自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)電子類畢業(yè)設(shè)計(jì)樣本

電子類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第一章緒論 11.1題目來源及課題意義 11.2自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)工作原理及技術(shù)規(guī)定 11.3系統(tǒng)重要技術(shù)參數(shù)： 1第二章方案論證 22.1單片機(jī)選取 22.2物位傳感器選取 32.3存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路選取 52.4LED顯示電路選取 72.5．鍵盤輸入電路 8第三章自動(dòng)加料機(jī)主電路 103.1系統(tǒng)構(gòu)造原理圖 113.2主機(jī)電路核心器件簡(jiǎn)介 103.3顯示電路 183.4繼電器控制電路 223.5鍵盤及顯示電路 233.6外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路 273.7看門狗MAX813L電路 303.8料位開關(guān) 32第四章系統(tǒng)抗干擾及可靠性 35第五章軟件設(shè)計(jì) 36第六章結(jié)論語 38參照文獻(xiàn)： 39附錄A：系統(tǒng)框圖 40附錄B：系統(tǒng)硬件框圖 41程序清單： 41第一章緒論1.1題目來源及課題意義在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)許多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)起這愈來愈重要作用，并且，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)化水平也越來越高。自動(dòng)控制運(yùn)用控制裝置使被控對(duì)象某個(gè)參數(shù)自動(dòng)按照預(yù)定規(guī)律運(yùn)營(yíng)。本設(shè)計(jì)自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)就是采用自動(dòng)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)功能，這樣就大大提高了工作效率，整個(gè)過程又快又穩(wěn)。1.2自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)工作原理及技術(shù)規(guī)定本設(shè)計(jì)由單片機(jī)控制自動(dòng)加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機(jī)配套加料系統(tǒng)。依照加料工藝規(guī)定，其工作原理是：先將真空管關(guān)閉，啟動(dòng)電機(jī)，用低真空氣流將塑料樹脂粒子送入真空管，電機(jī)停轉(zhuǎn)，再將粒子排入料斗，如此循環(huán)。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中，可用一種電機(jī)控制兩個(gè)加料生產(chǎn)線，由方向閥切換。兩個(gè)生產(chǎn)線既可單獨(dú)運(yùn)營(yíng)，也可同步運(yùn)營(yíng)。如果兩者同步運(yùn)營(yíng)，當(dāng)畢生產(chǎn)線輸送結(jié)束后，判斷到另一種生產(chǎn)線排料已經(jīng)結(jié)束，那么，電機(jī)不斷轉(zhuǎn)而方向閥換向，從而為另一種生產(chǎn)線送料。這樣可以發(fā)揮控制系統(tǒng)和電機(jī)效率，從而實(shí)現(xiàn)供料自動(dòng)化。控制系統(tǒng)控制器有單片機(jī)89C51和擴(kuò)展電路構(gòu)成，單片機(jī)控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。本控制系統(tǒng)可以依照送料工藝需要，設(shè)立兩條生產(chǎn)線輸送、排料、滿料、空料等參數(shù)值，也可裝載系統(tǒng)前次工藝參數(shù)值。1.3系統(tǒng)重要技術(shù)參數(shù)：用一臺(tái)電機(jī)控制兩條生產(chǎn)線要能檢測(cè)到滿料狀態(tài)，并顯示出輸送、排料、滿料時(shí)間時(shí)間誤差：0.1秒具備抗干擾能力第二章方案論證2.1單片機(jī)選取20世紀(jì)80年代以來，單片機(jī)發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界上某些知名計(jì)算機(jī)廠家已投放市場(chǎng)產(chǎn)品就有50各種系列，數(shù)百個(gè)品種。當(dāng)前世界上較為知名8位單片機(jī)生產(chǎn)廠家和重要機(jī)型如下：美國(guó)Intel公司：MCS—51系列及其增強(qiáng)型系列美國(guó)Motorola公司：6801系列和6805系列美國(guó)Atmel公司：89C51等單片機(jī)美國(guó)Zilog公司：Z8系列及SUPER8美國(guó)Fairchild公司：F8系列和3870系列美國(guó)Rockwell公司：6500/1系列美國(guó)TI（德克薩司儀器儀表）公司：TMS7000系列NS（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司：NS8070系列等等。盡管單片機(jī)品種諸多，但是在國(guó)內(nèi)使用最多還是Intel公司MCS—51系列單片機(jī)和美國(guó)Atmel公司89C51單片機(jī)MCS—51系列單片機(jī)涉及三個(gè)基本型8031、8051、87518031內(nèi)部涉及一種8位CPU、128個(gè)字節(jié)RAM，21個(gè)特殊功能寄存器（SFR）、4個(gè)8位并行I/O口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定期器/計(jì)數(shù)器，但片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò)EPROM芯片。比較麻煩，不予采用8051是在8031基本上，片內(nèi)集成有4KROM，作為程序存儲(chǔ)器，是一種程序不超過4K字節(jié)小系統(tǒng)。ROM內(nèi)程序是公司制作芯片時(shí)，代為顧客燒制，出廠8051都是具有特殊用途單片機(jī)。因此8051適合與應(yīng)用在程序已定，且批量大單片機(jī)產(chǎn)品中。也不予采用。8751是在8031基本上，增長(zhǎng)了4K字節(jié)EPROM，它構(gòu)成了一種程序不大于4KB小系統(tǒng)。顧客可以將程序固化在EPROM中，可以重復(fù)修改程序。但其價(jià)格相對(duì)8031較貴。8031外擴(kuò)一片4KBEPROM就相稱與8751，它最大長(zhǎng)處是價(jià)格低。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)不斷發(fā)展，能裝入片內(nèi)外圍接口電路也可以是大規(guī)模。也不予采用。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4Kbytes可重復(fù)擦寫只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ROM），器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容原則MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央解決器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元。功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。此設(shè)計(jì)就采用AT89C51。2.2物位傳感器選取物位是指貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備里液體、粉粒壯固體、氣體之間分界面位置，也可以是互不相溶兩種液體間由于密度不等而形成界面位置。依照詳細(xì)用途分為液位、料位、界位傳感器或變送器。物位不但是物料耗量或產(chǎn)量計(jì)量參數(shù)，也是保證持續(xù)生產(chǎn)和設(shè)備安全重要參數(shù)。特別是在當(dāng)代工業(yè)中，生產(chǎn)規(guī)模大，速度高，且常有高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性或易燃易爆物料，對(duì)于物位監(jiān)視和自動(dòng)控制更是至關(guān)重要。物位測(cè)量可用于計(jì)算物料儲(chǔ)量。對(duì)于粉粒體，必要考慮到顆粒間有空隙，應(yīng)區(qū)別密度和容重。密度是指不含空隙物料每單位體積質(zhì)量，即普通質(zhì)量密度，如果乘以重力加速度g，就成為重力密度r，簡(jiǎn)稱為重度。容重是包括空隙在內(nèi)每單位體積重量v，也就是視在重度或宏觀重度，它總要比顆粒物質(zhì)自身重度小，其差額決定于空隙率。而空隙率又取決與許多因素。例如顆粒形狀、尺寸一致限度、與否受外力壓實(shí)、與否經(jīng)受過振動(dòng)、有無黏結(jié)性等，因此粉粒體物料體積儲(chǔ)量和質(zhì)量?jī)?chǔ)量之間不易精準(zhǔn)換算，這是需要注意。電容式物位傳感器運(yùn)用物料介電常數(shù)恒定期極間電容正比與物位原理，可構(gòu)成電容式物位傳感器。依照電機(jī)構(gòu)造可將容式物位傳感器分為三中：（1）合用與導(dǎo)電容器中絕緣性物料，且容器為立式圓筒形，器壁為一極，沿軸線插入金屬棒為另一極，其間構(gòu)成電容C與物位成比例。也可懸掛帶重錘軟導(dǎo)線作為電機(jī)。（2）合用與非金屬容器，或雖為金屬容器但非立式圓筒形，物料為絕緣性。這時(shí)在棒壯電極周邊用絕緣支架套裝金屬筒，筒上下開口，或整體上均勻分布各種孔，使內(nèi)外物位相似。中央圓棒和與之同軸套筒構(gòu)成兩個(gè)電極，其間電容和容器形狀無關(guān)，只取決于物位。因此這種電極只用于液位，粉粒體容易滯留在極間。（3）用于導(dǎo)電性物料，起外形和（1）同樣，但中央圓棒電極上包有絕緣材料，電容是由絕緣材料介電常數(shù)和物位決定，與物料介電常數(shù)無關(guān)，導(dǎo)電物料使筒壁與中央電極間距離縮短為絕緣層厚度，物位升降相稱于電極面積變化。電容式物位傳感器無可動(dòng)部件，與物料密度無關(guān)，但應(yīng)注意物料中含水分時(shí)將對(duì)測(cè)量成果影響很大，并且規(guī)定物料介電常數(shù)與空氣介電常數(shù)差別大，需用高頻電路。因此不予采用。阻力式料位傳感器阻力式料位傳感器是指物料對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所呈現(xiàn)阻擋力。粉末顆粒狀物料比液態(tài)物質(zhì)流動(dòng)性差，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體有明顯阻力，運(yùn)用這一特點(diǎn)可構(gòu)成各種料位傳感器。（1）重錘摸索法：在容器頂部安裝由脈沖分派器控制步進(jìn)電機(jī)，此電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)緩緩釋放懸有重錘鋼索。重錘下降到與料面接觸后，鋼索受到合力突然減小，促使力傳感器發(fā)出脈沖。此脈沖變化門電路狀態(tài)，使步進(jìn)電機(jī)變化轉(zhuǎn)向重錘提高，同步開始脈沖計(jì)數(shù)。待重錘升至頂部觸及行程開關(guān)，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同步計(jì)數(shù)器也停止計(jì)數(shù)并顯示料位（料位值即容器全高減去重錘行程之差）。顯示值始終保持到下次摸索后刷新為另一值。開始摸索觸發(fā)信號(hào)可由定期電路周期性地供應(yīng)，也可以人為地啟動(dòng)。不進(jìn)行摸索時(shí)，重錘保持在容器頂部，以免物料將重錘淹埋。萬一重錘被物位埋沒，排放物料時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大拉力就也許拉斷鋼索報(bào)警辦法及出料過濾柵。但這種辦法運(yùn)用了邏輯電路和數(shù)字技術(shù)，可持續(xù)測(cè)量料位值并輸出數(shù)字量，是數(shù)字傳感器，但其采樣是周期性，對(duì)時(shí)間而言不持續(xù)，此設(shè)計(jì)不予采用。（2）旋槳或推板法：這是一種位式傳感器，或稱料位開關(guān)。在容器壁某一高度處裝小功率電動(dòng)機(jī)，其軸伸入容器內(nèi)，末端帶有槳狀葉片。葉片不接觸物料時(shí)，自由旋轉(zhuǎn)空載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)電流很小，一旦料位上升到與葉片接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增長(zhǎng)，甚至成堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，電流明顯加大。依照電流大小使繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出料位報(bào)警或位式控制信號(hào)。如電機(jī)軸通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，則可帶動(dòng)活塞或平板在容器中做推拉動(dòng)作，即成推板法。旋槳法或推板法不一定都是靠電機(jī)電流大小時(shí)繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，也可以運(yùn)用離合器或連桿上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在葉片或推板負(fù)載增大時(shí)變化電接點(diǎn)通斷狀態(tài)。所用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能在長(zhǎng)時(shí)間堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，或離合器打滑狀態(tài)下，不致過熱而損壞。此類原理構(gòu)成料位開關(guān)，只能安裝在容器壁上，安裝高度取決于動(dòng)作所相應(yīng)料位值。應(yīng)用不那么廣泛，因此次設(shè)計(jì)也不予采用。（3）音叉法：依照物料對(duì)振動(dòng)中音叉有無阻力探知料位與否到達(dá)或超過某高度，并發(fā)出通斷信號(hào)，這種原理不需要大幅度機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)樸、敏捷而可靠。音叉由彈性良好金屬制成，自身具備擬定固有頻率，如外加交變力頻率與其固有頻率一致，則叉體處在共振狀態(tài)。由于周邊空氣對(duì)振動(dòng)阻尼薄弱，金屬內(nèi)部能量損耗又很少，因此只需微小驅(qū)動(dòng)功率就能維持較強(qiáng)振動(dòng)。當(dāng)粉粒體物料觸及叉體之后，能量消耗在物料顆粒間摩擦上，迫使振幅急劇衰減，音叉停振。為了給音叉提供交變驅(qū)動(dòng)力，運(yùn)用放大電路對(duì)壓電元件施加交變電場(chǎng)，靠逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)械力作用在叉體上。用此外一組壓電元件正壓電效應(yīng)檢測(cè)振動(dòng)，它把振動(dòng)力為薄弱交變電信號(hào)。再由電子放大器和移相電路，把檢振元件信號(hào)放大。通過移相，施加到驅(qū)動(dòng)元件上去，構(gòu)成閉環(huán)振蕩器。在這個(gè)閉環(huán)中，既有機(jī)械能也有電能，叉體是其中一種環(huán)節(jié)，倘若受到物料阻尼難以振動(dòng)，正反饋幅值和相位都將明顯變化，破壞了振蕩條件，就會(huì)停振。只要在放大電路輸出端接以恰當(dāng)器件，不難得到開關(guān)信號(hào)。為了保護(hù)壓電元件免受物料損壞和粉塵污染，將驅(qū)動(dòng)和檢振元件裝在叉體內(nèi)部，通過金屬膜片傳遞振動(dòng)。如果在容器上下方都裝叉體，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料或自動(dòng)出料邏輯控制，或者把料位越限信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室。在控制室里控制電路判斷料位與否越限，并按規(guī)定使被控進(jìn)出料設(shè)備啟停。并且叉體制造和裝配良好時(shí)，音叉也可用于液體測(cè)量和控制。在測(cè)量時(shí)不需要大幅度機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)樸、敏捷而可靠。此設(shè)計(jì)選取音叉法阻力式料位傳感器。2.3存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路選取2.3.124C01擴(kuò)展：串行總線上各單片機(jī)或集成電路模塊，通過一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條時(shí)鐘線(SCL)，按照通信規(guī)約進(jìn)行尋址和信息傳播。每個(gè)集成電路模塊均有唯—偽地址，既可以是主控機(jī)(能控制總線，并能完畢一次傳播過程初始化和產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)及傳播終結(jié)信號(hào)器件)或被控機(jī)(被主控器尋址器件)，可以是發(fā)送器(在總線1：發(fā)送信息器件)或接受器(從總線上接受治息器件)I2C總線上器件，依照它不同工作狀態(tài)，可分為主控發(fā)送器、主控接受器、被控發(fā)送器、被控接受器。當(dāng)各種主控器同步企圖控制總線而不丟失信，這叫多主競(jìng)爭(zhēng)。這時(shí)就要進(jìn)行仲裁，仲裁就是針對(duì)這種狀況進(jìn)行裁決過程。只容許其卞一種主控器繼續(xù)占用總線，其他退出豐攙器狀態(tài)。仲裁過程中還要保證總線信息不丟失。多主競(jìng)爭(zhēng)時(shí)必要對(duì)所有參加競(jìng)爭(zhēng)主控器時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行同步解決。信息傳播時(shí)，SCL為高電平期間，SDA上信息必要保持穩(wěn)定不變，只有SCL為低電平期間，SDA上信息才容許變化。同步SDA上信息每一位部和SCL時(shí)鐘脈沖相相應(yīng)。SCL沒有時(shí)鐘信號(hào)，SDA信息將停止傳播處在等待狀態(tài)。這由于線“與”邏輯，使SCL在低電平時(shí)鉗住總線。實(shí)現(xiàn)線“與”邏輯功能各I2C總線接口輸出端必要是漏極開路或集電極開路構(gòu)造。SCL保持高電平期間，SDA由高電平向低電平變化這種狀態(tài)定義為起始信號(hào)。SCL保持高電平期間，SDA由低電平向高電平變化，這種狀態(tài)定義為終結(jié)信號(hào)。SDA傳播每個(gè)字節(jié)必要8位(最高有效位一方面?zhèn)魉?，每個(gè)傳送字節(jié)必要跟隨一位應(yīng)答位。與應(yīng)答信號(hào)相應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)由主控器產(chǎn)生，發(fā)送器在這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)釋放SDA，使它處在高電平狀態(tài)，以便接受由接受器在這位發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。這時(shí)接受器還必要SCL在這位高電平期間，在SDA上輸出一種恒定低電平信氣以完畢應(yīng)答信號(hào)輸出。整個(gè)傳播過程中，傳播字節(jié)數(shù)目是沒有限制。數(shù)據(jù)傳播一段時(shí)間后，接受器無法繼續(xù)接受更多數(shù)據(jù)，主控器同樣可以終結(jié)數(shù)據(jù)傳送。24C01是一種128字節(jié)串行CMOSEEPROM,它具備如下特點(diǎn)：1．存儲(chǔ)容量為128字節(jié)。2．串行接口可使用普通兩根I/O接口。3．具備頁寫模式：每頁4字節(jié)。4．同步周期不大于10ms。它只使用一條數(shù)據(jù)線和一條時(shí)鐘線，采用ATMEL公司24C01串口存儲(chǔ)器，應(yīng)用簡(jiǎn)樸以便，但是其編程較為復(fù)雜。2.3.22864A芯片擴(kuò)展：2864A是一種并行EEPROM，它特點(diǎn)同上，但每頁有16字節(jié)，2864A與8051單片機(jī)接口電路如下圖所示,2864A片選端與高地址線P2．7連接，P2．7=0才干選中2864A，這種線選法決定了2864A相應(yīng)多組地址空間，即0000H~1FFFH,H~3FFFH,4000H~5FFFH,6000H~7FFFH,這8K字節(jié)存儲(chǔ)器可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用,但掉電后數(shù)據(jù)不丟失。2864A四種工作方式：（1）維持方式：當(dāng)為高電平時(shí)，2864A進(jìn)入低功耗維持狀態(tài)。此時(shí)，輸出線呈高阻狀態(tài)，芯片電流從140mA下降至維持電流60mA。（2）讀方式：當(dāng)和均為低電平而為高電平時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖器被打開，數(shù)據(jù)送上總線，此時(shí)，可進(jìn)行讀操作。（3）寫方式：2864A提供了兩種數(shù)據(jù)寫入方式：頁寫入和字節(jié)寫入。頁寫入：為了提高寫入速度，2864A片內(nèi)設(shè)立了16字節(jié)“頁緩沖器”，并將整個(gè)存儲(chǔ)器陣列劃提成512頁，每頁16個(gè)字節(jié)。頁區(qū)別可由地址高9位（A4~A12）來擬定，地址線低四位(A0~A3)用以選取頁緩沖器中16個(gè)地址單元之一。對(duì)2864A寫操作可分為兩步來實(shí)現(xiàn)：第一步，在軟件控制下把數(shù)據(jù)寫入頁緩沖器，這部稱為頁裝載，與普通靜態(tài)RAM寫操作是同樣。第二步，在最后一種字節(jié)（即第16個(gè)字節(jié)）寫入到頁緩沖器后20ns自動(dòng)開始，把頁緩沖器內(nèi)容寫到EEPROM陣列中相應(yīng)地址單元中，這一步成為頁存儲(chǔ)。寫方式時(shí)，為低電平，在下降沿，地址碼A0~A12被片內(nèi)鎖存器鎖存，在上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被鎖存片內(nèi)尚有一種字節(jié)裝載限時(shí)定期器，只要時(shí)間未到，數(shù)據(jù)可以隨機(jī)地寫入頁緩沖器。在持續(xù)向頁緩沖器寫入數(shù)據(jù)過程中，不用緊張限時(shí)定期器會(huì)溢出，由于每當(dāng)下降沿時(shí)，限時(shí)定期器自動(dòng)被復(fù)位并重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)。限時(shí)定期器規(guī)定寫入一種字節(jié)數(shù)據(jù)操作時(shí)間須滿足；3μS<<20μS，這樣是對(duì)的完畢對(duì)2864A頁面寫入操作核心。當(dāng)一頁裝載完畢，不再有信號(hào)時(shí)，限時(shí)定期器將溢出，于是頁存儲(chǔ)操作隨后自動(dòng)開始。一方面把選中頁內(nèi)容擦除，然后寫入數(shù)據(jù)由頁緩沖器傳遞到EEPROM陣列中。字節(jié)寫入：字節(jié)寫入過程與頁寫入過程類似，不同之處在于僅寫入一種字節(jié)，限時(shí)定期器就溢出。（4）數(shù)據(jù)查詢方式：數(shù)據(jù)查詢是指用軟件來檢測(cè)寫操作中頁存儲(chǔ)周期與否完畢。在頁存儲(chǔ)期間，如對(duì)2864A執(zhí)行讀操作，那么讀出是最后寫入字節(jié)，若芯片轉(zhuǎn)儲(chǔ)工作未完畢，則讀出數(shù)據(jù)最高位是本來寫入字節(jié)最高位反碼。據(jù)此，CPU可判斷芯片編程與否結(jié)束。如果讀出數(shù)據(jù)與寫入數(shù)據(jù)相似，表達(dá)芯片已完畢編程，CPU可繼續(xù)向2864A裝載下一頁數(shù)據(jù)。并且編程起來比較簡(jiǎn)樸，因此此設(shè)計(jì)采用此方案。2.4LED顯示電路選取LED顯示屏是由N個(gè)LED顯示塊拼接成N位LED顯示屏。N個(gè)LED顯示塊有N跟位選線，依照顯示方式不同，位選線和段選線連接辦法也各不相似，段選線控制顯示字符字型，而位選線為各個(gè)LED顯示塊公共端，它控制該LED顯示位亮、暗。LED顯示屏有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。LED靜態(tài)顯示方式LED顯示屏工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或+5V）；每位段選線（a~dp）分別與一種8位鎖存器輸出相連。因此稱為靜態(tài)顯示。各個(gè)LED顯示字符一經(jīng)擬定，相應(yīng)鎖存器輸出將維持不變，直到顯示另一種字符為止。也正因而如此，靜態(tài)顯示屏亮度都較高。這種顯示方式接口編程容易。付出代價(jià)是占用口線較多，若用I/O接口，則要占用4個(gè)8位I/O口，若用鎖存器接口，則要用4片74LS373芯片。如果顯示屏位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式更是無法適應(yīng)，因而在顯示位數(shù)較多狀況下，普通都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。LED動(dòng)態(tài)顯示方式在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化硬件電路，普通將所有位段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，有一種8位I/O口控制，形成段選線多路復(fù)用。而各位共陽極或共陰極分別由相應(yīng)I/O線控制，實(shí)現(xiàn)各位分時(shí)選通。其中段選線占用一種8位I/O口，而位選線占用一種4位I/O口。由于各位段選線并聯(lián)，段碼輸出對(duì)各位來說都是相似，因而，同一時(shí)刻，如果各位位選線都處在選通狀態(tài)話，4位LED將顯示相似字符。若要各位LED可以顯示出與本位相應(yīng)顯示字符，就必要采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位位選線狀態(tài)，而其她各位位選線處在關(guān)閉狀態(tài)，同步，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字節(jié)段碼。在擬定LED不同位顯示時(shí)間間隔，不能太短，由于發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清。但也不能太長(zhǎng)，由于畢竟要受限于臨界閃爍頻率，并且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用CPU時(shí)間也越多，此外，顯示位增多，也將占用大量CPU時(shí)間，因而動(dòng)態(tài)顯示實(shí)質(zhì)是一犧牲CPU時(shí)間來換取元件減少。因此，由于本系統(tǒng)只涉及到2位顯示輸出，就采用了和2片8位移位寄存器串級(jí)使用LED靜態(tài)顯示方式。2.5．鍵盤輸入電路2.5.1矩陣式鍵盤接口：矩陣式鍵盤（也稱行列式鍵盤）合用于按鍵數(shù)目較多場(chǎng)合，它由行線和列線構(gòu)成，按鍵位于行列交點(diǎn)上。一種3×3行列構(gòu)造可以構(gòu)成一種有9個(gè)按鍵鍵盤。同理，一種4×4行列構(gòu)造可以構(gòu)成一種16鍵鍵盤，很明顯，在按鍵數(shù)量較多場(chǎng)合，矩陣式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)約諸多I/O口線。按鍵設(shè)立在行列線交點(diǎn)上，行列線分別接到按鍵開關(guān)兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。平時(shí)無按鍵按下時(shí)，行線處在高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低電平，則行線電平為低電平，列線電平如果為高電平，則行線電平為高電平。這是辨認(rèn)矩陣鍵盤按鍵與否按下核心所在。由于矩陣鍵盤中行列線為多鍵公用，各按鍵均影響該鍵所在行列電平。因而各按鍵彼此將互相發(fā)生影響，因此必要將行列信號(hào)配合起來比做恰當(dāng)解決，才干擬定閉合鍵位置。2.5.2獨(dú)立式按鍵接口：獨(dú)立式按鍵就是各按鍵互相獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其她輸入線上工作狀態(tài)。因而，通過檢測(cè)輸入線電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵按下了。獨(dú)立式按鍵電路配備靈活，軟件簡(jiǎn)樸。但每個(gè)按鍵需要占用一種輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多輸入口線且電路構(gòu)造復(fù)雜，故此種鍵盤合用于按鍵較少或操作速度較高場(chǎng)合。由于此系統(tǒng)中共有啟動(dòng)兩條生產(chǎn)線“啟動(dòng)1”鍵和“啟動(dòng)2”鍵、分秒選取鍵、時(shí)間設(shè)立加、時(shí)間設(shè)立減、顯示生產(chǎn)線狀態(tài)切換鍵，時(shí)間設(shè)立鍵、時(shí)間切換鍵。只有這8個(gè)鍵，比較簡(jiǎn)樸。因此就采用獨(dú)立式按鍵接口電路。第三章自動(dòng)加料機(jī)主電路主電路采用AT89C51，由于AT89C51內(nèi)含4KB容量，因而在設(shè)計(jì)中不需要外擴(kuò)ROM。硬件電路重要有LED顯示電路、鍵盤接受電路、繼電器控制電路、EEPROM外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，以及看門狗MAX813L等構(gòu)成。3.1系統(tǒng)構(gòu)造原理圖主電路采用AT89C51，由于AT89C51內(nèi)含4KB容量，因而在設(shè)計(jì)中不需要外擴(kuò)ROM。硬件電路重要有LED顯示電路、鍵盤接受電路、繼電器控制電路、EEPROM外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，以及看門狗MAX813L等構(gòu)成。電路原理框圖如圖所示：3.2主機(jī)電路核心器件簡(jiǎn)介AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4Kbytes可重復(fù)擦寫只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ROM），器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容原則MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央解決器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元。功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51重要性能參數(shù).與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容.4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器.1000次擦寫周期.全靜態(tài)操作：0Hz24MHz.三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器.128×8字節(jié)內(nèi)部RAM.32個(gè)可編程I/O口線.2個(gè)16位定期/計(jì)數(shù)器.6個(gè)中斷源.可編程串行UART通道.低功率空閑和掉電模式3.2.2AT89C51功能特性概述AT89C51提供如下原則功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/0口線，兩個(gè)16位定期/計(jì)數(shù)器，一種5向量?jī)杉?jí)中斷構(gòu)造，一種全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同步，AT89C51可將至0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU工作，但容許RAM，定期/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其她所有部件工作直到下一種硬件復(fù)位。AT89C51引腳功能闡明.Vcc：電源電壓.GND：地.P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸取電流方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0接受指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，規(guī)定外接上拉電阻。.P1口：P1口是一種帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P1輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉倒高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一種電流（IIL）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接受低8位地址。.P2口：P2口是一種帶有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P2輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一種電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVE@DPTR指令）時(shí)。P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)總R2寄存器內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不變化。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接受高位地址和其她控制信號(hào)。.P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為普通I/O口線外，更重要用途是它第二功能，如下表所示：端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外中斷0）P3,3（外中斷1）P3.4T0（定期/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1（定期/計(jì)數(shù)器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口還接受某些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)控制信號(hào)。.RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳浮現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。.ALE/：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存容許）輸出脈沖用于鎖存地址低8位字節(jié)。雖然不訪問外部存儲(chǔ)器。ALE仍一時(shí)鐘振蕩頻率1/6輸出固定正脈沖信號(hào)，因而它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定期目。但要注意是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一種ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中8EH單元D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活，此外，該引腳會(huì)被薄弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)立ALE無效。.：程序存儲(chǔ)容許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效信號(hào)不浮現(xiàn)。.EA/VPP：外部訪問容許，欲使 CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H--FFFFH），EA端必要保持低電平（接地）。需要注意是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V編程容許電源Vpp，固然這必要是該器件是使用12V編程電壓Vpp。.XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。.XTAL2：振蕩器3放大器輸出端。時(shí)鐘振蕩器AT89C51中有一種用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器高增益反相放大器，引腳XTAL和XTAL2分別是該放大器輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖：外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容C1、C2接在放大器反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴(yán)格規(guī)定，但電容容量大小會(huì)輕微影響振蕩頻率高低，振蕩器工作穩(wěn)定性，起振難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，則推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選取40pF10F。顧客也可以采用外部時(shí)鐘，采用時(shí)鐘電路如圖。在這種狀況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一種2分鐘觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)占空比沒有特殊規(guī)定，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定?？臻e節(jié)電模式AT89C51有兩種可用軟件編程省電模式，它們是空閑模式和掉點(diǎn)工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON（即電源控制寄存器）中PD（PCON.1）和IDL（PCON.0）位來實(shí)現(xiàn)。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即PD和IOL同步為1，則先激活掉電模式。在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)外設(shè)保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何容許中斷祈求或硬件復(fù)位終結(jié)。終結(jié)空閑工作模式辦法有兩種，其一是任何一條被容許中斷事件被激活，IDL（PCON.0）被硬件清除，即刻終結(jié)空閑工作模式。程序會(huì)一方面響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令背面一條指令。其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終結(jié)。需要注意是，當(dāng)有硬件復(fù)位來終結(jié)空閑工作模式時(shí)，CPU普通是從激活空閑模式那條指令下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序，要完畢內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）有效，在這種狀況下，內(nèi)部禁止CPU訪問片內(nèi)RAM，而容許訪問其他端口。為了避免也許對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器寫入指令。掉電模式在掉點(diǎn)模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式指令是最后一條被執(zhí)行指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器內(nèi)容在終結(jié)掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式唯一辦法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義所有特殊功能寄存器但不變化RAM中內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必要保持一定期間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。模式程序存儲(chǔ)器ALE/PSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)3.2.7程序存儲(chǔ)器加密AT89C51可使用對(duì)芯片上3個(gè)加密位LB1、LB2、LB3進(jìn)行編程（P）或不編程（U）來得到下表所示功能：加密位保護(hù)功能表程序加密位保護(hù)類型LB1LB2LB31UUU沒有程序保護(hù)功能2PUU禁止從外部程序存儲(chǔ)器中執(zhí)行MOVC指令讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器內(nèi)容3PPU除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn)4PPP除以上功能外，同步禁止外部執(zhí)行當(dāng)加密位LB1被編程時(shí)，在復(fù)位期間，EA端邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后始終沒有復(fù)位，則鎖存起初始值是一種隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)始終保存到真正復(fù)位為止，為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存EA電平必要與該引腳當(dāng)前邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除辦法清除。Flash閃速存儲(chǔ)器編程AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)Flash PEROM，這個(gè)Flash存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處在擦除狀態(tài)（即所有存儲(chǔ)單元內(nèi)容均為FFH），顧客隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。編程接口可接受高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）容許編程信號(hào)。低電壓編程模式適合于顧客在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。AT89C51單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式。顧客可從芯片上型號(hào)和讀取芯片內(nèi)簽名字節(jié)獲得該信息。如圖Vpp=12VVpp=5V芯片頂面標(biāo)記AT89C51xxxxyywwAT89C51xxxx—5yyww簽名字節(jié)（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=FFH（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=05HAT89C51程序存儲(chǔ)器列陣采用字節(jié)寫入方式編程，每次寫入一種字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)PEROM程序存儲(chǔ)器寫入一種非空字節(jié)，必要使用擦除方式將整個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)容清晰。編程辦法編程前，先設(shè)立好地址，數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元地址加在P1口和P2口P2.0—P2.3(11位地址范疇為0000H—0FFFH)，數(shù)據(jù)從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7和P3.6、P3.7電平，PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/Vpp引腳是編程電源輸入端，按規(guī)定加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。編程時(shí)，可采用4—20MHz時(shí)鐘振蕩器，AT89C51編程辦法如下：在地址線上加上要編程單元地址信號(hào)。在數(shù)據(jù)線上加上要寫入數(shù)據(jù)字節(jié)。激活相應(yīng)控制信號(hào)。在高電壓編程方式時(shí)，將/EA/Vpp端加上+12V編程電壓。每對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列寫入一種字節(jié)或每寫入一種程序加密位，加上一種ALE/PROG編程脈沖。變化編程單元地址和寫入數(shù)據(jù)，重復(fù)1—5環(huán)節(jié)，直到所有文獻(xiàn)編程結(jié)束。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定期，普通約為1.5ms數(shù)據(jù)查詢AT89C51單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測(cè)一種寫周期與否結(jié)束，在一種寫周期中，如需讀取最后寫入那個(gè)字節(jié)，則讀出數(shù)據(jù)最高位（P0.7）是本來寫入字節(jié)最高反碼，寫周期完畢后，有效數(shù)據(jù)就會(huì)出當(dāng)前所有輸出端上，此時(shí)，可進(jìn)入下一種字節(jié)寫周期，寫周期開始后，可在任意時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。Ready/Busy：字節(jié)編程進(jìn)度可通過RDY/BSY輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)，編程期間，ALE變成高電平“H”后P3.4端電平被拉低，表達(dá)正在編程狀態(tài)。編程完畢后。P3.4變?yōu)楦唠娖奖磉_(dá)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。3.2.11程序校驗(yàn)及芯片擦除如果加密位LB1、LB2沒有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫數(shù)據(jù)。采用下圖電路。程序存儲(chǔ)器地址由P1和P2口P2.0-P2.3輸入，數(shù)據(jù)有P0口讀出，P2.6、P2.7和P3.6、P3.7控制信號(hào)保持低電平，ALE、和RST保持高電平。校驗(yàn)時(shí)P0口須接上10K左右上拉電阻。加密位不可直接校驗(yàn)，加密位校驗(yàn)可通過對(duì)存儲(chǔ)器校驗(yàn)和寫入狀態(tài)來驗(yàn)證。運(yùn)用控制信號(hào)對(duì)的組合并保持ALE/引腳10ms低電平脈沖寬度即可將PEROM陣列（4k字節(jié)）和三個(gè)加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“1”，這環(huán)節(jié)需再編程之邁進(jìn)行。3.2.12讀片內(nèi)簽名字節(jié)及編程接口AT89C51單片機(jī)內(nèi)有3個(gè)簽名字節(jié)，地址為030H、031H和032H。用于聲明該器件廠商、型號(hào)和編程電壓。讀簽名字節(jié)過程和單元030H、031H和032H正常校驗(yàn)相仿，只需將P3.6、P3.7保持低電平，返回值意義如下：（030H）=1EH聲明產(chǎn)品由ATMEL公式制造。（031H）=51H聲明為AT89C51單片機(jī)。（032H）=FFH聲明為12V編程電壓。（032H）=05H聲明為5V編程電壓。編程接口：采用控制信號(hào)對(duì)的組合可對(duì)Flash閃速存儲(chǔ)陣裂中每一代碼字節(jié)進(jìn)行寫入和存儲(chǔ)器整片擦除，寫操作周期是自身定期，初始化后它將自動(dòng)定期到操作完畢。3.2.13AT89C51極限參數(shù)：極限參數(shù)：工作溫度………………-55℃to+125℃儲(chǔ)藏溫度………………-65℃to+150℃任一引腳對(duì)地電壓………-1.0Vto+7.0V最高工作電壓………6.6V直流輸出電流……15.0mA3.3顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好選取。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配備靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)樸易行。LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段數(shù)碼型顯示屏件，其中七只發(fā)光二極管分別相應(yīng)a～g筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點(diǎn)。因而這種LED顯示屏稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管。如圖所示：LED數(shù)碼管按電路中連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，共陽型是將各段發(fā)光二極管正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，a～g、Dp各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時(shí)，該筆段發(fā)光，高電平時(shí)不發(fā)光?？刂颇硯锥喂P端發(fā)光，就能顯示出某個(gè)數(shù)碼或字符。共陰型是將各段發(fā)光二極管負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過限流電阻接高電平時(shí)發(fā)光。在自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)營(yíng)是要顯示輸送、排料、滿料、空料時(shí)間，有時(shí)間切換鍵和標(biāo)志哪條生產(chǎn)線發(fā)光二極管表達(dá)，顯示位數(shù)少，因此就采用靜態(tài)顯示方式。LED顯示屏工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或+5V）；每位段選線（a~dp）分別與一種8位鎖存器輸出相連。因此稱為靜態(tài)顯示。各個(gè)LED顯示字符一經(jīng)擬定，相應(yīng)鎖存器輸出將維持不變，直到顯示另一種字符為止。也正因而如此，靜態(tài)顯示屏亮度都較高。這種顯示方式接口編程容易。若用I/O接口，則要占用4個(gè)8位I/O口，若用鎖存器接口，則要用4片74LS373芯片。如果顯示屏位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式便無法適應(yīng)。在設(shè)計(jì)中，LED顯示電路采用74LS377驅(qū)動(dòng)器和MC14511B譯碼器控制LED數(shù)碼管。3.3.174LS377芯片簡(jiǎn)介.D0～D7：8個(gè)信號(hào)輸入端。.Q0～Q7：8個(gè)信號(hào)輸出端。.CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。.：鎖存容許信號(hào)。當(dāng)=0時(shí)，CLK端上跳變將把8位D輸入端數(shù)據(jù)打入8位鎖存器。74LS377真值表CLKDQ1XXQ00↑110↑00X0XQ0MC14511B芯片簡(jiǎn)介.A～D：四個(gè)信號(hào)輸入端。.a～g：七個(gè)信號(hào)輸出端。.LT、BI：接地。.LE：接電源。LED接口電路LED顯示電路采用74LS377驅(qū)動(dòng)器和MC14511B譯碼器控制LED數(shù)碼管。兩個(gè)LED顯示一條生產(chǎn)線一種工作過程秒數(shù)。兩片MC14511B把P0口高四位和低四位譯碼成十進(jìn)制控制LED顯示。電路圖如下：3.4繼電器控制電路在電氣控制領(lǐng)域或產(chǎn)品中，凡是需要邏輯控制場(chǎng)合，幾乎都需要使用繼電器，從家用電器到工農(nóng)業(yè)應(yīng)用，甚至國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，可謂無所不見。繼電器是一種運(yùn)用各種物理量變化，將電量或非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁力（有觸頭式）或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化（無觸頭式），從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中其他器件或裝置動(dòng)作一種控制元件。依照轉(zhuǎn)化物理量不同，可以構(gòu)成各種各樣不同功能繼電器，以用于各種控制電路中進(jìn)行信號(hào)傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等，從而控制主電路和輔助電路中器件或設(shè)備按預(yù)定動(dòng)作程序進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)目。被轉(zhuǎn)化或施加于繼電器電量或非電量稱為繼電器勉勵(lì)量，當(dāng)繼電器被勉勵(lì)，從一種起始位置達(dá)到預(yù)定工作位置，并完畢電路切換動(dòng)作，稱為繼電器工作特性，涉及吸合。不吸合，保持與釋放狀態(tài)。當(dāng)輸入量變化到高于它吸合值或低于它釋放值時(shí)，繼電器動(dòng)作，對(duì)于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開，對(duì)于無觸頭式繼電器起輸出發(fā)生階躍變化，以此提供一定邏輯變量。自動(dòng)加料機(jī)是把塑料粒子送到一種真空管，在輸送時(shí)真空管關(guān)閉合，排料時(shí)真空管需要打開，將粒子送到排料漏斗。本設(shè)計(jì)共需2個(gè)繼電器控制交流接觸器，一種接帶動(dòng)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)。另一種為控制工作方向方向閥。經(jīng)考慮采用4123無極12V直流控制24V交流繼電器，并運(yùn)用光耦合器件P521和MCU隔開。89C51P1初始值為0FFH，因此加一種74LS04反相器使得繼電器初始不產(chǎn)生閉合，使用MC1413為無源驅(qū)動(dòng)器，IN4007構(gòu)成繼電器續(xù)流二極管。電路圖如下：3.5鍵盤及顯示電路鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干擾單片機(jī)重要手段。本設(shè)計(jì)采用8255A為I/O擴(kuò)展。3.5.1鍵盤接口非編碼鍵盤與單片機(jī)接口單片機(jī)系統(tǒng)所用鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤自身除了按鍵之外，還涉及產(chǎn)生鍵碼硬件電路，只要按下某一種鍵，就能產(chǎn)生這個(gè)鍵代碼，普通稱為鍵碼，同步，還能產(chǎn)生一種脈沖信號(hào)，以告知CPU接受（輸入）鍵碼。這種鍵盤使用比較以便，亦不需要編寫諸多程序，但使用硬件較復(fù)雜，在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中使用還不多。非編碼鍵盤是由某些按鍵排列成一種行列矩陣。按鍵作用，只是簡(jiǎn)樸地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)接通和斷開，但必要有一套相應(yīng)程序與之配合，才干產(chǎn)生出相應(yīng)鍵碼。非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路，當(dāng)前，在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中使用比較普遍。使用非編碼鍵需要用軟件來解決按鍵辨認(rèn)，防止抖動(dòng)以及鍵碼產(chǎn)生等工作。設(shè)有一種6行×5列非編碼鍵盤，其中有16個(gè)為數(shù)字鍵0～F，別的為控制鍵，用以發(fā)布各種控制命令。鍵盤行線接8155C口六條線PC5～PC0，鍵盤列線則接8155B口5條線。在沒有任何鍵按下時(shí)，所有鍵盤列線上信號(hào)都是高電平。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，就會(huì)浮現(xiàn)鍵辨認(rèn)、防止抖動(dòng)以及擬定鍵碼等一系列問題。按鍵辨認(rèn)有各種辦法，此系統(tǒng)只“行掃描”法：（1）擬定與否有按鍵按下。CPU通過并行口輸出000000到鍵盤行線，然后檢測(cè)鍵盤列線信號(hào)。若沒有鍵按下，則為11111。若有任一種按鍵按下，則有某一條列線為0，也就是當(dāng)PB4～PB0不為11111時(shí)，就表達(dá)有鍵按下。（2）通過“行掃描”擬定已按鍵行、列位置。所謂行掃描就是依次給每條行線輸入0信號(hào)，而別的各行都輸入1，并檢測(cè)每次掃描時(shí)所相應(yīng)列信號(hào)。在圖2中就是在C口先輸出111110（PC5～PC0），然后是111101，直到最后是011111，并檢測(cè)每次所相應(yīng)B口輸入。只有在某行上有鍵按下時(shí)，在這一行上輸入0（其她行為1），在列輸出上才干檢測(cè)到0信號(hào)。若是輸入為0這一行上沒有按鍵按下，則收到列信號(hào)依然全是1。因而，只要記下列信號(hào)不全為1時(shí)C口輸出及B口輸入，就能擬定以按鍵位置。設(shè)圖2中處在第3行第1列鍵已按下，則必要是行輸出信號(hào)為110111，檢測(cè)到列信號(hào)為11101。相應(yīng)于其她行信號(hào)，列信號(hào)都是11111。這樣，通過行掃描，就可以擬定按鍵行、列坐標(biāo)。（3）擬定與否有多鍵同步按下。有時(shí)一次按下鍵不止一種，這在普通狀況下是由于誤操作引起，是不應(yīng)當(dāng)浮現(xiàn)普通稱為竄鍵。浮現(xiàn)這種狀況時(shí)，就也許有不止一次會(huì)得到列信號(hào)不為全1，這時(shí)就不容易判斷哪個(gè)鍵是真正需要按下。為了解決這種狀況可采用兩種辦法：一是行掃描一定是掃到最后一行才結(jié)束，而不是檢測(cè)到列信號(hào)不為全1時(shí)就結(jié)束，以便發(fā)現(xiàn)竄鍵；二是如果浮現(xiàn)了竄鍵，最簡(jiǎn)樸解決辦法就是這次行掃描不算，再來一遍，即以最后放開那個(gè)鍵為準(zhǔn)。事實(shí)上，由于掃描速度不久，真正找到兩個(gè)鍵同步按下狀況是很少。（4）消除鍵抖動(dòng)。普通按鍵在按下時(shí)候有抖動(dòng)問題，即鍵簧片在按下時(shí)會(huì)有輕微彈跳，需通過一種短暫時(shí)間才會(huì)可靠地接觸。若在簧片抖動(dòng)時(shí)進(jìn)行掃描就也許得出不對(duì)的成果。因而，在程序中要考慮防抖動(dòng)問題。最簡(jiǎn)樸辦法是在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，等待（延遲）一段時(shí)間再進(jìn)行“行掃描”，延遲時(shí)間為10～20ms。這可通過調(diào)用子程序來解決，當(dāng)系統(tǒng)中有顯示子程序時(shí)，調(diào)用幾次顯示子程序也能同步達(dá)到消除抖動(dòng)目。3.5.28255A芯片簡(jiǎn)介自動(dòng)加料系統(tǒng)有8個(gè)按鍵：?jiǎn)?dòng)兩條生產(chǎn)線“啟動(dòng)1”鍵和“啟動(dòng)2”鍵、分秒選取鍵、時(shí)間設(shè)立加/減鍵、顯示生產(chǎn)線狀態(tài)切換鍵，時(shí)間設(shè)立鍵，時(shí)間切換鍵，由于單片機(jī)并行口有限。本系統(tǒng)采用8255A擴(kuò)展并行口。（1）．8255A內(nèi)部構(gòu)造8255A內(nèi)部構(gòu)造有如下幾某些構(gòu)成：a.并行I/O端口A、B、C8255A內(nèi)部有3個(gè)8位并行I/O口：A口、B口、C口。3個(gè)I/O口都可以通過編程選取為輸入口或輸出口，但在構(gòu)造和功能上有所不同。A口：具有一種8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一種8位輸入鎖存器。B口：具有一種8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一種8位輸入鎖存器（不鎖存）。C口：具有一種8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一種8位輸入鎖存器（不鎖存）。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送不需要聯(lián)系信號(hào)時(shí)，這3個(gè)端口都可以用作輸入口或輸出口。當(dāng)A口B口需要有聯(lián)系信號(hào)時(shí)，C口可以作為A口和B口聯(lián)系信號(hào)線。b.工作方式控制電路：8255A三個(gè)端口在使用使可分為A、B兩組。A組涉及A口8位和C口高4位：B組涉及B口8位和C口低4位。兩組控制電路中分別有控制寄存器，依照寫入控制字決定兩組工作方式，也可對(duì)C口每一位置“1”或清“0”。c.數(shù)據(jù)總線緩沖器：數(shù)據(jù)總線緩沖器是三態(tài)雙向8位緩沖器，是8255A與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線接口，8255AD0～D7可以和AT89C51單片機(jī)P0.0～P0.7直接相連。數(shù)據(jù)輸入輸出、控制字和狀態(tài)信息傳遞，均可通過數(shù)據(jù)總線緩沖器進(jìn)行。d.讀/寫控制邏輯：8255A讀/寫控制邏輯作用是從CPU地址和控制總線上接受關(guān)于信號(hào)，轉(zhuǎn)變成各種控制命令送到數(shù)據(jù)緩沖器及A組和B組控制電路，控制A、B、C3個(gè)端口操作。3.5.38255A引腳功能8255A共有40個(gè)引腳，普通為雙列直插DIP封裝，40個(gè)引腳可分為與CPU連接數(shù)據(jù)線、地址和控制信號(hào)以及與外圍設(shè)備連接三個(gè)端口線。.D0～D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線。.RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入，高電平有效。復(fù)位后，控制寄存器清0，A口、B口、C口被置為輸入方式。.：片選信號(hào)，輸入，低電平有效。.：讀信號(hào)，輸入，低電平有效。有效時(shí)，容許CPU通過8255AD0～D7讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。.：寫信號(hào)，輸入，低電平有效。有效時(shí)，容許.A1A0：端口控制信號(hào)，輸入。2位可構(gòu)成四種狀態(tài)，分別尋址A口、B口、C口和控制寄存器.PA0～PA7：A口數(shù)據(jù)線，雙向。.PB0～PB7：B口數(shù)據(jù)線，雙向。.PC0～PC7：C口數(shù)據(jù)/信號(hào)線，雙向。當(dāng)8255A工作于方式0時(shí)，PC0～PC7分為兩組（每組4位）并行I/O數(shù)據(jù)線；當(dāng)8255A工作于方式1或方式2時(shí)，PC0～PC7為A口、B口提供聯(lián)系信號(hào)。A1A0與、、信號(hào)一起，可擬定8255A操作狀態(tài)，如圖所示：8255A功能操作A1A0操作001010000111000A口→數(shù)據(jù)總線B口→數(shù)據(jù)總線C口→數(shù)據(jù)總線輸入操作00110101111100000000數(shù)據(jù)總線→A口數(shù)據(jù)總線→B口數(shù)據(jù)總線→C口數(shù)據(jù)總線→控制口輸出操作x1xx1xX01x11100數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)非法狀態(tài)數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)禁止操作8255A與AT89C51接口電路。在連接鍵盤電路采用8255A為擴(kuò)展I/O口時(shí)，要在中間加入一種74LS373，74LS373是一種三態(tài)門8D鎖存器，它可以作為AT89C51外部一種擴(kuò)展輸入口，借口電路工作原理是當(dāng)外設(shè)把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，發(fā)出一種控制信號(hào)加到373G端，即鎖存端，使輸入數(shù)據(jù)在373中鎖存，同步信號(hào)加到AT89C51單片機(jī)中斷祈求端，單片機(jī)響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行下面程序：MOVDPTR，#0BFFFHMOVXA，@DPTR在執(zhí)行上面第二條指令時(shí)，P2.6=0，有效，通過或門后加到373端，即373三態(tài)門控制端，使三態(tài)門暢通，鎖存數(shù)據(jù)讀入到累加器A中。電路如圖所示：3.6外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路自動(dòng)加料機(jī)存在兩條生產(chǎn)線輸送、排料、滿料、空料，共8個(gè)設(shè)立重要數(shù)據(jù)需要讀/寫，并且可以提供掉點(diǎn)保護(hù)，因此就需要外闊程序存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器普通采用自讀存儲(chǔ)器，由于這種存儲(chǔ)器在電源關(guān)斷后，仍能保存程序，在系統(tǒng)上電后，CPU可取出這些指令予以重新執(zhí)行。只讀存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱ROM。ROM中信息一旦寫入之后，就不能隨意更改，特別是不能在程序運(yùn)營(yíng)過程中寫入新內(nèi)容，故稱之為只讀存儲(chǔ)器。向ROM中寫入信息叫做ROM編程。依照編程方式不同，ROM分為如下幾種：（1）掩膜ROM是在制造過程中編程。因編程是以掩膜工藝實(shí)現(xiàn)，因而稱為掩膜ROM。這種芯片存儲(chǔ)構(gòu)造簡(jiǎn)樸，集成度高，但由于掩膜工藝由于成本較高，因而只適合于大批量生產(chǎn)。（2）可編程ROM（PROM）PROM芯片出廠是并沒有任何程序信息，是由顧客用獨(dú)立編程器寫入，但PROM只能寫入一次，寫入內(nèi)容后，就不能在進(jìn)行修改。（3）EPROMEPROM是用電信號(hào)編程，用紫外線擦除只讀存儲(chǔ)器芯片。在芯片外殼上中間位置有一種圓形窗口，通過這個(gè)窗口照射紫外線射就可擦除原有信息。（4）E2PROM這是一種用電信號(hào)編程，也用電信號(hào)擦除ROM芯片，對(duì)E2PROM讀寫操作與RAM存儲(chǔ)器幾乎沒有什么差別，只是寫入速度慢某些，但斷電后可以保存信息。此設(shè)計(jì)采用外擴(kuò)E2PROM擴(kuò)展方式。E2PROM是電擦除可編程自讀存儲(chǔ)器，其突出長(zhǎng)處是可以在線擦除和改寫，不必像ERPOM那樣必要用紫外線照射才干擦徹，較新E2PROM產(chǎn)品在寫入時(shí)能自動(dòng)完畢擦除，且不再需要專用編程電源，可以直接使用單片機(jī)系統(tǒng)+5V電源。慣用E2PROM芯片有2816/1816A，2817/2817A，2864A。本設(shè)計(jì)采用是用2864A擴(kuò)展方式。2864A有四種工作方式：維持方式當(dāng)為高電平時(shí)，2864A進(jìn)入低耗維持方式。此時(shí)，輸出線呈高阻態(tài)，芯片電流從140mA降至維持電流60mA。讀方式當(dāng)和均為低電平而為高電平時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖器被打開，數(shù)據(jù)送上總線，此時(shí)，可進(jìn)行讀操作。寫方式2864A提供了兩種數(shù)據(jù)方式：字節(jié)寫入和頁寫入頁寫入：2864A片內(nèi)設(shè)立了16字節(jié)“頁緩沖器”，并將整個(gè)存儲(chǔ)器陣列劃提成512頁，每頁16個(gè)字節(jié)。頁區(qū)別可由地址高9位來擬定，地址線低4位用以選取頁緩沖器中16個(gè)地址單元之一。寫方式時(shí)，為低電平，在下降沿，地址碼A0～A12被片內(nèi)鎖存器鎖存，在上升時(shí)數(shù)據(jù)被鎖存。片內(nèi)尚有一種字節(jié)裝載限時(shí)定期器，只要時(shí)間未到，數(shù)據(jù)可以隨機(jī)地寫入頁緩沖器。在持續(xù)向頁緩沖器寫入數(shù)據(jù)過程中，不用緊張限時(shí)定期器會(huì)益處，由于每當(dāng)下降沿時(shí)，限時(shí)定期器自動(dòng)被復(fù)位并重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)。字節(jié)寫入：字節(jié)寫入過程與頁寫入過程類似，不同之處是僅寫入一種字節(jié)，限時(shí)定期器就溢出。數(shù)據(jù)查詢方式數(shù)據(jù)查詢是指用軟件來檢測(cè)寫操作中頁存儲(chǔ)周期與否完畢。在頁存儲(chǔ)期間，如對(duì)2864A執(zhí)行讀操作，那么讀出是最后寫入字節(jié)，若芯片轉(zhuǎn)儲(chǔ)工作未完畢，則讀出數(shù)據(jù)最高位是本來寫入字節(jié)最高位反碼。據(jù)此，CPU可判斷編程與否結(jié)束。如果讀出數(shù)據(jù)與寫入數(shù)據(jù)相似，表達(dá)芯片已完畢編程，CPU可繼續(xù)向2864A裝載下一頁數(shù)據(jù)。2864A與單片機(jī)接口時(shí)，2864A片選端與高地址線P2.7連接，P2.7=0才干選中2864A，這種線選法決定了2864A相應(yīng)多組地址空間，即：0000H～1FFFFH，H～3FFFH，4000H～5FFFH，6000H～7FFFH。這8K字節(jié)存儲(chǔ)器可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用，但掉電后數(shù)據(jù)不丟失。2864A與AT89C51接口電路如圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)由于受引腳數(shù)限制，數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用，由P0口兼用。為了將它們分離出來，以便同單片機(jī)片外擴(kuò)展芯片對(duì)的連接，需要在單片機(jī)外部增長(zhǎng)地址鎖存器。咱們這本設(shè)計(jì)中使用74LS373。74LS373是一種帶有三態(tài)門8D鎖存器，其引腳如圖所示圖3.6.1鎖存器74LS373引腳其引腳功能如下：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入線Q7～Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)候，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。：數(shù)據(jù)輸出容許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)候，三態(tài)門打開，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)候，輸出線為高阻態(tài)。74LS373功能表見表GDQ0111010000×不變1××高阻態(tài)連接電路圖：3.7看門狗MAX813L電路幾乎所有單片機(jī)都需要復(fù)位電路，對(duì)復(fù)位電路基本規(guī)定是：在單片機(jī)上電時(shí)能可靠復(fù)位，在下電時(shí)能防止程序亂飛導(dǎo)致EPROM中數(shù)據(jù)被修改；此外，單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于干擾等各種因素影響，有也許浮現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了充分運(yùn)用單片機(jī)自身看門狗定期器(有些單片機(jī)無看門狗定期器)外，還需外加看門狗電路；除此以外，有些單片機(jī)系統(tǒng)還規(guī)定在掉電瞬間單片機(jī)能將重要數(shù)據(jù)保存下來，因掉電發(fā)生往往是根隨機(jī)，因而此類單片機(jī)系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時(shí)能告知單片機(jī)。MAXIM公司推出MAX813L剛好能滿足這些規(guī)定，下面詳細(xì)簡(jiǎn)介該芯片性能特點(diǎn)及用法。MAX813L有雙列直插和貼片兩種封裝形式，其雙列直插如圖所示，引腳功能如下：第①腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效；第②、②腳分別為電源和地；第④腳為電源故障輸入；第⑤腳為電源故障輸出；第⑥腳為看門狗輸入，第⑦腳為復(fù)位輸出，第⑧腳為看門狗輸出。MAX813L性能特點(diǎn)：MAX813L內(nèi)部構(gòu)造框圖如圖所示，具備如下重要性能特點(diǎn)：由圖可知該芯片具備如下重要性能特點(diǎn)：(1)復(fù)位輸出。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓減少時(shí)，第⑦腳產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200ms，高電平有效，復(fù)位門限典型值為4.65V。(2)看門狗電路輸出。如果在1.6s內(nèi)沒有觸發(fā)該電路(即第⑥腳無脈沖輸入)，則第⑧腳輸出一種低電平信號(hào)。(3)手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效，即第①腳輸入一種低電平，則第⑦腳產(chǎn)生復(fù)位輸出。(4)1.25V門限值檢測(cè)器，第④腳為輸入，第⑤腳為輸出。當(dāng)?shù)冖苣_電壓低于1.25V時(shí)，第⑤腳輸出一種低電平信號(hào)。MAX813L典型應(yīng)用電路：MAX813L典型應(yīng)用電路如圖所示。圖中單片機(jī)以AT89C51為例，MAX813L第①腳與第⑧腳相連。第⑦腳接單片機(jī)復(fù)位腳(AT89C51第⑨腳)；第⑥腳與單片機(jī)P1.4相連。在軟件設(shè)計(jì)中，P1.4不斷輸出脈沖信號(hào)，如果因某種因素單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)，則P1.4無脈沖輸出。于是1.6s后在MAX813L第⑧腳輸出低電平，該低電平加到第①腳，使MAX813L產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)有效復(fù)位，掙脫死循環(huán)困境。此外，當(dāng)電源電壓低于門限值4.65V時(shí)，MAX813L也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)處在復(fù)位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，可有效防止因電源電壓較低時(shí)單片機(jī)產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。電源故障輸入PFI通過一種電阻分壓器監(jiān)測(cè)未穩(wěn)壓直流電源。當(dāng)PFI低于1．25V時(shí)，電源故障輸出腳第⑤腳PF0變低，可引起AT89C51中斷，進(jìn)行電源故障解決，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來。把分壓器接到未穩(wěn)壓直流電源是為了更早地對(duì)電源故障告警。MAX813L是一體積小、功耗低、性價(jià)比高帶看門狗和電源監(jiān)控功能復(fù)位芯片；它使用簡(jiǎn)樸、以便，它所提供復(fù)位信號(hào)為高電平，因而是應(yīng)用于復(fù)位信號(hào)為高電平場(chǎng)合單片機(jī)系統(tǒng)抱負(fù)芯片。3.8料位開關(guān)在料體進(jìn)入料斗式干燥機(jī)后，要能檢測(cè)到什么時(shí)候到達(dá)滿料狀態(tài)，因此就選用簡(jiǎn)樸阻力式傳感器，阻力式料位傳感器是指物料對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所呈現(xiàn)阻擋力。粉末顆粒狀物料比液態(tài)物質(zhì)流動(dòng)性差，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體有明顯阻力，運(yùn)用這一特點(diǎn)可構(gòu)成各種料位傳感器。采用音叉法，音叉法：依照物料對(duì)振動(dòng)中音叉有無阻力探知料位與否到達(dá)或超過某高度，并發(fā)出通斷信號(hào)，這種原理不需要大幅度機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)樸、敏捷而可靠。音叉由彈性良好金屬制成，自身具備擬定固有頻率，如外加交變力頻率與其固有頻率一致，則叉體處在共振狀態(tài)。由于周邊空氣對(duì)振動(dòng)阻尼薄弱，金屬內(nèi)部能量損耗又很少，因此只需微小驅(qū)動(dòng)功率就能維持較強(qiáng)振動(dòng)。當(dāng)粉粒體物料觸及叉體之后，能量消耗在物料顆粒間摩擦上，迫使振幅急劇衰減，音叉停振。為了給音叉提供交變驅(qū)動(dòng)力，運(yùn)用放大電路對(duì)壓電元件施加交變電場(chǎng)，靠逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)械力作用在叉體上。用此外一組壓電元件正壓電效應(yīng)檢測(cè)振動(dòng)，它把振動(dòng)力為薄弱交變電信號(hào)。再由電子放大器和移相電路，把檢振元件信號(hào)放大。通過移相，施加到驅(qū)動(dòng)元件上去，構(gòu)成閉環(huán)振蕩器。在這個(gè)閉環(huán)中，既有機(jī)械能也有電能，叉體是其中一種環(huán)節(jié)，倘若受到物料阻尼難以振動(dòng)，正反饋幅值和相位都將明顯變化，破壞了振蕩條件，就會(huì)停振。只要在放大電路輸出端接以恰當(dāng)器件，不難得到開關(guān)信號(hào)。為了保護(hù)壓電元件免受物料損壞和粉塵污染，將驅(qū)動(dòng)和檢振元件裝在叉體內(nèi)部，通過金屬膜片傳遞振動(dòng)。如果在容器上下方都裝叉體，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料或自動(dòng)出料邏輯控制，或者把料位越限信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室。在控制室里控制電路判斷料位與否越限，并按規(guī)定使被控進(jìn)出料設(shè)備啟停。并且叉體制造和裝配良好時(shí)，音叉也可用于液體測(cè)量和控制。在測(cè)量時(shí)不需要大幅度機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)樸、敏捷而可靠。系統(tǒng)采用LD-YC/YG型音叉式物位限位開關(guān)LD-YC/YG型音叉式物位限位開關(guān)作為一種新型物位傳感器，具備安裝簡(jiǎn)樸，不用標(biāo)定，攪動(dòng)、氣泡對(duì)測(cè)量無影響等長(zhǎng)處。在將來工業(yè)過程中將全面取代如浮球液位開關(guān)等落后檢測(cè)方式廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。原理傳感器安裝于倉頂部或倉側(cè)壁上。音叉由壓電晶體驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)叉體被液體浸沒或被物料埋沒時(shí)振動(dòng)頻率發(fā)生變化。這個(gè)變化由電子電路檢出并輸出一種開關(guān)量用于報(bào)警或控制。合用范疇中檔粘度、腐蝕性液體。流動(dòng)性好粉狀物料和顆粒狀物料。禁用范疇高溫、高粘度液體。高溫、易結(jié)垢固體、塊狀物料。重要技術(shù)指標(biāo)[YC某些]供電電壓：直流24V或10-55V(防爆型用DC24V)交流25-250V50Hz工作溫度：叉體-40-80℃儀表-20-45℃輸出方式：直流24V供電時(shí)為繼電器輸出(AC220V1A)直流10-55V供電時(shí)為集電極開路輸出（350mA防爆型產(chǎn)品≤50mA）交流25-250V供電時(shí)為兩線制輸出(220V4.4W-77W)功耗：直流供電時(shí)0.25W(DC24V)交流供電時(shí)1.5W(AC220V)安裝方式：G1管螺紋防爆標(biāo)志：本安iaⅡBT4隔爆型dⅡBT4[YG某些]供電電壓：直流24V或18-55V交流50-250V50Hz工作溫度：叉體-40-150℃儀表-20-70℃輸出方式：直流24V供電時(shí)為繼電器輸出(AC220V1A)直流18-55V供電時(shí)為集電極開路輸出(350mA)交流50-250V供電時(shí)為兩線輸出(220V350mA防爆型產(chǎn)品≤50mA）功耗：直流供電時(shí)0.25W(DC24V)交流供電時(shí)1.5W(AC220V)安裝方式：G1.5管螺紋第四章系統(tǒng)抗干擾及可靠性單片機(jī)系統(tǒng)供電線路是干擾重要來源，電源采用隔離變壓器接入電網(wǎng)，隔離變壓器在初級(jí)和次級(jí)之間加了一層屏蔽層。交流接觸器是繼電器控制，在緊靠交流接觸器輸入端口并上一種電阻和電容串聯(lián)電路濾去高次諧波。每個(gè)集成電路芯片電源和地之間要并上0.1F陶瓷電容。在輸入輸出通道上要加光藕P521。除了在繼電器通道上外，兩個(gè)滿料信號(hào)也要通過P521光藕才送至INT0、INT1。此外，數(shù)字地和模仿地要分開，數(shù)字地線要粗而短。軟件抗干擾方面，本系統(tǒng)采用指令冗余和軟件陷阱。當(dāng)CPU受到干擾后，會(huì)把某些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。由于當(dāng)PC指針飛到單字節(jié)指令上時(shí)，會(huì)自動(dòng)步入正軌。因而咱們?cè)诔绦蛑腥藶榈卦赗ET、RET1、LCALL、LJMP、AJMP、DJZE、JZ、CJNE等處插入某些單字節(jié)指令（NOP）。并在繼電器開閉指令SET、CLR前插入兩條NOP指令。同步，當(dāng)程序飛到ROM中未使用非程序區(qū)時(shí)，非程序區(qū)要能捕獲PC指針并強(qiáng)行拉到解決故障程序中。因此非程序區(qū)要每隔一段設(shè)立一種軟件陷阱。軟件陷阱由三條指令構(gòu)成：NOPNOPLJMPERRORERROR解決過程放在0030H開始處第五章軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)涉及主程序、中斷程序、故障解決程序，系統(tǒng)中用到了兩個(gè)定期器中斷：定期器0每隔1.2s使P1.7產(chǎn)生脈沖信號(hào)；定期器1產(chǎn)生1s定期，使LED顯示遞減。故障解決程序使PC指針跳回到本來起動(dòng)相應(yīng)程序段；主程序完畢內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)初始化、8255初始化，并依照按鍵信號(hào)跳轉(zhuǎn)到想應(yīng)程序段。第六章結(jié)論語本設(shè)計(jì)是基于AT89C51自動(dòng)加料系統(tǒng)沒有外擴(kuò)ROM和RAM，程序直接放在AT89C51內(nèi)部閃存中。設(shè)定數(shù)據(jù)通過串行口存入2864A中，此外，系統(tǒng)從硬件和軟件方面采用了抗干擾辦法。但是在物體送到料斗式干燥機(jī)后沒有設(shè)計(jì)如何把物體從干燥機(jī)排除來，如果考慮到這一點(diǎn)，那設(shè)計(jì)就更加完美了。參照文獻(xiàn)：張毅剛、彭喜元，《MCS—51單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，.7何立民，《MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，北京航空航天大學(xué)出版社，1998.7徐愛軍，《單片機(jī)高檔語言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社，1997.7李華，《MCS—5l系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》，北京航空航天大學(xué)出版社，1993.3王福瑞，《單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》，北京航空航天大學(xué)出版社，.5于微波、林曉梅、劉俊萍，《微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》，吉林人民出版社，.5陳汝全、林水生、夏利，《實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù)》，電子科技大學(xué)出版社.1998.11武慶生等，《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，電子科技大學(xué)出版社，1998.2劉燦軍，《實(shí)用傳感器》，國(guó)防工業(yè)出版社，.6方佩敏，《新編傳感器原理應(yīng)用與電路詳解》，電子工業(yè)出版社，1998.6趙負(fù)圖，《傳感器集成電路手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社．4薛文達(dá)、謝文和、張呈詳，《傳感器應(yīng)用技術(shù)》，東南大學(xué)出版社，1998.12張勇德，《過程控制裝置》，化工出版社，.2楊緒東，《實(shí)用電子電路精選》，化工出版社，.5徐科軍，《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》，電子工業(yè)出版社，.5丁樹模，《機(jī)械工業(yè)學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社，.3陳兆寬，《計(jì)算機(jī)過程控制軟件設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社，1993.12高鋒編，《單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，..9付曉光，《單片機(jī)原理與實(shí)用技術(shù)》，清華大學(xué)出版社，.8劉勇等，《數(shù)字電路》，電子工業(yè)出版社，.1李仁，《電器控制》，機(jī)械工業(yè)出版社，.1馬明建等，《數(shù)據(jù)采集與解決技術(shù)》，西安交通大學(xué)出版社，1998.12孫傳友、孫曉斌、《測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》，北京航空航天出版社，.9王仁詳，《慣用低壓電器原理及其控制技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，.8楊幫文，《新型繼電器使用手冊(cè)》，人民郵電出版社，.5周秉功，《繼電器選型手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998.8李剛，《當(dāng)代測(cè)控電路》，高等教誨出版社，.11謝宛清、李宗豪、朱金明，《信號(hào)解決電路》，電子工業(yè)出版社，1994.5浦昭邦等，《測(cè)控儀器設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，.11賈瑞皋，薛慶忠，《電磁學(xué)》，高等教誨出版社，.9附錄A：系統(tǒng)框圖附錄B：系統(tǒng)硬件框圖程序清單：ORGLJMPIINT0ORG0080HMAIN:MOVSP,#60HMOVPSW,#00HMOV71H,#14HMOV72H,#MOV73H,#00HMOV74H,#00HMOV75H,#00HMOV76H,#00HMOVTMOD,#01HMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHSETBTR0；，開中斷SETBEASETBET0JMCGS:JMBP1.2,KKNOPNOPJBP1.2,KKNOPMOV70H,#01HKK:LJMPJMCGS；等待中斷ORG0100H；中斷服務(wù)子程序IINT0:PUSHA；入棧保護(hù)PUSHPSWCLREA；關(guān)中斷CLRTR0DJNZ71H,ZDFH；不到2秒直接中斷返回MOVA,70HMOVB,72HMVLABMOVR6,BMOVR5,AMOVR2,#02HLCALLCHUFAMOV73H,R5LCALLKZCXMOV74H,73HZDFH:SETBEA；開中斷SETBET0MOVTMOD,#01H0重新賦初值MOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHSETBTR0POPPSW；出棧POPARETI；中斷返回CHUFA:MOVR7,#08HCHU1:CLRCMOVA,R5RLCAMOVR5,AMOVA,R6RLCAMOV07H,CCLRCSUBBA,R2JB07H,CHU2JNCCHU2ADDA,R2AJMPCHU3CHU2:INCR5CHU3:MOVR6,AJNER7,CHU1RETKZCX:MAINA,73H；控制子程序CJNEA,74H,KZ2ZJFH:RET；直接返回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存儲(chǔ)器擴(kuò)展子程序STORE：SETBVSDA；SETBVSCL；NOP；NOP；NOP；NOP；CLRVSDA；NOP；CLRVSDA；NOP；NOP；NOP；NOP；CLRVSCL；RET；STOP：CLRVSDA；SETBVSCL；NOP；NOP；NOP；NOP；SETBVSDA；NOP；NO