斷優(yōu)先級(jí)最由力VTO通過一種反相器74LS14接到按鈕，按下按鈕時(shí)，五VTO端浮現(xiàn)低電觸發(fā)外部中斷。，當(dāng)拔謐按鈕時(shí)，而而浮現(xiàn)高電平，不觸發(fā)外部中斷。。當(dāng)發(fā)現(xiàn)機(jī)械手沒有按照規(guī)定程序運(yùn)營或浮現(xiàn)其他異常狀況，可以及時(shí)按下此按鈕，則觸發(fā)外部中斷0，在外部中斷0中重要完畢如下幾種任務(wù):存儲(chǔ)當(dāng)前機(jī)械手運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，置外部中斷O標(biāo)志。對(duì)注塑機(jī)發(fā)機(jī)械手急停信號(hào)。存儲(chǔ)機(jī)械手急停警報(bào)代碼，以便后來備查。在機(jī)械手急停按鈕按下是規(guī)定復(fù)位整個(gè)控制系統(tǒng)。依照此某些要完畢任務(wù)，可以有如下程序流程圖4.1置機(jī)械手急停標(biāo)志置機(jī)械手急停標(biāo)志把急停標(biāo)志和機(jī)械手狀態(tài)存入FLASH中入FLASH向機(jī)械手發(fā)急停信號(hào)把急停事件存入FLASH中旋出急挺按鈕，復(fù)位單片機(jī)圖4.1外部中斷0程序流程圖在圖4.4流程圖中，發(fā)生外部中斷0后，置外部中斷O標(biāo)志是為了在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，可以按照這個(gè)標(biāo)志進(jìn)入手動(dòng)操作界面，在手動(dòng)操作界面中，手動(dòng)單步操作把機(jī)械手操作至默認(rèn)位置，為背面機(jī)械手動(dòng)作做安全準(zhǔn)備。對(duì)注塑機(jī)發(fā)出機(jī)械手急停信號(hào)在復(fù)位后由程序去除。采用電平觸發(fā)中斷方式，只有在低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?也就是急停按鈕必要拔出)時(shí)，才干使機(jī)械手控制系統(tǒng)復(fù)位并且進(jìn)入手動(dòng)操作界面。機(jī)械手復(fù)位后，硬件標(biāo)志自動(dòng)清零。C語言源程序#include<AT89X51.H>#include<INTRINS.H>

bitflag；unsignedcharcount；

voiddely500(void){unsignedchari；for(i=250;i>0;i--){_nop_()；}}

voidmain(void){while(1){if(P1_7==0){for(count=200;count>0;count--){P1_0=~P1_0；dely500()；}for(count=200;count>0;count--){P1_0=~P1_0；dely500()；dely500()；}}}}4.4.2機(jī)械手動(dòng)作程序設(shè)計(jì)機(jī)械手動(dòng)作程序流程圖本設(shè)計(jì)重要研究是單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板，這種注塑機(jī)取模機(jī)械手需要完畢動(dòng)作有:上行，下行、邁進(jìn)、后退、旋入、旋出、夾。本次設(shè)計(jì)這幾種動(dòng)作按照固定模式程式固定運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械手動(dòng)作程序流程圖固定模式：下行邁進(jìn)夾上行后退選出夾放旋入循環(huán)一種周期后回到原點(diǎn)，感知到上位信號(hào)后繼續(xù)循環(huán)。由于機(jī)械手動(dòng)作這幾種單步動(dòng)作并不是任意組合都可以進(jìn)行，為了機(jī)械手正常、安全工作，必要妥善解決如下動(dòng)作之間聯(lián)鎖控制:1)在機(jī)械手下行位置時(shí)，機(jī)械手不能進(jìn)行旋入、旋出動(dòng)作。2)機(jī)械手在完畢一套動(dòng)作后必要回到原始位置。3)由于機(jī)械手是和注塑機(jī)配合工作，因此在機(jī)械手開始第一種動(dòng)作之前，要等待注塑機(jī)開模完信號(hào)。換句話說，在開模完信號(hào)到來后，機(jī)械手工作，在開模完信號(hào)沒有到來時(shí)，機(jī)械手等待。4)在機(jī)械手同步處在旋入狀態(tài)和下行位置時(shí)，不能向注塑機(jī)發(fā)容許關(guān)模信號(hào)。程序流程圖如下：YYYNYYYYYNNYY初始化安全門與否關(guān)閉暫停運(yùn)動(dòng)機(jī)械手回原始位開模完？動(dòng)作延時(shí)標(biāo)志有效獲取動(dòng)作代碼有關(guān)清零開始動(dòng)作動(dòng)作環(huán)節(jié)加1獲取下一動(dòng)作信號(hào)與否為最后一種動(dòng)作下一動(dòng)作規(guī)定清0最后動(dòng)作檢測信號(hào)到來？置位最后動(dòng)作與否為開復(fù)位機(jī)械手與否在取物側(cè)YY圖4.2機(jī)械手動(dòng)作程序流程圖程序如下：Main.c#include<AT89X51.h>#include“disp.h”#include“char.h”#include“ps2key.h”#defineuncharunsignedchar#defineuintunsignintUnsignedcharID;Voiddelay;Unsignedintabijk;SbitP1.0=P1^0;SbitP1.1=P1^1;SbitP1.2=P1^2;SbitP1.3=P1^3;SbitP1.4=P1^4;SbitP1.5=P1^5;SbitP1.6=P1^6;SbitP1.7=P1^7;Voidmain(){TMOD=0x01;TCON=0x54;TH0=(65536-5000)/256;TL0=(65536-5000)%256;TH1=256-5;TL1=256-5;IP=0x08;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;{while(1){temp=0xfe; p1=temp;delay;for(i=1;i<9;i++){a=temp<<i;ID++Delay;If(p1!=0x00)ID++;If(ID=8){ID=0;}elseP3.2=1swich(ID){case1;p1.0=～p1.0;disp-xiaxing();delay();case2;p1.0=～p1.0;disp-qianjin();delay();case3;p1.0=～p1.0;disp-jia();delay();case4;p1.0=～p1.0;disp-shangxing();delay();case5;p1.0=～p1.0;disp-houtui();delay();case6;p1.0=～p1.0;disp-xuanchu();delay();case7;p1.0=～p1.0;disp-jiafang();delay();case8;p1.0=～p1.0;disp-xuanru();delay();}}}}Voiddelay(){for(m=20;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248s>0;s--)}4.7鍵盤掃描和鍵盤讀取模塊在本控制系統(tǒng)中，依照設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)了16個(gè)鍵盤，采用4行4列行列式鍵盤。在鍵盤某些，在硬件上感知有按鍵按下，在軟件上完畢鍵值計(jì)算。在依照此硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出鍵盤程序流程圖如圖4.10。C語言源程序#include<AT89X51.H>unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f，0x66,0x6d,0x7d,0x07，0x7f,0x6f,0x77,0x7c，0x39,0x5e,0x79,0x71}；unsignedchartemp；unsignedcharkey；unsignedchari,j；

voidmain(void){while(1){P3=0xff；P3_4=0；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--)；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；switch(temp){case0x0e：key=7；break；case0x0d：key=8；break；case0x0b：key=9；break；case0x07：key=10；break；}temp=P3；P1_0=~P1_0；P0=table[key]；temp=temp&0x0f；while(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；}}}

P3=0xff；P3_5=0；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--)；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；switch(temp){case0x0e：key=4；break；case0x0d：key=5；break；case0x0b：key=6；break；case0x07：key=11；break；}temp=P3；P1_0=~P1_0；P0=table[key]；temp=temp&0x0f；while(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；}}}

P3=0xff；P3_6=0；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--)；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；switch(temp){case0x0e：key=1；break；case0x0d：key=2；break；case0x0b：key=3；break；case0x07：key=12；break；}temp=P3；P1_0=~P1_0；P0=table[key]；temp=temp&0x0f；while(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；}}}

P3=0xff；P3_7=0；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--)；temp=P3；temp=temp&0x0f；if(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；switch(temp){case0x0e：key=0；break；case0x0d：key=13；break；case0x0b：key=14；break；case0x07：key=15；break；}temp=P3；P1_0=~P1_0；P0=table[key]；temp=temp&0x0f；while(temp!=0x0f){temp=P3；temp=temp&0x0f；}}}}}第五章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)軟、硬件抗干擾設(shè)5.1引言單片機(jī)系統(tǒng)是一種相稱復(fù)雜電子系統(tǒng)，是一種具有各種元器件和許多系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)，外來電磁輻射，內(nèi)部元件之間、分系統(tǒng)之間、各傳播通道間互相串?dāng)_對(duì)單片機(jī)及其數(shù)據(jù)信息所產(chǎn)生干擾與破壞，嚴(yán)重影響了單片系統(tǒng)工作穩(wěn)定性、可靠性和安全性。同步，隨著工業(yè)控制自動(dòng)化、智能化限度越來越高，單片機(jī)系統(tǒng)在測控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，如何消除單片機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定因素，提高單片機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性，越來越成為技術(shù)人員關(guān)注問因此，分析單片機(jī)系統(tǒng)受干擾因素，探討、研究和提高系統(tǒng)電磁兼容性這不但具備科學(xué)理論研究意義，并且還具備很高工程使用價(jià)值。在本課題中，機(jī)械手在注塑車間工作，在惡劣環(huán)境中，機(jī)械手要正常行，這里面系統(tǒng)穩(wěn)定性就顯得非常重要。對(duì)于抗干擾設(shè)計(jì)，一方面要分析抗擾形成因素。電磁干擾重要是由電磁干擾源發(fā)射電磁能量，通過藕合途傳播到敏感設(shè)備過程。因此，形成電磁干擾重要從一下幾種方面:電磁干擾源任何形式自然現(xiàn)象和電能裝置所發(fā)射出來電磁量，可以使在同一環(huán)境中人或其他生物受到傷害或其他設(shè)備、系發(fā)生電磁危害，導(dǎo)致系統(tǒng)性能減少。傳播通道把能量從干擾源藕合或傳播到敏感設(shè)備上。敏感設(shè)備在受到電磁干擾源發(fā)射電磁能量作用時(shí)，會(huì)發(fā)生電磁害，導(dǎo)致系統(tǒng)性能減少，值得注意是，許多器件、設(shè)備、分系統(tǒng)可以即是電磁干擾源又是敏感設(shè)備。普通狀