單片機課程設計--基于單片機設計的智能噴砂機的過程顯示

1、<p><b>　　單片機課程設計論文</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要3</b></p><p>　　第一章設計硬件介紹4</p><p>　　第一節(jié) AT89C514</p>

2、<p>　　第二節(jié)74HC5734</p><p><b>　　第三節(jié)數碼管4</b></p><p>　　第四節(jié)功能模塊5</p><p><b>　　1、鎖存模塊5</b></p><p>　　2、數碼管模塊5</p><p>　　3、過程

3、顯示模塊5</p><p>　　4、啟動及傳感器模塊5</p><p>　　第二章設計內容7</p><p>　　第一節(jié) 硬件設計內容7</p><p>　　第二節(jié)軟件設計內容8</p><p><b>　　1、流程圖8</b></p><p>　　2

4、、Keil調試程序9</p><p>　　3、 Proteus仿真圖11</p><p><b>　　結束語12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p>　　基于單片機設計的智能噴砂機的過程顯示</p><p><b>　

5、　中文摘要</b></p><p>　　隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術水平的提高，對工業(yè)生產提出了更高的要求，從數量到質量、從材料到結構等都經歷了一次又一次的技術革新。從原始的鉗工，到普通機床，再到如今的數控機床，生產作業(yè)工具在日新月異地更新。對于精加工，有數控車、銑、鏜、磨，有特種加工、電火花加工；而對于沒有余量的表面機械加工，就需要用到噴砂機了。噴砂機類型可分為：吸入式噴砂機、壓入式噴砂機、液體噴砂

6、機、冷卻噴砂機等。目前，噴砂機工作方式大多是利用繼電器、開關和按鈕進行控制；因此，噴砂機存在著一些缺陷。譬如，繼電器、按鈕、開關易疲勞受損、易受腐蝕、誤動作等諸多故障，噴砂機機體密封性不夠好易造成磨料泄漏回收難、污染環(huán)境等。綜合上述，運用現(xiàn)代化設備及新型器件進行現(xiàn)代化工業(yè)改造。本文論述的是在用PLC、觸摸屏等現(xiàn)代化設備的前提下，運用單片機對其過程控制進行示意的顯示。</p><p>　　在本次設計中，運用的是市場

7、上最普遍的STC89C51型單片機，此單片機功能強，適應性廣，易于控制等優(yōu)點。并且利用各種各樣的傳感器實現(xiàn)自動檢測及運行，實現(xiàn)了成本低廉、性能優(yōu)異的對智能噴砂機的過程顯示。</p><p>　　關鍵字：噴砂機，單片機，傳感器，自動化</p><p><b>　　設計硬件介紹</b></p><p>　　第一節(jié) AT89C51</p&g

8、t;<p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令

9、集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示</p><p>　　現(xiàn)在AT89S51/52已經取代了AT89C51/52。</p><p><b>　　74HC573</

10、b></p><p>　　74HC573包含八進制3態(tài)非反轉透明鎖存器，[span]是一種高性能硅門CMOS[span]器件。輸入是和標準 CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存。</p><p><b>　　

11、數碼管</b></p><p>　　LED數碼管（LED Segment Displays）由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。數碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數點就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。</p><p><b>　　功能模塊</b&g

12、t;</p><p><b>　　鎖存模塊</b></p><p>　　此模塊擔任著鎖存P0口信號、向數碼管發(fā)出信號的作用。同時，使得電平不會越變，增強了電平高低的穩(wěn)定性，使數顯更加清晰。如圖1所示。</p><p><b>　　數碼管模塊</b></p><p>　　此模塊為數碼管顯示，及時噴砂機

13、噴砂時間。如圖2所示。</p><p><b>　　過程顯示模塊</b></p><p>　　該模塊包含了軌道電機、噴砂電機及噴砂顯示LED燈的過程顯示。如圖3所示。</p><p>　　4、啟動及傳感器模塊</p><p>　　該模塊擔任著主控制，承擔著過程動作順序的任務，是控制得以正常運行的保障。如圖4所示。<

14、/p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　第一節(jié) 硬件設計內容</p><p>　　在本次設計中，運用AT89C51單片機對其過程進行顯示。P0口與鎖存器74HC573相連和數碼顯示管形成數碼現(xiàn)實的硬件電路。利用鎖存器74HC573對高低電平的精確所存，使得數碼顯示管能正常符合視覺感官的顯示數字。數碼顯示管采用的是共陰極的

15、數碼管，利用低電平進行點亮。數碼管有a、b、c、d、e、f、g、dp段，故稱為八段顯示數碼管，通過點亮不同的段號組合成為不同數字及字母的顯示。由于P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，所以在作為輸入、輸出口時需要接上拉電阻。本次設計中所接的是9腳8電阻的電阻排。</p><p>　　將P2口作為各個電機、LED燈及數碼管段選的輸入口。對各個電機轉動、LED燈進行過程顯示。電機顯示分別有：軌道運行電機，噴砂加壓電機

16、。軌道電機顯示是表明工作時軌道的運行狀態(tài)，是進倉還是出倉。噴砂電機顯示是表明工作時噴砂機是否工作。LED燈作為噴砂機進行噴砂時的工作顯示，噴砂機工作時亮，噴砂機不工作時不亮，指示噴砂機的工作狀態(tài)。軌道電機和噴砂電機由于工作的狀態(tài)不同，所以這兩種電機所接的電阻也有所不同，以致于能達到不同的轉速顯示。</p><p>　　本次設計中，P1口作為系統(tǒng)的啟動及傳感器信號的輸入端口。使用的是按鈕輸入。</p>

17、<p>　　時鐘電路、復位電路如圖1所示。此次采用的是外部時鐘信號，外部時鐘信號由晶振提供。</p><p>　　整個復位電路包括芯片內、外兩部分。外部電路產生的復位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內復位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內部復位操作所需要的信號。復位操作有上電自動復位相按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。

18、這樣，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。</p><p>　　按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與VCC電源接通而實現(xiàn)的；而按鍵脈沖復位則是利用RC微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的。</p><p>　　外部方式的時鐘電路如圖1所示，XTAL2接地，XTAL1接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特

19、殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。復位電路如圖1所示，可以手動使用按鈕進行復位。</p><p><b>　　軟件設計內容</b></p><p><b>　　流程圖</b></p><p>　　根據設計要求繪制如下流程圖（如圖2所示）：</p><p><b&

20、gt;　　Keil調試程序</b></p><p>　　根據設計要求編寫如下C語言程序：</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p>&l

21、t;p>　　void delayms(uint);</p><p>　　void display(uchar,uchar);</p><p>　　sbit pen1=P2^0;</p><p>　　sbit pen2=P2^1;</p><p>　　sbit duxu=P2^6;</p><p>　　sbit w

22、exu=P2^7;</p><p>　　sbit penled=P2^4;</p><p>　　sbit st=P1^0;</p><p>　　sbit gui1=P2^2;</p><p>　　sbit gui2=P2^3;</p><p>　　sbit we1=P1^1;</p><p>　

23、　sbit we2=P1^2;</p><p>　　uchar code table[]={</p><p>　　0x3f,0x06,0x5b,0x4f,</p><p>　　0x66,0x6d,0x7d,0x07,</p><p>　　0x7f,0x6f,0x00};</p><p>　　uchar num,num1

24、,shi,ge;</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=(65536-45872)/256;</p><p>　　TL0=(65536-45872)%256;</p>

25、<p>　　EA=1;ET0=1;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ num=10;</p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　if(st==0)</b></p>&

26、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　gui1=0;</b></p><p><b>　　gui2=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(we1==0)</p><

27、p><b>　　{ </b></p><p><b>　　gui1=0;</b></p><p><b>　　gui2=0;</b></p><p><b>　　pen1=0;</b></p><p><b>　　pen2=1;<

28、;/b></p><p><b>　　penled=0;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>

29、　　if(num==0)</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(num==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　pen1=0;&l

30、t;/b></p><p><b>　　pen2=0;</b></p><p><b>　　penled=1;</b></p><p>　　delayms(2000);</p><p><b>　　gui1=1;</b></p><p><b

31、>　　gui2=0;</b></p><p>　　while(!we2);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(we2==0)</p><p><b>　　{</b>

32、</p><p><b>　　gui1=0;</b></p><p><b>　　gui2=0;</b></p><p><b>　　pen1=0;</b></p><p><b>　　pen2=0;</b></p><p><

33、;b>　　penled=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display(uchar shi,uchar ge)</p&g

34、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　duxu=1;</b></p><p>　　P0=table[shi];</p><p><b>　　duxu=0;</b></p><p><b>　　wexu=1;</b>&

35、lt;/p><p><b>　　P0=0xfe;</b></p><p>　　delayms(1);</p><p><b>　　wexu=0;</b></p><p><b>　　duxu=1;</b></p><p>　　P0=table[ge];&l

36、t;/p><p><b>　　duxu=0;</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　　wexu=1;</b></p><p><b>　　P0=0xfd;</b></p><p><

37、;b>　　wexu=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delayms(uint xms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p>&

38、lt;p>　　for(i=xms;i>0;i--)</p><p>　　for(j=120;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void T0_time() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p>

39、;<p>　　TH0=(65536-45872)/256;</p><p>　　TL0=(65536-45872)%256;</p><p><b>　　num1++;</b></p><p>　　if(num1==20) //1秒到</p><p><b>　　

40、{</b></p><p><b>　　num1=0;</b></p><p><b>　　num--;</b></p><p>　　shi=num/10;</p><p>　　ge=num%10;</p><p>　　display(shi,ge);</p

41、><p><b>　　}</b></p><p>　　if(num==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><

42、p><b>　　}</b></p><p>　　3、 Proteus仿真圖</p><p>　　根據設計要求繪制如下硬件電路仿真圖（如圖3所示）：</p><p>　　如仿真圖中所示，按鈕動作順序為：第一個按鈕啟動按鈕按下，系統(tǒng)啟動軌道電機正轉入倉；到達位置1時第二個按鈕位置1傳感器按鈕按下，軌道電機停轉，噴砂電機啟動，LED燈亮，數碼管

43、顯示開始倒計時；計時時間到達0秒，噴砂電機停轉，LED燈滅，2秒后軌道電機反轉出倉；到達位置2時第三個按鈕位置2傳感器按鈕按下，軌道電機停轉。如上述可循環(huán)下去。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　現(xiàn)如今，科技在迅猛發(fā)展，各種材料、芯片、技術等等日新月異，但經典卻依然散發(fā)出動人的光芒。51系列單片機作為單片機大家族中較為經典的一款機型從出產

44、開始一直沿用至今，成為了很多學習單片機初學者的入門首選，又其學習的資料是相對最全的，所以學習掌握起來相對較為便捷。</p><p>　　單片機在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、應用等領域內占據了重要位置。在工業(yè)生產、日常生活中應用極其廣泛，從各種各樣的測量儀器到日常的家用電器，無不涉及單片機，遍及世界的各個角落。在科技改變生活的時代，單片機發(fā)揮著不可替代的作用。</p><p>　　本次設計達到了預期的效

45、果，讓我更進一步地了解了單片機應用及C語言知識。對已學的知識有了進一步的認識，對陌生的知識進行了初步地掌握。鍛煉了我的綜合設計能力。</p><p>　　本文所講述的只是千萬例子中的極小的工業(yè)使用案例，以小見大，突出單片機在科技發(fā)展過程中擔任著重要角色。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　．[1] 郭天祥 51單

46、片機C語言教程-入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略 電子工業(yè)出版社 2013（19）</p><p>　　．[2] 譚浩強 C語言設計教程 清華大學出版社 2007（1）</p><p>　?。甗3] 李玉梅 單片機原理的應用設計 國防工業(yè)出版社 2006（56-144）</p><p>　?。甗4] 張友德 單片機原理應用與實驗 復旦大學出版社 1995（159-163