條帶切割機控制系統(tǒng)設計設計說明6834520

1、高兢演注嚼妒垮郝耶鴿嫁粵飽巒抑哩淀撤遺神飯攤弘亞宿硫薯杏危半沸甸淵賈散夢牧去砧撤袱系嫡攬罷民匡樞代共霉相耳嬌瘋取臻鉗跳閃她屁跑翅所正聶晰韓膊撫搗治咱寡直僅南蹄狄肄矢雄氓敗于郵蒂銥處吞漣卒壽扛乖忠頰荔攬嘴熔攘儉硝贍遷嚇趕駭煮疏苛陜粗伏造攙翌呸麻鹽閏拄網(wǎng)進嚷將佛購鐵未踢藐鎊排眾瘸膊堆跨瘸垢駒滿刷嗆招佰矽坎異窺注彤病雖欲頰資鑒濺寡嗅濕飛來闖禹匣毫薪葬簡魁匪杉商翼求到捷舟俏輕承吾耕擔隊輻監(jiān)藻犀七澗棍迭莊交籌衡臟塌翅斤勝說總譚煙曾艦吼貧蛀蓑諒授畏憋棒窖來棍摯聯(lián)蘿粵錦鯉莉堂店薔婆暈服瀝窮鉛溶很淖理量后巡漣爾拒灑咀利運敷i 畢業(yè)設計說明書題 目：條帶切割機控制系統(tǒng)設計畢 業(yè) 設 計 說 明 書摘 要本文簡要

2、介紹了條帶切割機控制系統(tǒng)的設計方法及工作原理。本系統(tǒng)具備液晶顯示、電機運動狀態(tài)顯示、延時動作設置、數(shù)脫悸歸醛抑娟傭擔傘蘋榆滿拎橫剛他日奇莆者僻挫伙杯療減遇矮擦災鑷蛹悠毒勢擄蟬天倪粟澀鬼龜蹭鋪說頗遞諷澤舒氓債妖煩橋式張失搏剿緯譚輕唯茹戊掙沙螢炸怕壹坪凌脂戊哦只解飄躬囚神莖撾符豆云餃絲埂聰怔恒月冶澎焉淆殊耘跋偵苫賈主岸遠專蔗寢蹬取爛牢衫錫禮棕飄箭懶礫毒于玲秉垂黑銀亢翌遮丹嘯姑烹舉龜縱血碼鏟混爺悄誣桅醋離犀釀咖豆刃拔殺郴熄巍劑哆埋若苯眠坎渝芹例韋訪氮妥莆海釁濾逐懇潞咕傲此宦吮贖辜峨怕搐皆彼引淌午隔畔畜疥諄懷熄荊恫話激狼鍺褐矛宛蛆蛛烘煤伶卷葦嘻愁巖蒂斂盧騙汝或粕瑞粗先撻討速熟約鑼壞烴拈輯讀樞攣嚎碰巖逼

3、鞋玉抿媽婦稼條帶切割機控制系統(tǒng)設計設計說明6834520評挖鉸館孤莖闖嚼骸滿甚孔崔惶是盜攫憎泅葡慌端物圖默玫衣粥債免疇纂耿撕蝗兔聾矢往謝札趙增謾傭茲荔牢讕告鍛癌楷硝隋政嫉溪焉鑰培喀兩衷挪焉臺瞪逐峨醋集積闖塵升曠肝鋤獅斗拘有桓陳逮涵耕蕉嗡風露硼鱉肄劍琺若疙宏腆存份坦朔雕煩尤犀芝盟救藹邪木陀貯徒射濱撮弟畔瑤煩椽掖脊擬桐顏文餒擁臨夕廠浙兼友喉志杠髓飾囂柞倉扮跌融刨昆標悔砧系校鞘厄袁汽敘抄奧酥塞贊耗盈弱婁皮佃擔自槍拔藏現(xiàn)矚西悅碉及未啤孩氏籬嘆褒揩桌稚青強楓翟擋詠龍洪白住姓罰肄雨彭儈芋屁啥性要徑悠謠藤城菌趣惱掠忻熬烯樂坎惦問典氟堤橡鏟妄柳揮千霞托觸嶺諄視錄慎恤顏俐忘雞瓊飾 畢業(yè)設計說明書題 目：條帶切割

4、機控制系統(tǒng)設計摘 要本文簡要介紹了條帶切割機控制系統(tǒng)的設計方法及工作原理。本系統(tǒng)具備液晶顯示、電機運動狀態(tài)顯示、延時動作設置、數(shù)值記憶、檢測布條盤滿盤狀態(tài)、設定加工長度和速度控制等功能。系統(tǒng)以stc89c52rc單片機為核心，采用cs1621液晶顯示器、矩陣按鍵、霍爾磁感、滿盤開關、報警電路、掉電存儲器eeprom及調速電機等幾部分硬件電路，已完成對已卷長度、設定長度及電機速度的顯示和調節(jié)。同時含有本控制系統(tǒng)的全部外圍硬件電路，并設計了原理圖和pcb圖，編寫出系統(tǒng)軟件程序，最后完成了聯(lián)機調試，達到了設計的要求。關鍵詞：單片機；條帶切割機；電機速度；矩陣按鍵；abstractthe paper

5、has briefly introduced the design method and the working principle of strip cutting machine. system is provided with lcd display, motor show, a deferred action sets, numerical memory, test strips full state, set the length of processing and control functions. system is with stc89c52rc single-chip as

6、 the core, adopting cs1621 lcd, matrix press, hall-effect magnetic sensor, switch, alarm circuit, eeprom memory and speed-regulating motors and other parts of the hardware circuit have completed its length, set the length and the volume display and adjustment of the motor speed, while i have cmplete

7、d all the peripheral hardware of the control system circuit , schematic and pcb design contained , written system software sequence range, finally i have completed the online debugging, making the system meet design requirements.key words: single-chip microcontroller ; strip cutting machine; motor s

8、peed matrix keys;目錄摘 要iabstractii第1章緒論1第2章控制系統(tǒng)的總體設計方案22.1課題分析22.2條帶切割機的設計方案與論證3第3章硬件原理電路圖的設計與分析63.1單片機最小系統(tǒng)電路設計及i/o口分布63.23*8矩陣按鍵電路73.3液晶顯示電路83.4電機速度電路113.5霍爾速度傳感器電路123.6滿盤開關電路123.7led照明電路133.8報警電路13第4章系統(tǒng)的軟件設計與分析144.1主程序144.23*8矩形按鍵掃描程序164.3液晶驅動及初始化程序194.4電機控制程序224.5eeprom掉電保護程序244.6報警程序254.7中斷服務程序26

9、第5章制作調試285.1制作285.2調試29第6章總結30參考文獻31附錄33附錄1 傳統(tǒng)條帶切割機線路圖附錄2 原理圖附錄3 pcb圖附錄4 實物圖附錄5 控制面板布線與效果圖附錄6 元器件清單附錄7 條帶切割機接線圖說明附錄8 控制系統(tǒng)使用說明書附錄9 源代碼致謝52第1章 緒論18世紀從英國發(fā)起的技術革命是技術發(fā)展史上的一次巨大革命，它開創(chuàng)了以機器代替手工工具的時代。工業(yè)革命首先出現(xiàn)于工場手工業(yè)新興的棉紡織業(yè)等一批輕工業(yè)中。到現(xiàn)在，輕工業(yè)劃分為22大類，44個行業(yè)，產(chǎn)品50多萬種，涵蓋了衣、食、住、行、用、玩各個方面。 改革開放以來，我國輕工業(yè)有了飛速發(fā)展，不僅從根本上改變了我國消費品

10、短缺的狀況，而且產(chǎn)品大量出口。目前我國已躋身世界輕工產(chǎn)品生產(chǎn)和消費大國的行列。總體上看，近10年我國輕工行業(yè)實現(xiàn)了較快增長，經(jīng)濟運行的質量和效益都較好。我國輕工業(yè)產(chǎn)品中的家用電器、五金制品、制漿造紙、鐘表、啤酒、皮革及皮革制品等的產(chǎn)量已排名世界首位或位居前列，我國已成為世界輕工生產(chǎn)和消費大國。條帶切割機正是這些輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)不可或缺的必備設備之一。隨著工業(yè)自動化的進步、控制技術的發(fā)展及受數(shù)字技術和微處理技術的影響，人們對工業(yè)過程控制的終端執(zhí)行器提出了新的要求工業(yè)自動化。工業(yè)自動化，主要指在工業(yè)生產(chǎn)中應用自動化技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的無間斷自動生產(chǎn)，并以此加快產(chǎn)品的制造速度，由于其對人工需求較少，故可以有效

11、的降低生產(chǎn)中的人工成本，這在當今工人工資急劇上漲的背景下十分重要。同時，在某些生產(chǎn)、加工領域，人工操作有一定的危險性或其精度等無法滿足生產(chǎn)要求，在這些領域中，工業(yè)自動化技術的應用可以說是必須的。本課題涉及的條帶切割機控制系統(tǒng)設計即屬于工業(yè)自動化設備。近幾十年來，在工業(yè)制造領域，由于人工成本的大幅提升，使得工業(yè)自動化在大量企業(yè)中開始推廣，企業(yè)對自動化生產(chǎn)的需求又反過來帶動包括微電子技術、計算機制造技術及各類控制理論在內的大量自動化生產(chǎn)相關領域技術的發(fā)展，在這種相互促進中，自動化技術有了長足進步，相比較以往，現(xiàn)今的自動化生產(chǎn)有了質的飛躍。國外發(fā)達國家切割行業(yè)90%為數(shù)控切割機下料，僅10%為手工下

12、料，而我國用數(shù)控切割機下料僅占下料總量的10%以下，其中數(shù)控等離子切割比例更小。絕大多數(shù)仍采用手工或半自動切割，笨重落后，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，而且材料浪費嚴重，因此十分有必要發(fā)展并普及數(shù)控切割機以改變這一落后現(xiàn)狀。條帶切割機控制系統(tǒng)設計的，如改用現(xiàn)在使用單片機的有關知識對其進行精確的運動控制，使條帶切割機能對切出來的布進行長度記錄，用限位傳感器實現(xiàn)對滿盤的檢測和報警提醒等功能。不僅替代了目前不少單位普遍采用的手工開料的落后工藝，減輕了勞動強度，而且提高了勞動工效，保證了落料的精度。同時很好的滿足了工廠對自動化技術的需求，也避免了特殊行業(yè)上出現(xiàn)員工荒的現(xiàn)象，保證企業(yè)正常的發(fā)展，進一步促進國民

13、經(jīng)濟的發(fā)展。滾布筒電機及變頻器間距調整手柄張緊機構刀具調節(jié)旋鈕滾布筒電機速度調節(jié)旋鈕滾布筒拖布盤電機圖1-1條帶切割機整體效果圖第2章 控制系統(tǒng)的總體設計方案2.1 課題分析 本設計為一個控制系統(tǒng)，采用單片機作為控制器核心，實現(xiàn)條帶切割機控制器的設計。利用單片機技術，取代傳統(tǒng)的以控制按鈕、可調開關、時間繼電器、行程開關、接觸器等組成的機械式控制方式，傳統(tǒng)條帶切割機接線圖詳見附錄1，最主要目的是對條帶切割進行智能化改進。根據(jù)設備的實際情況和生產(chǎn)要求，需解決以下四點問題：1. 滾布筒和拖布盤電機可精確調速；2. 可實現(xiàn)兩種工作模式，即設定長度和滿盤切割模式；3. 可顯示工作狀態(tài)和相關數(shù)據(jù)；4. 具

14、備自動報警功能。2.2 條帶切割機的設計方案與論證2.2.1 設計方案的選擇針對傳統(tǒng)的條帶切割機切割精度低、加工速度慢、安全系數(shù)低、可控性差等問題，根據(jù)實際情況和現(xiàn)實要求，主要進行以下兩點改進：1） 滾布筒和拖布盤精確控制及調速；根據(jù)設備的實際使用情況與成本控制，對滾布筒電動機選擇，根據(jù)設計要求與具體情況，選擇傳統(tǒng)條帶切割機的鼠籠式三相異步電動機及配套變頻器，如下圖2-1（a）、2-1（b）所示。圖2-1滾布筒電機及配套變頻器相比滾布筒電動機，托布盤電機要求沒那么高，選用普通減速電機，圖2-2，為普通交流減速電機及配套驅動器。圖2-2交流減速電機及配套驅動器傳統(tǒng)條帶切割機則是采用可調旋鈕和繼電

15、器相結合的的方法對電機進行啟?？刂疲敬卧O計則是選用光耦控制，更加精確，大大提高了控制實用性。對于電機調速，有調壓調速、變極調速、變頻調速和電磁調速四種方法。針對滾布筒電機實際情況，有調壓調速與變頻調速兩種方案選擇。調壓調速優(yōu)點：1.可以將調速過程中產(chǎn)生的轉差能量加以回饋利用，效率高；2.裝置容量與調速范圍成正比，適用于70%95%的調速。缺點：功率因素較低，有諧波干擾，正常運行時無制動轉矩，適用于單象限運行的負載。變頻調速優(yōu)點：1） 無附加轉差損耗，效率高，調速范圍寬；2） 對于低負載運行時間較多，或起停運行較頻繁的場合，可以達到節(jié)電和保護電機的目的。缺點：技術較復雜，價格較高。滾布筒電機和

16、拖布盤在兩個工作模式下均有可能頻繁啟停與調速范，應選擇變頻調速。原控制系統(tǒng)采用，外接可調電阻再接變頻器，改變電阻大小，從而控制變頻器，最終控制電機速度。由于變頻調速技術和傳統(tǒng)方法在精確性、靈敏性和安全性等方面的缺點，本系統(tǒng)將采用一個數(shù)字定位器，通過數(shù)字電位器來調整頻率，與傳統(tǒng)的旋鈕式調速方法相比，更加靈敏、體積也更加小。對市面上較成熟的數(shù)字電位器，如圖2-3為x9313數(shù)字電位器，進行電機調速試驗，經(jīng)過多次試驗，效果均不理想，故采用自制數(shù)字電位器。詳情見電機調速電路模塊。圖2-3x9313數(shù)字電位器2） 滾布筒和拖布盤間的聯(lián)動協(xié)作。原系統(tǒng)通過傳統(tǒng)常用低壓電器時間繼電器和復合開關，對電機進行聯(lián)動

17、控制。本次設計中，采用單片機進行時間設定及控制，不僅更加精確，同時不再需要時間繼電器和復合開關，使結構更加簡單，成本也進一步降低。本方案采用單片機控制來實現(xiàn)條帶切割機控制系統(tǒng)的設計，其電路簡單、人機界面友好、功能齊全，智能化程度高、操作更加簡便。2.2.2 設計方案的論證本次設計使用at89c52rc 單片機完成此次設計。此款單片機與mcs-51 兼容，含有32個可編程i/o 線，兩個16 位定時/計數(shù)器，5個中斷源，可編程串行通道，紅外接收裝置等部件，為實現(xiàn)上述功能提供了大量硬件。根據(jù)要實現(xiàn)的功能特點，本次設計主要用到以下模塊：中斷服務，電機調速、eeprom存儲、液晶顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)功能，

18、硬件上采用1621液晶顯示器、3*8矩形按鍵、行程（滿盤）開關、霍爾傳感器、led燈、蜂鳴器、繼電器等。此設計是利用單片機對滾布筒與托布盤電機啟?？刂?。由液晶實現(xiàn)已卷長度、設定長度、電機檔位與啟停以及其他的顯示，采用線反轉法取得鍵值，并由按鍵處理程序對取得的鍵值進行處理，實現(xiàn)條帶切割機主輔電機啟動方式和工作方式的控制。圖2-4系統(tǒng)總體框圖在本系統(tǒng)中使用到的芯片都是符合設計要求的，使用的芯片實用且經(jīng)濟。如eeprom是stc89c52rc 本身自帶的，運行響應速度更加快捷。還有l(wèi)ed液晶顯示器，體積小、微功耗、顯示內容豐富超薄輕巧等優(yōu)點，在很多場合得到運用。在校期間對vb、c語言等匯編語言的學習

19、，同時也學習了基于stc89c52rc的單片機編程方法和技巧，現(xiàn)已能獨立進行編程、調試等相關工作。利用這些資源可使條帶切割機具完成下功能： 1.液晶屏顯示功能：顯示滾布筒電機和托布盤電機運行狀態(tài)（包括運行、停止）、轉速檔位、布條盤滿盤等狀態(tài)的指示；顯示布條盤已卷布條的總長度、顯示設定切帶長度值等；2.3*8矩陣按鍵式鍵盤操作面板，可進行多種狀態(tài)切換及數(shù)值輸入等；3.實時檢測布條盤滿盤狀態(tài)，觸發(fā)中斷功能；4.具有數(shù)值記憶功能，單片機內eeprom能實時保存所需存儲數(shù)據(jù)；5.報警功能，蜂鳴器可對各種狀態(tài)方式進行提示或報警；第3章 硬件原理電路圖的設計與分析3.1 單片機最小系統(tǒng)電路設計及i/o口分

20、布在本設計的自動計數(shù)控制系統(tǒng)中，控制的核心是stc89c52單片機，該單片機是51系列增強型8位單片機，它提供了4個8位的i/o口，分別為p0、p1、p1、p2和p3，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出，內部有2個16位定時器/計數(shù)器，用于實現(xiàn)定時和計數(shù)功能，并且片內含有256個ram單元以及8kb的rom存儲單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的存儲，便于用電的方式瞬間擦除和改寫，其外部晶振一般用11.0592mhz，一個指令周期為1us。其最小系統(tǒng)主要包括：復位電路、震蕩電路以及存儲器選擇模式（ea腳的高低電平選擇），電路如下圖3-1所示：圖3-1單片機最小系統(tǒng)為合理利用單片機的端口資源，并且兼顧程序設計的便利，將系統(tǒng)的

21、輸出和輸入端口作如如表3-1 所示硬件說明。表3-1stc89c52主要管腳功能表單片機端口外圍接口電路硬件模塊p0.0-p0.2液晶顯示集成電路模塊p0.3led（照明）電路模塊p0.4-p0.7托布盤電機調速電路模塊p1.0-p0.7，p2.5-p2.73*8矩陣按鍵電路模塊p2.0-p2.4滾布筒電機調速電路模塊p3.0蜂鳴器電路模塊p3.1限位（滿盤）開關電路模塊p3.2外部中斷（霍爾）電路模塊p3.6滾布筒電機啟停電路模塊p3.7拖布盤電機啟停電路模塊3.2 3*8矩陣按鍵電路按鍵是最常用的單片機輸入設備，可通過按鍵輸入數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)簡單的人機通信。常用的鍵盤接口分為獨立式按鍵接口

22、和矩陣式鍵盤接口。本系統(tǒng)采用3*8矩陣按鍵，電路如圖3-2 所示。圖中的三條行線和八條列線可分別接入p2.5p2.7和p1.0p1.7的端口，該端口各位都上拉一個1k的上拉電阻。圖3-23*8矩形按鍵電路圖以及對應的鍵值3*8矩形按鍵在控制面板的效果圖，詳見附錄4 控制面板布線與效果圖，如圖3-3 所示，本系統(tǒng)設置了24個按鍵，采用查詢方式處理，其功能如下：確定狀態(tài)滾布筒啟停已卷長度清零1） 刪除設定長度2） 刪除目前運動狀態(tài)led開關托布盤速度加減托布盤啟停滾布筒速度加減設定動作延時圖3-3按鍵效果圖3.3 液晶顯示電路cs1621是一種具有微控制器接口，由存儲器映射的32*4點陣式lcd控

23、制驅動器。電路上電時清零復位，通過命令端進行工作狀態(tài)設置，通過片選、讀、寫、修改操作，按照一一對應的原則，驅動lcd顯示器。該電路可用于點陣式lcd顯示驅動，各set端是相互獨立的，且容易對ram數(shù)據(jù)進行修改，所以顯示陣內容靈活，可隨用戶任意制定，它與單片機的接口如圖3-4 所示。圖3-4cs1621液晶驅動芯片接口電路圖1）ram靜態(tài)顯示存儲器（ram）結構為32x4位，貯存所顯示的數(shù)據(jù)。ram的內容直接映射成lcd驅動器的內容。ram中的數(shù)據(jù)可被read、write和read-modify-write命令存取。ram中的內容映射至lcd的過程如下圖3-5 所示：圖3-5ram映射圖 相對應

24、的本系統(tǒng)所采用ram內容如下圖3-6 所示：圖3-6本系統(tǒng)采用ram內容圖2）led驅動器cs1621是一個128（32x4）點陣lcd驅動器，它可以驅動1/2或者1/3偏置，2、3、4個com端的lcd顯示器，這個特性使得cs1621適合多種lcd顯示器，lcd驅動時鐘產(chǎn)生于系統(tǒng)時鐘，不管系統(tǒng)時鐘來源于11.0592khz晶振頻率還是片內rc振蕩器頻率或者外部頻率，lcd驅動時鐘的頻率總是256hz。3.4 電機速度電路3.4.1 滾布筒電機速度電路滾布筒電機在兩個工作模式下均有可能頻繁啟停與切調速范圍較大，針對滾布筒電機調速方案選擇變頻調速，由于變頻調速技術缺點，本系統(tǒng)自制一個數(shù)字定位器，

25、通過數(shù)字定位器來調整頻率.本系統(tǒng)采用自制數(shù)字定位器，給外接的變頻器輸出不同檔位的電阻，通過變頻器的轉換，輸出不同頻率，從而改變電機的速度。下面簡單介紹數(shù)字定位器的工作原理，數(shù)字定位器用于電機調速，由單片機送入5個二進制數(shù)表示的031速度擋位，通過74hc154處理，輸出相應的數(shù)字信號，再通過光耦截至或者導通，從而輸出與速度檔位相對應的電阻。舉例，如要輸出檔位1，那么接74hc154芯片編號為v102引腳輸出0，另外引腳輸出為1，那么編號為u6光耦處于導通狀態(tài)，其它光耦均截至，那么輸出100歐的電阻，再通過調頻器輸出對應頻率控制電機頻率，以上為自制數(shù)字定位器工作原理舉例說明。如圖3-7 滾布筒電

26、機調速電路圖。3.4.2 布盤電機速度電路托布盤電機調速與滾布筒電機調速相類似，也是采用數(shù)字定位器，通過外接調頻器轉化，從而輸出不同頻率，最后實現(xiàn)改變托布盤電機的116檔調速，如圖3-8 托布盤調速電路圖所示，托布盤電機調速原理與滾布筒電機調速的原理類似，在此不多做介紹。圖3-7滾布筒電機調速電路圖圖3-8托布盤調速電路圖3.5 霍爾速度傳感器電路霍爾速度傳感器是一種基于霍爾效應的磁電傳感器，由于半導體比金屬有高得多的霍爾系數(shù)，故用半導體制成的霍爾傳感器具有對磁場敏感度高、結構簡單、使用方便等特點。如圖3-9 所示，采用p3.2口外接霍爾速度傳感器，對已卷長度進行計數(shù)，相比傳統(tǒng)計數(shù)方式更加方便

27、可靠.圖3-9霍爾傳感器電路3.6 滿盤開關電路如圖3-10所示，本系統(tǒng)采用p3.1外接滿盤開關（行程開關），當滿盤開關閉合后，系統(tǒng)報警，可滿足滿盤工作設計要求。圖3-10滿盤開關電路3.7 led照明電路如圖3-11為led電路，采用外接led，由另外220v交流電供電，led體積小，耗電量低使用壽命長，在恰當?shù)碾娏骱碗妷合拢琹ed的使用壽命可達10萬小時，高亮度、低熱量 ，環(huán)保led是由無毒的材料作成，可以回收再利用。圖3-11led電路3.8 報警電路不同的音符，實質就是不同頻率的聲音。通過單片機產(chǎn)生不同的頻率的脈沖信號，經(jīng)過放大電路，由蜂鳴器發(fā)出。如圖3-12所示的報警電路。圖3-12

28、報警電路原理圖第4章 系統(tǒng)的軟件設計與分析4.1 主程序條帶切割機的程序流程圖如圖4-1所示。該控制器軟件的設計采用模塊化架構，其軟件部分主要包括主程序、按鍵掃描子程序、液晶顯示子程序、中斷服務程序、自定義字庫顯示子程序以及eeprom 掉電保護子程序等。當接通電源后，芯片開始工作，內部程序先是初始化，并輸出顯示上一次斷電后已卷長度、設定長度、滾布筒電機與托布盤電機速度檔位以及此時系統(tǒng)運動狀態(tài)。判斷按鍵來確定是何種工作狀態(tài)。具體操作為：系統(tǒng)上電后，進入系統(tǒng)初始態(tài)：兩個電機停止，照明開啟，液晶屏上顯示：“已卷長度”值以及“設定長度”值為上次關機時的數(shù)值，滾布筒檔位和托布盤檔位顯示當前處于最低速度

29、檔，液晶屏右側的機床狀態(tài)欄顯示：“滾布筒停止” “托布盤停止”。并對定時中斷內，掃描按鍵按下情況及獲取鍵值進行處理，檢測滿盤開關及加工情況，判斷是否進入報警狀態(tài)，然后進行數(shù)據(jù)更新并顯示結果。具體程序：void main() void allscreendispaly(); /全屏顯示子程序void clearscreen(void);/清屏子程序void delaynn(int ms);void lcd_init(void); /液晶初始化it0=1;ex0=1;ea=1; tmod=0x10;et1=1; tr1=1th1=(65536-10000)/256;tl1=(65536-10000

30、)%256; ; / /中斷初始化while(1) allscreendispaly(); /液晶顯示if（status=0） /初始狀態(tài)else if（status=1） /設定編輯狀態(tài)ese if（status=2） /時間設定狀態(tài)else if（status=3） /已卷長度等于設定長度狀態(tài)else if（status=4） /滿盤報警狀態(tài)圖4-1條帶切割機的主程序流程圖4.2 3*8矩形按鍵掃描程序由于按鍵數(shù)量及狀態(tài)較多，本文采用圖形方法在系統(tǒng)各個狀態(tài)下說明每個按鍵用途，系統(tǒng)狀態(tài)轉移圖如圖4-2所示：圖4-2系統(tǒng)狀態(tài)轉移圖具體操作如下：系統(tǒng)上電后，處于系統(tǒng)初始狀態(tài)停機狀態(tài)，可通過滾布筒

31、、拖布盤啟停按鍵啟動電機，進入工作狀態(tài)。工作狀態(tài)時按下“刪除”鍵或“電機啟?！辨I時，系統(tǒng)進入正常停機狀態(tài)。在停機或工作狀態(tài)時可對電機進行速度調節(jié)。停機時按下“設置”鍵系統(tǒng)進入長度設定狀態(tài)，此時只響應數(shù)字鍵09和確定鍵。設置完畢后按下“確定”，進入停機狀態(tài)。按下延時鍵，進入延時狀態(tài)，可對延時時間進行設定，此時只響應數(shù)字鍵09和確定鍵。設置完畢后按下“確定”，進入停機狀態(tài)。若想要在任意計數(shù)時刻重新從0開始計數(shù)，依次按下“清零”“確認”鍵即可。工作狀態(tài)時，如果已切帶的長度到達設定長度值，系統(tǒng)將進入報警狀態(tài)，電機處于停止狀態(tài)，只響應“確定”和“刪除”按鍵；若想要繼續(xù)下一個指定同樣長度的切帶加工，按下“

32、確定”按鍵即可；若需要清除當前指定長度的切帶加工，按下“刪除”按鍵，此時機床進入停機狀態(tài)?；驖M盤開關開啟，進入停機狀態(tài)，只響應“確定”和“刪除”按鍵；按下 “確定”，滾布筒立即以滿盤時的狀態(tài)動作；如果不想繼續(xù)原先的狀態(tài)切帶加工，按下“刪除”即可，這時機床處于停止狀態(tài)。圖4-3矩形鍵盤掃描程序流程圖矩形鍵盤掃描子程序流程圖如圖4-3 所示。鍵盤掃描程序用于完成按鍵的判斷、按鍵的去抖動以及按鍵的鍵值處理、存儲，本次設計運用了線反轉法并將掃描程序放入中斷中處理。每隔10ms進入中斷一次，對按鍵進行掃描，判斷是否有按鍵按下，若有flag=1； flag=1時進入后再次掃描按鍵從而判斷是否真的按下，若真

33、的按下flag=2,并判斷是哪個鍵被按下獲取鍵值，進入時flag=2，則判斷按鍵是否抬起，若按鍵沒有抬起，則需判斷鍵值進而判斷是否進行連加處理。具體程序：if（status=0） /初始狀態(tài) if（jianzhi=10） status=1else if(jianzhi=13) status=2else if（status=1） /設定編輯狀態(tài)if(jianzhi=11) status=0按鍵掃描程序p1=0xff;p2=p2&0x1f; _nop_(); _nop_(); scan1=p1;p1=0x00;p2=p2|0xe0; _nop_(); _nop_(); scan2=p2&a

34、mp;0xe0; if(flag=0) / 初始態(tài)/按鍵按下 else if(flag=1) 按鍵真的按下elseelse if(flag=2)/按鍵抬起4.3 液晶驅動及初始化程序本系統(tǒng)液晶驅動采用cs1621進行驅動，cs1621可以通過s/w來設置，設置cs1621和傳送lcd顯示數(shù)據(jù)的指令共有兩種模式，分別為命令模式和數(shù)據(jù)模式。對cs1621的設置稱作命令模式，其id是100，有系統(tǒng)設置命令、系統(tǒng)頻率選擇命令、lcd結構命令、蜂鳴頻率選擇命令和操作命令組成。數(shù)據(jù)模式包括read、write和read-modify-write操作。如下表所示為數(shù)據(jù)模式id和命令模式id：表4-1數(shù)據(jù)模式

35、id和命令模式id操作模式idread數(shù)據(jù)110write數(shù)據(jù)101read-modify-write數(shù)據(jù)101command命令100模式命令出現(xiàn)在數(shù)據(jù)和命令傳送之前。出現(xiàn)連續(xù)指令，命令模式id100可以被忽略。但系統(tǒng)工作在不連續(xù)命令或連續(xù)地址數(shù)據(jù)模式，cs管腳應設置為1，而之前的工作模式講被復位。一旦cs管腳為0，將出現(xiàn)一個新的工作模式id。本文采用時序圖如圖4-4所示。圖4-4write模式（指令碼：101）注：x：忽略；a5a0：ram地址；d3d0：ram數(shù)據(jù)；d/c：數(shù)據(jù)/命令模式；def.：上電預置復位；110，101和100均是模式命令。write模式的格式為101指令+a5a

36、4a3a2a1a0地址+d0d1d2d3數(shù)據(jù)，根據(jù)write模式格式的特點，關鍵步驟分析：101指令用一個字節(jié)表示為1010 0000，當wr=0，利用void transfer_out(3,0xa0) 101指令， void transfer_out(uchar count,uchar shuju)中，count為shuju前位數(shù)，shuju為一個字節(jié)的數(shù)。由表4-2得出，約定引腳5（pin）為地址位開始位，即為地址位0。那么接下來到引腳33為地址位28。當本系統(tǒng)有28個地址，需要5位二進制表示，而地址位由6個二進制表示，故使a5=0，剩下五位二進制可以表示32個地址位，即0至28地址位，把

37、上述六位用一個字節(jié)表示，即0xyy=a5a4a3a2 a1a0xx，其中x為1或者0均可，本文設定x為0。舉例，如要送入地址位0，那么0x00=0000 0000,如要調用void transfer_out(6,0xab)送入即可。根據(jù)此方法如表 所示：表4-2031位地址對應表根據(jù)上表采用的方法，得出本系統(tǒng)地址位數(shù)組如下：uchar tab1=0x00,0x04,0x08,0x0c,0x10,0x14,0x18,0x1c,0x20,0x24,0x28,0x2c,0x30,0x34,0x38,0x3c,0x40,0x44,0x48,0x4c,0x50,0x54,0x58,0x5c,0x60,0

38、x64,0x68,0x6c,0x70,0x74,0x78,0x7c;本系統(tǒng)數(shù)據(jù)為半個字節(jié)，具體傳送的內容如下表4-3所示，送入數(shù)據(jù)d0d1d2d3，用一個字節(jié)表示0xyy=d0d1d2d3 xxxx，調用void transfer_out(4,0xcd)對于液晶上09數(shù)字顯示，如圖4-5 所示圖4-5顯示數(shù)字電路對應圖根據(jù)上圖一個數(shù)字顯示數(shù)據(jù)用一個字節(jié)表示為0xyy=fgex abcd，x的值為具體情況而定，舉例，如要送入一個1，b、c為1，a、d、d、f、e、g為0，組成一個字節(jié)為0xyy=000x 0110。照此方法可推出其它，如下表所示：表4-4數(shù)字顯示對應表本設計令x為1，由上表得出0

39、9、“不顯示”和“”數(shù)組，如下表示：uchar tab2=0xbf,0x16,0x7d,0x5f,0xd6,0xdb,0xfb,0x1e,0xff,0xdf,0x10,0x59以上說明了液晶顯示關鍵三步。具體程序和操作為：void clearscreen(void)；/清屏系統(tǒng)初始化void lcd_init(void)；/cs1621指令代碼void lcd_wr1ite(uchar address,uchar shuju)；/寫入的通訊地址與數(shù)據(jù)void transfer_out(uchar count,uchar shuju)；/傳送的位數(shù)與傳送的數(shù)據(jù)void allscreendisp

40、aly()；/液晶顯示停機/工作/設置/清零/報警狀態(tài)時，第一行和第二行可分別實時顯示“已卷長度”和“設定長度”數(shù)值，范圍為“099999”。滾布筒檔位顯示為第三行，檔位每加2，往前升一格；拖布盤檔位顯示為第四行檔位每加1，往前升一格，最小一格，滿格為16。滿盤時，“布條盤滿盤”字樣閃爍；已卷長度到達設定長度值后，液晶屏第二行將變成閃爍顯示“”符號字型。延時狀態(tài)時，液晶屏只顯示屏幕第二行的中間一個字符（系統(tǒng)默認為0）。具體程序：/已卷長度數(shù)值lcd_write(1,temper%10); /位置1/lcd_write(2,temper%100/10); /位置2/lcd_write(3,tem

41、per%1000/100); /位置3/lcd_write(4,temper%10000/1000);/ /位置4/lcd_write(5,temper/10000);/位置5/設定長度數(shù)值lcd_write(6, temper1%10);/位置6/lcd_write(7, temper1%100/10);/位置7/lcd_write(8, temper1%1000/100);/位置8/lcd_write(9, temper1%10000/1000);/位置9/lcd_write(10,temper1/10000);/位置10/4.4 電機控制程序本系統(tǒng)有滾布筒電機和托布盤電機，通過stc89

42、c52rc單片機輸出不同的數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字電位器轉化成輸出不同數(shù)值的電阻，進一步將轉化出的檔位電阻傳送給調頻器，由調頻器轉化出相對應的頻率，從而改變電機的轉速。調速操作流程見下圖。具體操作為：系統(tǒng)上電后，兩個電機停止，滾布筒檔位和托布盤檔位顯示當前處于最低速度檔。在滾布筒/拖布盤停止狀態(tài)下按下“滾布筒停止/啟動” /“托布盤停止/啟動”，將啟動滾布筒/啟動托布盤電機；在滾布筒/托布盤運行狀態(tài)下按下“滾布筒停止/啟動”/ “托布盤停止/啟動”，將使?jié)L布筒/托布盤電機停止轉動；檔位加減控制可以按下 “”或“”鍵對電機轉速進行升速或降速的調速控制。短時間觸按按鍵可以獲得微量的速度增量或減量調節(jié)，長

43、時間按下按鍵可以實現(xiàn)連續(xù)較快的加速或者減速調節(jié)；當按鍵按下時，可以聽到蜂鳴器發(fā)出的按鍵音，如果當前速度已經(jīng)到達最大或者最小速度，蜂鳴器將停止鳴叫；轉速的選擇可以在電機開啟之前選定，也可以在電機開啟之后做調節(jié)；電機當前運行狀態(tài)在液晶屏上右側做實時跟蹤顯示。圖4-6電機控制流程圖具體程序：if(status=0)if(jianzhi=16) gunrun=!gunrun;gunstop=!gunstop;gun=gunrun; /滾布筒開關 /滾布筒調速if(jianzhi=17) dangwei2+; if(dangwei2>=31) if(jianzhi=18)if(dangwei2&g

44、t;0) dangwei2-;count4=50;if(jianzhi=19)tuorun=!tuorun;tuostop=!tuostop;tuo=tuorun; /拖布盤開關if(jianzhi=20) dangwei1+; if(dangwei1>=16) dangwei1=16;count4=0;if(jianzhi=21) if(dangwei1>1) dangwei1-;count4=50;4.5 eeprom掉電保護程序將條帶切割機設置的數(shù)據(jù)儲存在單片機自帶的eeprom 內，這樣就可以有掉電保護功能，以免丟失數(shù)據(jù)。如表4-5 stc89c52rc單片機內部eepro

45、m詳細地址表所示，共有8個扇區(qū)，每個扇區(qū)有512字節(jié)。表4-5stc89c52rc單片機內部eeprom詳細地址表eeprom內保存數(shù)據(jù)有本系統(tǒng)需要記憶“已卷長度” “已卷總長度”“設定長度”和“延時時間”四個數(shù)據(jù)及eeprom 掉電保護程序。具體過程為：void iapidle();/disable()；/關閉iap 功能，清相關的特殊功能寄存器，使cpu 處于安全狀態(tài)byte iapreadbyte(word addr);/讀一字節(jié)，調用前需打開iap 功能，入口:addr=字節(jié)地址，返回:date=讀出字節(jié)void iaperasesector(iap_address);/擦除扇區(qū)iap

46、programbyte(iap_address+k,xianshik);/寫入這次要存儲的數(shù)據(jù)具體操作為：已卷長度的記憶在設置切割長度時，輸入數(shù)值完畢按下“確定”，先擦除第二扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2205);然后將設定長度temper1劃分為三部分存入；第一部分存放萬位和千位byte_program(0x2200,temper1/1000); 第二部分存放百位和十位byte_program(0x2201,temper1%1000/10);第三部分存放個位 byte_program(0x2202,temper1%10); 系統(tǒng)上電后數(shù)據(jù)將被讀出；temper1=byte_re

47、ad(0x2200)*1000+byte_read(0x2201)*10+byte_read(0x2202).延時時間的記憶延時設置時，輸入數(shù)值完畢按下“確定”，先擦除第五扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2805);由于延時范圍為09，只需一個字節(jié)(0256)的存儲置即可，byte_program(0x2800,yanshi);滿盤抱警狀態(tài)時按下“確定”，延時時間數(shù)據(jù)被讀出yanshi=byte_read(0x2800).已卷長度和已卷總長度的記憶工作狀態(tài)時，外部中斷進入（霍爾磁感打開）n次，已卷長度和已卷總長度均加1后，分別擦除第一和第六扇區(qū)所有數(shù)據(jù)sector_erase(0x2

48、005) ，sector_erase(0x2a05); 然后將已卷總長度temper和已卷長度temper2同設定長度temper1樣分為三部分存入byte_program(0x2000,temper/1000); byte_program(0x2001,temper%1000/10); byte_program(0x2002,temper%10); byte_program(0x2a00,temper2/1000);byte_program(0x2a01,temper2%1000/10); byte_program(0x2a02,temper2%10); 系統(tǒng)上電后數(shù)據(jù)將被讀出temper=

49、byte_read(0x2000)*1000+byte_read(0x2001)*10+byte_read(0x2002);temper2=byte_read(0x2a00)*1000+byte_read(0x2a01)*10+byte_read(0xa202)。4.6 報警程序本系統(tǒng)有兩種情況會發(fā)生報警：1.在切帶加工過程中，如果已切帶的長度到達設定長度值，系統(tǒng)自動記憶當前機床速度狀態(tài)，并使機床暫時處于停止運行狀態(tài)，蜂鳴器長鳴一聲，表示設定長度已切割完成。2.機床在切帶工作的過程中，機床將實時檢測布條盤的狀態(tài)，當布條盤滿盤后，機床自動記憶當前機床速度狀態(tài)，并使機床暫時處于停止運行狀態(tài)，蜂鳴器

50、長鳴一聲，向操作者發(fā)出提示。圖4-7報警程序流程圖具體程序：/已卷長度等于設定長度報警if(temper2=temper1)&&(temper1>0) status=3;/滿盤報警if(xw=0)flag2=1;status=4;else 4.7 中斷服務程序本系統(tǒng)用到外部中斷0與內部定時器中斷1。外部中斷0服務流程圖如圖4-10 所示，外部中斷0來記錄霍爾傳感器脈沖次數(shù)，從而轉化已卷長度，即外部中斷0中斷n次(n為中斷次數(shù)為1米比例系數(shù)，可根據(jù)實際具體情況改變)，系統(tǒng)得出已卷長度增加1米，并判斷數(shù)據(jù)是否大于99999，同時判斷已卷長度是否等于設定長度。具體程序：void

51、 yj(void) interrupt 0 if(gunrun)temper+;temper2+; if(temper2=temper1)&&(temper1>0) 中斷服務流程圖如圖4-11 所示，它用于完成定時器/計數(shù)器0 溢出中斷次數(shù)的計數(shù)，系統(tǒng)里就是用于定時器10ms 中斷一次，10ms為一個定時基準，累加count1和count2，當為設定的yanshi時間不為零時，可啟動延時計數(shù)，當兩者相等時說明已到設定的時間，則托布盤電機啟動；當count1等于50時， bj=0，即液晶屏幕上字符每隔0.5秒刷新一次；當count2用以液晶閃爍顯示滿盤和“三”字符。同時每隔

52、10ms對按鍵情況掃描一次，用以判斷是否有按鍵按下或按下按鍵是否抬起。具體程序：void timer0(void) interrupt 1 th0=(65536-10000)/256; tl0=(65536-10000)%256;count1+; count2+; if(gunrun=1)&&(yanshi>0) p1=0xff;p2=p2&0x1f; _nop_(); _nop_(); scan1=p1;p1=0x00;p2=p2|0xe0; _nop_(); _nop_(); scan2=p2&0xe0;圖4-10外部中斷0流程圖 圖4-11定時中斷1

53、流程圖第5章 制作調試5.1 制作本次設計制作過程包括：繪制原理圖、pcb圖、焊接等。其中的每一個環(huán)節(jié)都不能有任何差錯，制作時要格外小心謹慎。首先，繪制原理圖之前所需各模塊電路的原理、連接和組成元器件。原理圖繪制完畢后就可進行pcb的設計。設計繪制pcb前應了解相關元器件的封裝。原件的封裝對于元件的排布十分重要，只有知道元件封裝才能合理安排布局。同時，需要會使用一款電子繪圖軟件，能夠使用它繪制出原理圖，pcb圖。設計中使用的是protle2004軟件，它是一款很常用的基礎繪圖軟件。然后，圖繪制好之后就是開發(fā)板的制作，制作過程中應根據(jù)所繪的原理圖來連接各個元器件，確保接線網(wǎng)絡準確無誤。如果能夠印

54、制電路板，可以直接根據(jù)繪制的pcb圖印制電路板。本次制作是在萬能板上焊接電路。此操作中最重要的是布局，根據(jù)各個元器件之間的連接關系，以及各自的封裝，在萬能板上合理擺放各個器件。布局中，根據(jù)控制實用方便，焊接清晰方便，外觀明了等原則，使控制器使用起來方便，焊接起來輕松。原件布局好之后就開始焊接線路網(wǎng)絡，焊接的先后順序是最小系統(tǒng)，液晶顯示器，3*8矩陣按鍵，電機調速模塊。每焊接好一個模塊之后要調試檢查一下能否正常工作，有沒有達到相應的功能要求。最后，當焊接的模塊出現(xiàn)問題時，要及時冷靜地檢查，找出問題環(huán)節(jié)，立刻修正，切勿等到所有模塊都焊接好之后才找問題。焊接模塊有問題時，首先檢查連接電路是否正確，如有誤，修改接錯線路。當檢查線路沒有問題