单片机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 朱玉红 单元16

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1、单元16 单片机控制实际应用,卧式车床的数控改造是简易的开环数控改造，其主传动仍然使用普通卧式车床的传动，而车刀架的进给运动则由两台步进电动机控制，可实现快速和切削进给。卧式车床的传动框图如图16-1所示。由图可以看出，改造后的传动系统省略了很多机械结构，而由单片机用软件来进行车刀架的换向控制、变速控制以及位置控制。,16.1 卧式车床的数控改造,图16-1 卧式车床的传动框图,控制系统的原理图如图16-2所示。扩展了一片EPROM芯片2764用作程序存储器，存放系统底层程序；扩展了一片RAM芯片6264用作数据存储器，存放用户数据；键盘与LED显示采用8255来管理。,16.1.1 80C5

2、1单片机控制的硬件系统设计,图16-2 控制系统的原理图,系统中没有设置硬件环行分配器，是通过软件来控制步进电动机正、反转及转动速度、转动步数或角度等。这里只给出主程序及显示子程序清单： ORG 2000H LOOP0： CLR P3.5 ;清零显示 SETB P3.5 ;开显示 MOV A, R2 ;发送预显示的字符 MOV SBUF,A LOOP1: JNB TI, LOOP1 ;发送完否？ CLR TI ;清发送标志 CJNE R1,#00H,LOOP2 ;判断显示哪一位 MOV R1, #01H ;重设显示位标志 LOOP5: ACALL DELAY AJMP LOOP3 LOOP2:

3、 MOV A, #00H ;显示第二位时 MOV SBUF,A ;使第一位不显示 LOOP4: JNB TI, LOOP4 CLR TI MOV RI, #00H ;重设显示标志 AJMP LOOP5 LOOP3: NOP ;返回 RET,16.1.2 车刀架伺服系统软件设计,水塔水位控制原理图如图16-3所示。两条虚线表示水位范围，正常水位不高于上限水位，也不低于下限水位。,16.2水塔水位控制系统,16.2.1水塔水位控制系统功能,图16-3 水塔水位控制原理图,1）水塔水位控制系统的硬件组成电路如图16-4所示。,16.2.2水塔水位控制系统的硬件组成,图16-4 水塔水位控制系统的硬件

4、组成电路,2）硬件电路组成。 1控制微机电路。 2检测电路。 检测电路的信号由P1.0及P1.1输入，P1.0与B的状态有关，P1.1与C的状态有关。这两个信号共有四种组合，水位与电动机状态关系表见表16-1。当B棒失灵，水位即使处于上限水位上，C为高电平，B仍为低电平 ，视为故障状态。 3输出驱动电路。,表16-1水位与电动机状态关系表,水塔水位控制程序流程图如图16-5所示。,16.2.3 水塔水位控制系统的软件设计,图16-5 水塔水位控制程序流程图,主程序如下： ORG 8000H AJMP LOOP LOOP： ORL P1，#03H ;为检测水位状态做准备 MOV A， P1 JN

5、B ACC.0, ONE ;P1.0=0则转移 JB ACC.1, TWO ;P1.1=1则转移 BACK: ACALL D10S ;延时10s AJMP LOOP ONE: JNB ACC.1, THREE ;P1.1=0则转移 CLR 93H ;P1.3清零，启动报警装置 SETB 92H ;P1.2置1，电动机停止 FOUR: SJMP FOUR THREE: CLR 92H ;起动电动机 AJMP BACK TWO： SETB 92H ;电动机停止工作 AJMP BACK,延时子程序D10S（延时10s）如下： ORG 8030H MOV R3, #19H LOOP3: MOV R1,

6、 #85H LOOP1: MOV R2, #0FAH LOOP2: DJNZ R2, LOOP2 DJNZ R1, LOOP1 DJNZ R3, LOOP3 RET,16.3 剪切机的控制系统,16.3.1剪切机工作过程,剪切机工作示意图如图16-6所示。 它由送料机构、工作台、压块、剪切刀、装运小车等组成。,图16-6剪切机工作示意图,剪切机的工作过程如下： 1）根据限位开关SQ6的状态，判断小车是否空载。若是空载，则可开始工作。 2） 通过控制电动机M使小车向左运动，到达限定位置时，SQ5闭合。M停转，小车等待装载剪切下来的板料。 3） 送料机构电动机M3转动，带动板料向右运动。当板料到达

7、预定位置时，SQl闭合，停止送料。 4） 起动电动机M2，压块下落，SQ2闭合。当压块压紧板料时，SQ3也闭合。 5） 起动电动机M1，剪切刀下落，当板料被剪开后，SQ4闭合。 6） 使M1和M2断电，压块和剪刀在机械机构作用下向上抬起。当回到初始位置时，SQ2、SQ3、SQ4均断开。 7） 剪下的板料落下，通过光开关S7时，仅开关输出一个脉冲。此脉冲送到一个计数器，若剪下的板料还不够走的数，则重复步骤3）7）。若剪下的板料已够数，则起动电动机M反向转动，使小车向右运动，把板料送到另一地方，卸下后回到剪切机下，开始下一车的剪切工作。,16.3.2 剪切机硬件系统设计,剪切机硬件设计如图16-7

8、所示。1#74LS373为地址锁存器。2#74LS373为I/O扩展接口，其地址为7FFFH，用1D6D作为开关量输入位，分别接SAlSA6。P1口的P1.2P1.4这3位分别用来控制剪切刀 、压块和送料机构；P1.0和P1.1这两位用作双向电动机控制，以便使小车前进或后退。,图16-7 剪切机硬件设计,交流电动机控制电路如图16-8所示。电路采用固态继电器，由P1口输出信号经过反相缓冲器74LS06驱动固态继电器。当P1.4信号为高电平时，固态继电器3导通，电动机M3转动。,图16-8 交流电动机控制电路,16.3.3 剪切机的软件设计,自动剪板机的控制是典型的顺序控制系统。控制程序分为两部

9、分，一部分是主程序用来对系统初始化，即设置中断控制字及计数初值等，另一部分为中断服务程序，用以对系统进行顺序控制。当主程序执行完以后，便进入等待状态。当系统需要工作时，只要操作人员按一下起动按钮，即转到相应的中断服务程序。剪切机程序流程图如图16-9所示。,图16-9 剪切机程序流程图,1.主程序 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT ;转INT0中断服务程序 ORG 0100H MAIN: MOV P1, #03H ;断开系统所有控制电路 SETB IT0 ;设INT0为边沿触发方式 SETB EX0 ;允许INT0中断 MOV TMOD, #06H

10、;设T0为计数、方式2 MOV TH0, #0F6H ;加载时间常数（设一车装板料为10块） MOV TL0, #0F6H SETB TR0 ;启动T0开始计数 HERE: AJMP HERE ;等待开机 2.中断服务程序 ORG 0120H INT: MOV DPTR, #7FFFH ;送2#74LS373地址 LOOP1: MOVX A, DPTR JNB ACC.5,LOOP1 ;判断小车是否空载 MOV P1, #02H ;起动小车向左运动 LOOP2: MOVX A, DPTR JB ACC.4,LOOP2 ;判断小车是否到位 SETB P1.0 ;停车,REPEAT: SETB P

11、1.4 ;起动M3，送板料 LOOP3: MOVX A, DPTR JB ACC.0,LOOP3 ;判断板料是否到位 CLR P1.4 ;停止M3 SETB P1.3 ;起动M2 LOOP4: MOVX A, DPTR XRL A, #0E8H JNZ LOOP4 ;判断压块是否压紧 SETB P1.2 ;起动M1，剪切力下降 LOOP5: MOVX A, DPTR XRL A, #0C1H JNZ LOOP5 ;判断板料是否剪断 MOV R2, #0FFH ;延时，等待板料下降 DELAY: DJNZ R2, DELAY CLR P1.2 ;停止M1，使剪切力复位 CLR P1.3 ;停止M2，使压块复位 LOOP6: MOVX A, DPTR XRL A, #0CFH JNZ LOOP6 ;判断剪切力和压块是否复位 JNB TF0, REPEAT ;判断剪下的板料是否够10块 CLR TF0 CLR P1.1 ;起动小车向右运动 AJMP LOOP1 ;继续剪下一车板料,