计算机控制课程设计正文

《计算机控制课程设计正文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机控制课程设计正文（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、山东建筑大学信电学院课程设计说明书1目录目录摘要 .2正文 .3一、本系统工艺流程介绍： .3二、控制功能 .3三、设计过程 .41.方案确定 .42.方案环节设计： .4（1)硬件设计： .4(2)软件设计： .10四、结论及致谢 .10五、参考文献 .11山东建筑大学信电学院课程设计说明书2摘要摘要随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。企业利用计算机控 制技术可以及时准确地获取车间生产设备数据,充分利用信息资源、提高管理水平并且 最终走向信息化道路。本系统以 89c51 单片机为 cpu 组成的计算机系统，实现印染车 间经济效益的在线实时记录，排除人为干扰因素，实现对能源消

2、耗（如水流量，汽流 量，电流电压，相位差等）和对产量（如染布计量等）的在线自动检测和记录。具体 功能表现为：实时日历、数据采集的预处理、参数打印、染布计量等关键词 :计算机控制技术 89c51单片机 传感器 A/D 转换器 检测系统山东建筑大学信电学院课程设计说明书3正文正文一、本系统工艺流程介绍：一、本系统工艺流程介绍：硬件设计本系统可以实现印染车间经济效益的在线实时记录，排除人为因素干扰， 实现对能源消耗（如水流量，汽流量，电流电压，相位差等）和对产量（如染布计量 等）的在线自动检测和记录。具体功能表现为：实时日历、数据采集的预处理、参数 打印、染布计量等二、控制功能二、控制功能1实时日历

3、 由软件（或硬件）实现，具有计时、校时功能，用以实现打印和进行班次、月、 季、年度监测参量的累计。 2数据采集的预处理 水、汽、用电量等参数均以模拟方式进行采集；根据各自的物理特点选用不同的 传感器变送装置，最终获得统一的电信号（0mA10mA，4mA20mA 或 0V5V，1V 5V） 。染布计量采用脉冲记数方式取得。 3. 参数打印 可以打印汉字和各种字符，并按一定的格式进行记录处理，包括日期、班组、参数名 称、参数值、班累计、月累计、季累计等。4. 染布计量采用脉冲计数方式，通过中断方式进行技术操作。 实现上述功能的系统组成框图如图所示。单 片 机74LS37327256输入信号调理电路

4、82558255打印机A/D55 键盘6 位显示器电 压水汽电 流相 位布 速山东建筑大学信电学院课程设计说明书4三、设计过程三、设计过程1.方案确定方案确定方案一：系统以89c51单片机为 cpu 组成的计算机系统，选择8255A 可编程并行接口作为系统的扩展接口，8255A 的通用性强，适应灵活，通过它 cpu 可直接与外设相连接。实现 印染车间经济效益的在线实时记录，排除人为干扰因素，即实现对能源消耗（如水流 量，汽流量，电流电压，相位差等）和对产量（如染布计量等）的在线自动检测和记 录。方案二：本方案决定采用8086单片机作为 cpu ，以此来实现印染车间经济效益的在线实时 记录，排除

5、人为干扰因素，即实现对能源消耗（如水流量，汽流量，电流电压，相位 差等）和对产量（如染布计量等）的在线自动检测和记录。经过认真思考，我决定采用方案一，进行系统设计。2.方案环节设计：方案环节设计：（1)硬件设计：硬件设计：2.1. 本方案决定采用89c51单片机作为 cpu 2.1.1 MCS-51系列单片机是8位单片机产品，89C51是其中的典型代表，基本模块包括 以下几个部分： （1） CPU：89C51的 CPU 是8位的，另外89C51内部有1个位处理器 （2） R0M:4KB 的片内程序存储器，存放开发调试完成的应用程序 （3） RAM:256B 的片内数据存储器，容量小，但作用大

6、（4） I/O 口：P0-P3，共4个口32条双向且可位寻址的 I/O 口线 （5） 中断系统：共5个中断源，3个内部中断，2个外部中断 （6） 定时器/计数器：2个16位的可编程定时器/计数器 （7） 通用串行口：全双工通用异步接收器/发送器 （8） 振荡器：89C51的外接晶振与内部时钟振荡器为 CPU 提供时钟信号 （9） 总线控制：89C51对外提供若干控制总线，便于系统扩展 山东建筑大学信电学院课程设计说明书52.1.2 晶体振荡电路 89C51单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 XTAL1和 XTAL2分别为反 相振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反相振荡

7、器的输出，该反相放 大器可以配置为片内振荡器。 这里选用51单片机12MHZ 的内部振荡方式，电路如下：C2、C3起稳定振荡频率、快速起 振的作用 2.1.3 复位电路 采用上电复位，上电后，由于电容充电，使 RST 持续一段时间的高电平，从而实现上 电复位操作。这不仅能使单片机复位，还能是单片机的外围设备同时复位，当程序出 现错误时，可以随时使电路复位。 89C51最小系统2.2 按键电路：由于本设计需要有数字键 0-9，小数点和九个功能键，故选用 4*5 小键盘。 其中，功能键做如下定义： 通道键（CH）：通道选择和显示； 参数键（PA）：参数设置和显示；山东建筑大学信电学院课程设计说明书

8、6时钟键（CLK）：设置时钟并显示： 日期键（DAY）：设置日期并显示： 检查键（MEM）：检查内存； 下检键（NEXT）：连续检查内存； 清除键（CLR）：清除； 设定键（KSY）：设定通道、参数、时钟、日期等；返回键（MON）：退出命令状态，等待输入新的命令。按键电路2.3 显示电路显示电路采用一整块型号为 LM016L 的 LCD 液晶显示屏与单片机连接来显示数据。 电路图如下：山东建筑大学信电学院课程设计说明书7显示电路2.4 A/D 转换电路：本系统采用 A/D0809 转换电路进行操作，ADC0809 的内部结构框图如图所示。通过引脚 IN0 IN7 可输入 8 路模拟电压，但每次

9、只能转换一路，其通道号由地址信号 ADDA、ADDB、ADDC 译码后选定，片内有地址锁存和译码器。转换结果送入三态输出锁存缓冲器，当输出允许信号 OE 有效时才输出到数据总线上。电路图如下：A/D 转换电路2.5 电源电路：本设计使用输入为交流220V,输出为直流5V 的电源电路，中间用7805作为三端稳压 集成电路 ，电路图如下：电源电路2.6 打印机接口电路：山东建筑大学信电学院课程设计说明书8MAX232为 RS232收发器,+5V 电源供电,容易实现从 TTL 电平转换到 EIA 电平,相当 于 EIA 接口,电位5V 转换为-8-15V,转换后信号由 TXD 输出,而打印机内部的

10、MAX232 芯片 RXD 引脚就接收该正负电位信号。采用8255I/O 并行接口设计。其中，8255A 并行 IO 接口 有以下特性：一个并行输入/输出的 LSI 芯片，多功能的 I/O 器件，可作为 CPU 总线与外围的接口。具有24个可编程设置的 I/O 口，即使3组8位的 I/O 口为 PA 口，PB 口和 PC 口。 它们又可分为两组12位的 I/O 口，A 组包括 A 口及 C 口(高4位，PC4PC7)，B 组包括 B 口及 C 口(低4位，PC0PC3)。A 组可设置为基本的 I/O 口，闪控(STROBE)的 I/O 闪控式， 双向 I/O3种模式；B 组只能设置为基本 I/

11、O 或闪控式 I/O 两种模式，而这些操作模式 完全由控制寄存器的控制字决定。 8255引脚功能 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄 存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时，即 CS=0时，表示芯片被选中， 允许8255与 CPU 进行通讯；CS=1时，8255无法与 CPU 做数据传输。 RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，即 RD=0且 CS=0时，允许8255通过 数据总线向 CPU 发送数据或状态信息，即 CPU 从8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时

12、，即 WR=0且 CS=0时，允许 CPU 将数 据或控制字写入8255。 D0D7:三态双向数据总线，8255与 CPU 数据传送的通道，当 CPU 执行输入输出 指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。PA0PA7:端口 A 输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的 数据输入锁存器。 PB0PB7:端口 B 输入输出线，一个8位的 I/O 锁存器， 一个8位的输入输出缓 冲器。 PC0PC7:端口 C 输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的 数据输入缓冲器。端口 C 可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4

13、位的端 口包含一个4位的锁存器，分别与端口 A 和端口 B 配合使用，可作为控制信号输出或状 态信号输入端口。 A0、A1:地址选择线，用来选择8255的 PA 口，PB 口，PC 口和控制寄存器。 当 A0=0，A1=0时，PA 口被选择； 当 A0=0，A1=1时，PB 口被选择； 当 A0=1，A1=0 时，PC 口被选择； 当 A0=1。A1=1时，控制寄存器被选择。电路图如下：山东建筑大学信电学院课程设计说明书9驱动电路82552.7 锁存器本设计采用1个74LS373锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D 触发器，山东建筑大学信电学院课程设计说明书10在单片机系统中为了扩展

14、外部存储器，通常需要用到74LS373芯片。锁存就是把信号暂 存以维持某种电平状态，最主要的作用是缓存，其次完成高速的控制其与慢速的外设 的不同步的问题，再其次是解决驱动问题，最后是解决一个 I/O 口既能输出也能输入 的问题。89C52访问外部存储器时 P0口和 P2口共做地址总线，P0口常接锁存器再接存储器， 以防止总线间的冲突。而 P2口直接接存储器，因为单片机内部时序只能锁住 P2口的地 址，如果用 P0口传输数据时不用锁存器的话，地址就改变了，使用锁存器来区分单片 机的地址和数据。(2)软件设计：软件设计：本系统的全部软件由主程序，显示子程序，键盘管理子程序，模拟量采样子程序，A/D 数据处理子程序，脉冲量输入处理子程序，累计测量值子程序，打印子程序，以及 T0 中断服务子程序等组成。具体程序及流程图，在附表中给出。四、结论及致谢四、结论及致谢 通过本次课程设计，首先，使我们增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论 方面的理解。其次，让我们掌握单片机的内部功能模块的应用，单片机芯片如： ADC0809,8255A 等。单片机外部设备如：矩阵键盘，显示系统中的 LCD 液晶显示器。还 有，使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计 和