基于STC89C52單片機的點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計題目 基于 stc89c52 單片機的點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 一、 畢業(yè)論文（設(shè)計）的主要內(nèi)容及要求：1、主要內(nèi)容： （1） 、收集和查閱點焊機的相關(guān)資料； （2） 、掌握現(xiàn)有點焊機系統(tǒng)的基本原理及進(jìn)行優(yōu)劣分析； （3） 、明確點焊機系統(tǒng)所要達(dá)到的要求和實現(xiàn)方法； （4） 、掌握 51 單片機的基本原理與 adc0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片使用； （5） 、畫出點焊機系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖； （6） 、畫出電流、電壓、工件準(zhǔn)備信號、等程序流程圖； （7） 、編寫點焊機系統(tǒng)各部分程序； （8） 、指標(biāo)要求：設(shè)計終點監(jiān)測點焊機系統(tǒng)，實現(xiàn)人工設(shè)定，自動完成工件點焊； 2、要求： （1） 、認(rèn)真分析設(shè)

2、計課題，了解設(shè)計任務(wù)查閱相關(guān)資料，按要求完成開題報告。 （2） 、遵守院相關(guān)規(guī)定和紀(jì)律，服從指導(dǎo)老師和實驗室工作人員安排做好畢業(yè)實 習(xí)和具體實驗。 （3） 、保質(zhì)保量按時完成論文撰寫工作應(yīng)完成的成果。 （4） 、完善的點焊機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計。 （5） 、撰寫高質(zhì)量論文。 二、 畢業(yè)論文（設(shè)計）應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)：1中國機械網(wǎng).中國焊接行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望ol.2005.10 2殷樹言、邵青蓮.coz 焊接技術(shù)及應(yīng)用m.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， ii1989.5 3姚河清、陳亞政、孟慶芹.現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及展望j.南京：河海大學(xué) 2004.9 124-134 4林三寶

3、、黎明、吳林.計算機在焊接中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景j，焊接，2000.8 23-56 5楊光，焊接自動化技術(shù)的現(xiàn)狀及展望j.現(xiàn)代制造，2004.11 124-145 6林奕鴻等，機床數(shù)字控制技術(shù)及其應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社,1994.8 7徐宏.計算機數(shù)字控制技術(shù)（cnc）最新發(fā)展動態(tài)m.機械制造.1996.9 8秦繼榮，沈安俊.現(xiàn)代直流伺服控制技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社,1993.9 9陳維山，趙杰.機電系統(tǒng)計算機控制。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999.2 10granham t.smith cnc machining technologym. springerer-verl

4、ag london limtied.1993.6 11anthony kushigian cnc dressers improve productivity,flexibility.m tooling & production, 1997.3 12徐初雄，焊接工藝 500 問m.北京：機械工業(yè)出版社，1997.2 13川林尚揚、陳善本、李成桐等，焊接機器人及其應(yīng)用m.北京：機械工業(yè)出版社， 2000.7 14王文瀚，焊接技術(shù)手冊m，河南科學(xué)技術(shù)出版社,2000.3 15彭友祿，焊接工藝m.北京：人民交通出版社，2002.4 16吳林、陳善本等，智能化焊接技術(shù)m.北京：國防工業(yè)出版社，2000.

5、8 17王仲生 ，智能檢測與控制技術(shù)m.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,2002.9 18胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)（第三版）m.北京：清華大學(xué)出版社.2005.10 一、選題的意義和研究現(xiàn)狀一、選題的意義和研究現(xiàn)狀 iii1選題的理論意義、學(xué)術(shù)價值或?qū)嵺`價值焊接是現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的工藝之一，它在很多的行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛從機械制造、核工業(yè)、航空航天、汽車、造建筑，到電子工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域，都有廣泛的應(yīng)用。同時對它的經(jīng)濟性、質(zhì)量與可靠性的要求也越來越高，他已經(jīng)從單一的加工工藝發(fā)展為新興的綜合性的先進(jìn)工藝技術(shù)，涉及到材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝方法、設(shè)備及工裝、下料、成型、焊前及焊后處理、生產(chǎn)過程的

6、自動化和機械化、質(zhì)量控制、失效分析、衛(wèi)生與安全及環(huán)境保護等眾多領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接已從簡單的構(gòu)件連接方法和毛坯制造手段發(fā)展成為制造行業(yè)中一項基礎(chǔ)工藝和生產(chǎn)尺寸精確的制成品的生產(chǎn)手段。傳統(tǒng)的手工焊接已不能滿足現(xiàn)代高科技產(chǎn)品制造的質(zhì)量、數(shù)量要求。因此，保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性提高生產(chǎn)率和改善勞動條件已成為現(xiàn)代焊接制造工藝亟待解決的問題。點焊機是汽車零部件與車身制造中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起著承上啟下的特殊作用，同時，汽車產(chǎn)品的車型眾多、成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及汽車制造在質(zhì)量、效率和成本等方面的綜合要求，都決定了汽車點焊機加工是一個多學(xué)科、跨領(lǐng)域和技術(shù)集成性強的生產(chǎn)過程。在目前

7、汽車零部件及白車身的制造中，主要的點焊機方法有電阻點焊、co2氣體保護焊和激光焊，另外也有采用氬弧焊、電子束焊等。2、與選題相關(guān)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國點焊機行業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展壯大，目前已形成一批有一定規(guī)模的企業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括：手工電弧焊機、電阻焊機、半自動弧焊機、特種焊機以及各類專用成套焊接設(shè)備和焊裝生產(chǎn)線，可以基本滿足國民經(jīng)濟的需求。隨著我國改革開放和企業(yè)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改革的不斷深化，原有的1500家點焊機專業(yè)和兼業(yè)制造廠、輔機具制造廠中，停產(chǎn)、半停產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)以及資產(chǎn)重組的約占50%；一批點焊機制造的新興企業(yè)“異軍突起”，部分合資和民營企業(yè)的業(yè)績尤為突出。目前，點焊機行業(yè)各類企業(yè)的總

8、數(shù)仍保持在900家左右，其中：原機械部定點企業(yè)38家(含骨干企業(yè)2家，重點企業(yè)6家)，設(shè)有焊接設(shè)備專業(yè)的大專院校35個，與焊接設(shè)備有關(guān)的各部委和地方所屬設(shè)計研究院（所）30余個，以及設(shè)有焊接專業(yè)的中等專業(yè)學(xué)校10余個。根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展的總體趨勢,今后幾年內(nèi)我國的年鋼總產(chǎn)量及鋼材進(jìn)口量 iv基本保持穩(wěn)定,因而以鋼產(chǎn)量來核算國內(nèi)市場對點焊機產(chǎn)品的需求量不會有大的出入。單市場對產(chǎn)品的需求將隨著焊接技術(shù)、工藝的發(fā)展和生產(chǎn)的機械化、自動化水平的提高而變化，特別是各類產(chǎn)品的構(gòu)成比，如交流弧焊機的比重明顯下降，自動、半自動焊機，特別是co2焊機，專用成套焊機的需求量有顯著的增加。 點焊機產(chǎn)品的進(jìn)口量將持續(xù)增

9、大，其進(jìn)口總值仍占國內(nèi)市場總額的50%左右；國產(chǎn)點焊機的出口額歷年來都不超過生產(chǎn)總值的6%。隨著新產(chǎn)品開發(fā)能力和生產(chǎn)水平的提高，引進(jìn)產(chǎn)品國產(chǎn)化和規(guī)?；膶崿F(xiàn)，特別是外資、合資企業(yè)的發(fā)展和民營企業(yè)的迅速崛起，不僅其出口量會有較大的增長，而且出口的地域也由目前的中東、南亞和非洲等發(fā)展中國家，擴大到美國、歐洲等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。 3、點焊機技術(shù)的特點點焊機是汽車制造過程中一項重要的環(huán)節(jié)。汽車的白車身、發(fā)動機和變速箱等都離不開點焊機技術(shù)的應(yīng)用。在以“鋼結(jié)構(gòu)”為主的汽車車身的點焊機加工中，汽車點焊機又有不同于其他產(chǎn)品點焊機的要求：1.對點焊機件的尺寸精度要求高為了保證產(chǎn)品的裝配精度和尺寸穩(wěn)定性，要求盡可能減

10、少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的熱應(yīng)力與變形。2.對焊縫接頭的性能要求高點焊機接頭不僅要滿足靜態(tài)和動態(tài)的力學(xué)性能指標(biāo)，而且有苛刻的低周疲勞性能要求。3.對批量點焊機生產(chǎn)品質(zhì)高且一致性好的要求4.對點焊機生產(chǎn)過程高節(jié)拍、高效率的要求5.對“零缺陷”的質(zhì)量控制與保證，提出了自動化點焊機過程的監(jiān)測與信息化管理的要求近幾年來，汽車工業(yè)在點焊機新技術(shù)的應(yīng)用及推廣方面起了積極的推動作用。針對汽車產(chǎn)品“更輕、更安全、性能更好且成本更低”的發(fā)展目標(biāo)，當(dāng)前的汽車點焊機技術(shù)正在傳統(tǒng)的材料連接概念與方法的基礎(chǔ)上迅速地延伸和拓展，并向先進(jìn)的“精量化點焊機制造”的方向發(fā)展。 v4主要參考文獻(xiàn)1中國機械網(wǎng).中國焊接行業(yè)的

11、發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望ol,2005.10 2殷樹言、邵青蓮.coz 焊接技術(shù)及應(yīng)用m.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.5 3姚河清、陳亞政、孟慶芹.現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及展望j.南京：河海大學(xué) 2004.9 124-134 4林三寶、黎明、吳林.計算機在焊接中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景j，焊接，2000.8 23-56 5楊光，焊接自動化技術(shù)的現(xiàn)狀及展望j.現(xiàn)代制造，2004.11 124-145 6林奕鴻等，機床數(shù)字控制技術(shù)及其應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社,1994.8 7徐宏.計算機數(shù)字控制技術(shù)（cnc）最新發(fā)展動態(tài)m.機械制造.1996.9 8秦繼榮，沈安俊.現(xiàn)代直流伺服控制技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)

12、計.北京：機械工業(yè)出版社,1993.9 9陳維山，趙杰.機電系統(tǒng)計算機控制。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999.2 10granham t.smith cnc machining technologym. springerer-verlag london limtied.1993.6 11anthony kushigian cnc dressers improve productivity,flexibility.m tooling & production, 1997.3 12徐初雄，焊接工藝 500 問m.北京：機械工業(yè)出版社，1997.2 13川林尚揚、陳善本、李成桐等，焊接機器人及

13、其應(yīng)用m.北京：機械工業(yè)出版社， 2000.7 14王文瀚，焊接技術(shù)手冊m，河南科學(xué)技術(shù)出版社,2000.3 15彭友祿，焊接工藝m.北京：人民交通出版社，2002.4 16吳林、陳善本等，智能化焊接技術(shù)m.北京：國防工業(yè)出版社，2000.8 17王仲生 ，智能檢測與控制技術(shù)m.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,2002.9 18胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)（第三版）m.北京：清華大學(xué)出版社,2005.10 vi二、研究方案二、研究方案 1、研究的思路與方法本設(shè)計采取 adc0832 數(shù)據(jù)采樣和單片機組成，總體設(shè)計框架如圖 1 所示。單單片片機機電電路路硬硬件件停停機機檢檢查查p pw wm m控控

14、制制超超出出范范圍圍霍霍爾爾元元件件和和a ad dc c0 08 83 32 2 圖圖1 1 系統(tǒng)設(shè)計框圖系統(tǒng)設(shè)計框圖在該系統(tǒng)中，stc89c52 單片機通過 adc0832 采樣監(jiān)控電路電流、電壓進(jìn)行檢測。芯片能自動采集這些參數(shù)，并將其在單片機中進(jìn)行比較，當(dāng)電流超出范圍時，進(jìn)入停機檢測；當(dāng)電流正常時，系統(tǒng)自動調(diào)整輸出 pwm 占空比，維持電流在合適范圍。單片機則實現(xiàn)從 adc0832 中電壓參數(shù)并進(jìn)行處理，最后把處理結(jié)果通過調(diào)整 pwm 占空比表現(xiàn)出來，由于大量的數(shù)據(jù)處理工作由單片機的軟件完成，因而降低了系統(tǒng)硬件的復(fù)雜程度。2研究的基本內(nèi)容（大綱）本課題以點焊機為研究對象，以 stc89c

15、52 單片機的點焊機為控制器，結(jié)合adc0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計了一款新型的點焊機系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)軟件功能：能夠提前判斷焊接前焊件是否被壓緊，控制焊接時的電流范圍使之不會由于電網(wǎng)波動而變化以至于影響焊接質(zhì)量，并能在一次焊接結(jié)束時再次檢查件，判斷是否有虛焊并做出相應(yīng)的反應(yīng)。在熟悉模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 adc0832 的基本原理和 51 單片機的基礎(chǔ)上，繪制系統(tǒng)總體設(shè)計框圖、系統(tǒng)軟件流程設(shè)計圖，并獨立完成該系統(tǒng)所有軟件設(shè)計，包括：主程序設(shè)計、單片機與 adc0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計、adc0832 模數(shù)檢測電流、電壓轉(zhuǎn)換程序設(shè)計及中斷子程序設(shè)計、停機程序等。 vii論文的主要工作包括以下幾個方面：（1

16、）詳盡介紹了點焊機研究的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，明確論文的研究方向和設(shè)計思路。（2）分析市場上各類點焊機的工作原理、特性以及設(shè)計方案，將點焊機優(yōu)化軟件設(shè)計作為自己的研究方向，了解電流控制硬件、晶閘管的控制電壓的基本原理。并且對電流控制方案進(jìn)行比較、選擇、優(yōu)化。理解控制器-stc89c52單片機基本工作原理，進(jìn)行熟練編程。（3）根據(jù)實際情況給出系統(tǒng)整體設(shè)計方案。并對系統(tǒng)的各個模塊根據(jù)功能來進(jìn)行劃分設(shè)計，并且論述他們之間的關(guān)系，保證各個模塊正常運行，根據(jù)實際的問題選擇不同解決方法。（4）系統(tǒng)整體設(shè)計方案原則，編寫各個部分的軟件程序，包括主程序設(shè)計、電壓、電流檢驗 adc0832 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計、定時器中斷

17、子程序設(shè)計、電極接觸檢驗程序。4系統(tǒng)主程序設(shè)計：主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、初始化數(shù)值定時器和adc0832 數(shù)據(jù)采集、中斷程序、主程序的設(shè)計。主程序通過定時中斷的方式輸出 pwm，中斷響應(yīng)結(jié)束后處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)比較處理，一旦數(shù)據(jù)范圍超出后，系統(tǒng)立即進(jìn)入停機狀態(tài)。主程序流程圖如圖 2 所示。 viiia ad dc c子子程程序序電電極極夾夾緊緊？n ny y采采樣樣電電流流，是是否否超超出出范范圍圍強強制制停停機機y yn n等等待待中中斷斷時時鐘鐘初初始始化化單單片片機機初初始始化化故故障障排排除除單單片片機機重重啟啟調(diào)調(diào)整整p pw wm m占占空空比比圖圖2 2 主程序流程圖主程序

18、流程圖電壓采集程序設(shè)計：要獲得主回路的電流，只需要由單片機對adc0832發(fā)出采集電壓的控制命令，然后等待其采集完畢并自動將電壓測量值存入相對應(yīng)的寄存器后，再由單片機讀取寄存器的內(nèi)容即可。定時器中斷程序設(shè)計：定時器到時間后進(jìn)入中斷子程序，調(diào)整pwm輸出占空比，并輸出，程序流程如圖3所示。 ix斷點保護進(jìn)入中斷計數(shù)到設(shè)定值？yn變?yōu)榈碗娖奖３指唠娖接嫈?shù)值加1計數(shù)到達(dá)設(shè)定周期？變?yōu)楦唠娖街袛喾祷豱圖3 中斷程序流程圖 x三、畢業(yè)論文（設(shè)計）主要階段、進(jìn)度及完成時間：1 已完成的工作： 第 1 周 確定畢業(yè)設(shè)計題目。 第 2 周 下達(dá)任務(wù)書，查閱，收集相關(guān)文獻(xiàn)資料。 第 34 周 撰寫并上交開題報告

19、。 2 待完成的工作安排： 第 56 周 進(jìn)行系統(tǒng)要求（硬/軟件）需求分析和方案論證。 第 78 周 進(jìn)行總體設(shè)計和細(xì)化分析設(shè)計。 第 910 周 進(jìn)行程序設(shè)計并調(diào)試。 第 1112 周 進(jìn)行系統(tǒng)測試；擬訂畢業(yè)論文的初稿。 第 13 周 系統(tǒng)驗收，畢業(yè)論文定稿，準(zhǔn)備論文答辯。 學(xué)生簽名： 年 月 日 指導(dǎo)教師意見： 該生能根據(jù)點焊機控制要求，查閱相關(guān)技術(shù)資料，理論聯(lián)系實際，編制了點焊機控制程序流程圖，方案可行。開題報告表述清楚，圖文規(guī)范，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計對開題報告的要求，同意開題，并轉(zhuǎn)入下一階段的畢業(yè)設(shè)計工作。指導(dǎo)教師簽名： 日期：2012 年 3 月 10 日2012 屆 本 科生畢業(yè)論文 存

20、檔編號 湖北文理學(xué)院湖北文理學(xué)院畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)計）文（設(shè)計）論論 文文 題題 目：目：基于基于 stc89c52 單片機的點焊機控制系統(tǒng)的單片機的點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件設(shè)計design topic based on stc89c52 scm spot welding control system software design系 院： 物理與電子工程學(xué)院專 業(yè)： 自 動 化 班 級： 0 8 1 2 學(xué) 生： 許 定 哲 指導(dǎo)老師： 崔 德 斌 2012 年 5 月 25 日 ii基于基于stc89c52stc89c52單片機的點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計單片機的點焊機控制系統(tǒng)的軟

21、件設(shè)計摘要摘要: 本論文在分析傳統(tǒng)點焊機的基本原理和數(shù)控系統(tǒng)的原理上，針對目前的點焊機工作時可能出現(xiàn)的虛焊問題，設(shè)計了一種基于 stc89c52 單片機的點焊機軟件控制系統(tǒng)，該軟件控制系統(tǒng)能夠判斷焊接前焊件是否被壓緊，控制焊接時的電流范圍使之不會由于電網(wǎng)波動而變化以至于影響焊接質(zhì)量，并能在一次焊接結(jié)束時再次檢查焊件，判斷是否有虛焊并做出相應(yīng)的反應(yīng)。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：點焊機 stc89c52 單片機 adc0832 pwm iiibased on stc89c52 scm spot welding control system software designabstract：against weld

22、 problems that may arise in the spot welding machine, this paper designed a spot welding control system produced by stc89c52 single chip microcomputer. it can determine whether the welding pieces is pressed prior to welding and stable welding current so it does not suddenly large or small which may

23、caused by power fluctuations and finally impacts on the quality of welding, and check again whether the welding pieces are truly welded and react accordingly in the end of a welding .key words：spot welding machine；stc89c52single chip microcomputer； adc0832 ；pwm iv目目 錄錄1.1.緒論緒論.11.1 課題研究背景 .11.2 點焊機的

24、發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 課題研究內(nèi)容 .22 2 點焊機的整體結(jié)構(gòu)點焊機的整體結(jié)構(gòu).42.1 點焊機的工作原理 .42.2 stc89c52 單片機的應(yīng)用.52.3 單片機控制器的工作原理 .52.4 脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù) .63 3 點焊機主回路的硬件電路圖點焊機主回路的硬件電路圖.73.1 點焊機主回路 .73.2 單片機電路 .93.3 adc8032 電路.104 4 點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計.114.1 點焊機的軟件控制系統(tǒng)方案選擇 .114.2 系統(tǒng)軟件程序控制功能 .124.3 adc 數(shù)模轉(zhuǎn)換.124.3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的概念.124.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程

25、.124.3.3 adc0832 轉(zhuǎn)換.135 5 單片機軟件程序系統(tǒng)設(shè)計單片機軟件程序系統(tǒng)設(shè)計.145.1 軟件系統(tǒng)程序設(shè)計思路 .145.2 程序主流程圖 .155.3 各個模塊的具體說明 .165.3.1 主程序設(shè)計.165.3.2 adc0832 轉(zhuǎn)換程序.175.3.3 定時器中斷程序.206 總總 結(jié)結(jié).22 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .23附附 錄錄.24致致 謝謝.291.1.緒論緒論1.11.1 課題研究背景課題研究背景目前，多功能焊機的控制電路通常采用已集成電路為主的模擬控制技術(shù)，控制元件多、電路復(fù)雜、安裝困難、功能開發(fā)受到限制。而采用單片機控制的電路可以解決傳統(tǒng)電子電路存在的不足

26、，其主要控制電路由數(shù)字技術(shù)直接代替了傳統(tǒng)的模擬技術(shù)，其焊接方法選擇、參數(shù)的設(shè)定和顯示、焊接參數(shù)反饋采樣、恒電流恒電壓 pid 控制、串行通信、晶閘管觸發(fā)脈沖的發(fā)生等都通過單片機來實現(xiàn)。數(shù)字化點焊機功能強、控制靈活，可實現(xiàn)一機多能，精度高且控制準(zhǔn)確，可采樣、分析和處理電流和電壓的瞬時信號，與傳統(tǒng)的模擬控制焊機相比具有很大優(yōu)勢。18日本、德國、芬蘭和美國等國對焊接控制技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟，很多公司已經(jīng)具備了數(shù)字化點焊機和智能化焊接系統(tǒng)的研究開發(fā)和批量生產(chǎn)的能力。我國焊接科技和生產(chǎn)技術(shù)水平雖然有很大的發(fā)展，但從整體生產(chǎn)水平來看，與發(fā)達(dá)國家相比還還存在很大差距，尤其在高新技術(shù)的應(yīng)用上差距更大，焊接設(shè)

27、備的自動、半自動化、數(shù)字化、智能化和多功能化程度不太高，而一般通用性焊機供過于求，因此迫切需要開發(fā)出高性能、多功能、數(shù)字化、智能化點焊機。本課題通過 stc89c52 單片機以及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 adc0832 的應(yīng)用，實現(xiàn)了點焊機的數(shù)字化編程和控制，力求對點焊機焊接質(zhì)量的提高，同時增加點焊機的功能，增強其實用性，使之更便于操作和控制，更加自動化。1.21.2 點焊機的發(fā)展現(xiàn)狀點焊機的發(fā)展現(xiàn)狀 點焊是焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化固體金屬，形成焊點的電阻焊方法。點焊可分為單點焊及多點焊兩種。在多點焊時，需使用兩對以上的電極，并且在同一工序內(nèi)形成多個溶核。點焊機系采用雙面雙點

28、過流焊接的原理，工作時兩個電極加壓工件使兩層金屬在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻，而焊接電流從一電極流經(jīng)另一電極時在兩接觸電阻點形成瞬間的熱熔接，且焊接電流瞬間從另一電極沿兩工件流至此電極形成回路，不會傷及被焊工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。點焊機的操作性也一般較好，簡單高效，因此已被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，大到航空行業(yè)、汽車行業(yè)、工業(yè)焊接、軍事工程焊接，小至電子行業(yè)、珠寶焊接、牙科焊接等等。 2我國點焊機行業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展壯大，目前已形成一批有一定規(guī)模的企業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括：手工電弧焊機、電阻焊機、半自動弧焊機、特種焊機以及各類專用成套焊接設(shè)備和焊裝生產(chǎn)線，可以基本滿足國民經(jīng)濟的需求。隨著我國改革開放

29、和企業(yè)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改革的不斷深化，原有的1500家點焊機專業(yè)和兼業(yè)制造廠、輔機具制造廠中，停產(chǎn)、半停產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)以及資產(chǎn)重組的約占50%；一批點焊機制造的新興企業(yè)“異軍突起”，部分合資和民營企業(yè)的業(yè)績尤為突出。目前，點焊機行業(yè)各類企業(yè)的總數(shù)仍保持在900家左右，其中：原機械部定點企業(yè)38家(含骨干企業(yè)2家，重點企業(yè)6家)，設(shè)有焊接設(shè)備專業(yè)的大專院校35個，與焊接設(shè)備有關(guān)的各部委和地方所屬設(shè)計研究院（所）30余個，以及設(shè)有焊接專業(yè)的中等專業(yè)學(xué)校10余個。12根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展的總體趨勢,今后幾年內(nèi)我國的年鋼總產(chǎn)量及鋼材進(jìn)口量基本保持穩(wěn)定,因而以鋼產(chǎn)量來核算國內(nèi)市場對點焊機產(chǎn)品的需求量不會有大的出入。隨著

30、市場對產(chǎn)品的需求將隨著焊接技術(shù)、工藝的發(fā)展和生產(chǎn)的機械化、自動化水平的提高而變化，特別是各類產(chǎn)品的構(gòu)成比，如交流弧焊機的比重明顯下降，自動、半自動焊機，特別是co2焊機，專用成套焊機的需求量有顯著的增加。 點焊機產(chǎn)品的進(jìn)口量將持續(xù)增大，其進(jìn)口總值仍占國內(nèi)市場總額的 50%左右；國產(chǎn)點焊機的出口額歷年來都不超過生產(chǎn)總值的 6%。隨著新產(chǎn)品開發(fā)能力和生產(chǎn)水平的提高，引進(jìn)產(chǎn)品國產(chǎn)化和規(guī)?；膶崿F(xiàn)，特別是外資、合資企業(yè)的發(fā)展和民營企業(yè)的迅速崛起，不僅其出口量會有較大的增長，而且出口的地域也由目前的中東、南亞和非洲等發(fā)展中國家，擴大到美國、歐洲等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。1.31.3 課題研究內(nèi)容課題研究內(nèi)容本課題

31、主要是設(shè)計點焊機單片機軟件控制系統(tǒng)，以點焊機中電流為研究對象，以 stc89c52 單片機為核心，由霍爾元件 acs758 及 adc0832 完成對電壓、電流的采樣和檢測。熟悉 stc89c52 單片機和 adc0832、pwm 基礎(chǔ)上，繪制軟件系統(tǒng)的整體框架、軟件設(shè)計圖以及所有的系統(tǒng)軟件程序設(shè)計，包括：主程序設(shè)計、adc0832 轉(zhuǎn)換子程序、定時器中斷子程序。（1）詳盡介紹了點焊機研究的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，明確論文的研究方向和設(shè) 3計思路。（2）分析市場上各類點焊機的工作原理、特性以及設(shè)計方案，將點焊機優(yōu)化軟件設(shè)計作為自己的研究方向，了解電流控制硬件、晶閘管的控制電壓的基本原理。并且對電流控制

32、方案進(jìn)行比較、選擇、優(yōu)化。理解控制器-stc89c52單片機基本工作原理，進(jìn)行熟練編程。（3）根據(jù)實際情況給出系統(tǒng)整體設(shè)計方案。并對系統(tǒng)的各個模塊根據(jù)功能來進(jìn)行劃分設(shè)計，并且論述他們之間的關(guān)系，保證各個模塊正常運行，根據(jù)實際的問題選擇不同解決方法。（4）系統(tǒng)整體設(shè)計方案原則，編寫各個部分的軟件程序，包括主程序設(shè)計、電壓、電流檢驗 adc0832 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計、定時器中斷子程序設(shè)計、電極接觸檢驗程序。4 42 2 點焊機的點焊機的整體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)2.12.1 點焊機的工作原理點焊機的工作原理 點焊機系采用雙面雙點過流焊接的原理，工作時兩個電極加壓工件使兩層金屬在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻

33、，而焊接電流從一電極流經(jīng)另一電極時在兩接觸電阻點形成瞬間的熱熔接，且焊接電流瞬間從另一電極沿兩工件流至此電極形成回路，不傷及被焊工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 點焊的工藝過程為開通冷卻水；將焊件表面清理干凈，裝配準(zhǔn)確后，送入上、下電極之間，施加壓力，使其接觸良好；通電使兩工件接觸表面受熱，局部熔化，形成熔核；斷電后保持壓力，使熔核在壓力下冷卻凝固形成焊點；去除壓力，取出工件。焊接電流、電極壓力、通電時間及電極工作表面尺寸等點焊工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量有重大影響。點焊機利用正負(fù)兩極在瞬間短路時產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來達(dá)到使它們結(jié)合的目的。點焊機的結(jié)構(gòu)十分簡單，說白了就是一個大功率的變壓器，將

34、 220v 交流電變?yōu)榈碗妷?，大電流的電?3，可以是直流的也可以是交流的。點焊變壓器有自身的特點，就是具有電壓急劇下降的特性。點焊機就是一個特殊的變壓器。所不同的是變壓器接負(fù)載時電壓下降小，點焊機接負(fù)載時電壓下降大.這主在是通過調(diào)解磁通和串聯(lián)電感的電感量來實現(xiàn)的普通點焊機的工作原理和變壓器相似，是一個降壓變壓器。在次級線圈的兩端是被焊接工件和焊條，引燃電弧，在電弧的高溫中將工件的縫隙和焊條熔接。 點焊變壓器有自身的特點，就是具有電壓急劇下降的特性。在焊條引燃后電壓下降；在焊條被粘連短路時，電壓也是急劇下降。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是電焊變壓器的鐵芯特性產(chǎn)生的。 點焊機的工作電壓的調(diào)節(jié)，除了一次的

35、 220/380v 電壓變換，二次線圈也有抽頭變換電壓，同時還有用鐵芯來調(diào)節(jié)的，可調(diào)鐵芯的進(jìn)入多少，就分流磁路，進(jìn)入越多，焊接電壓越低。雖然電路是閉合的，可正是因為電路是閉合的才使得在整個閉合電路和電流處處相等；但各處的電阻可是不一樣的，特別是 5在不固定接觸處的電阻最大，這個電阻在物理中叫接觸電阻。根據(jù)電流的熱效應(yīng)定律(也叫焦?fàn)柖?，q=i2rt 可知，電流相等，則電阻越大的部位發(fā)熱越高，電焊在焊接時焊條的觸頭也被接的金屬體的接觸處的接觸電阻最大，則在這個部位產(chǎn)生的電熱自然也就最多，焊條又是熔點較低的合金，自然的容易熔化了，熔化后的合金焊條芯沾合在被焊物體上后經(jīng)過冷卻，就把焊接對象粘合在一

36、塊了5。 2.22.2 stc89c52stc89c52 單片機的應(yīng)用單片機的應(yīng)用 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit） ，常用英文字母的縮寫 mcu 表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。由于單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為使更多的業(yè)內(nèi)人士、學(xué)生、愛好者，產(chǎn)品開發(fā)人員掌握單片機這門技術(shù)，于是產(chǎn)生單片機開發(fā)板，比較有名的例如電子人dzr-01a 單片機開發(fā)板。單片機由芯片內(nèi)僅有 cpu 的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 cpu 集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)

37、中。 intel 的 z80 是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。52 單片機是對目前所有兼容 intel 8031 指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱。該系列單片機的始祖是 intel 的 8031 單片機，后來隨著 flash rom 技術(shù)的發(fā)展，8031 單片機取得了長足的進(jìn)展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8 位單片機之一，其代表型號是 atmel 公司的 at89 系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。目前很多公司都有 52 系列的兼容機型推出，在目前乃至今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。 52 單片機是基礎(chǔ)入門的一個單片機，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是

38、52 系列的單片機一般不具備自編程能力。目前，國產(chǎn)宏晶 stc 單片機以其低功耗、廉價、穩(wěn)定性能，占據(jù)著國內(nèi)51 單片機較大市場。2.32.3 單片機控制器的工作原理單片機控制器的工作原理 單片機控制點焊機，實際上控制的就是原邊電流，通過采樣、運算、反饋形成電流閉環(huán)控制，對原邊電流進(jìn)行更精確的控制，從而實現(xiàn)對副邊工作電流的調(diào)整和控制。單片機輸出一系列方波，通過驅(qū)動電路控制晶閘管的通斷，晶 6閘管串在原邊電路中，它的通斷就控制了原邊電路的通斷，從而調(diào)節(jié)了原邊的電壓和電流大小。通過對單片機輸出方波周期以及脈寬的調(diào)節(jié)，就可以實現(xiàn)對晶閘管的通斷時間的控制，從而控制了電路的通電時間以及電流的大小7。2.

39、42.4 脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù)脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù)pwm 脈寬調(diào)制（pulse width modulation, pwm）是通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值） 。脈寬調(diào)制是一種應(yīng)用比較普通的控制方式，脈寬調(diào)制是保持逆變器的工作頻率不變，即載波頻率不變，而通過改變 igbt 的導(dǎo)通時間或截至?xí)r間來改變占空比的調(diào)制方式。 脈寬調(diào)制的原理，把一個正弦半波分為若干等份，然后把每一等份的正弦曲線和橫軸 t 所包圍的面積計算出來，在這個正弦曲線圖的下方，繪制一個相同的坐標(biāo)，并在這個新坐標(biāo)的圖中，用一個與所計算的面積相等的等高矩形脈沖替代那些計算過面積的每一等份，這個矩

40、形脈沖的中點應(yīng)該與正弦波上所對應(yīng)的這一等份的中點重合。由若干個等幅而不等寬的矩形脈沖所組成的波形就與正弦的半周等效。脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種 pwm 技術(shù)，其中包括：相電壓控制pwm、脈寬 pwm 法、隨機 pwm、spwm 法、線電壓控制 pwm 等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬 pwm 法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為

41、pwm 波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^調(diào)整pwm 的周期、pwm 的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的15。 73 3 點焊機主回路的硬件電路圖點焊機主回路的硬件電路圖整個控制系統(tǒng)由 stc89c52 和 adc0832 等主要芯片和霍爾傳感器acs758 組成，系統(tǒng)設(shè)計框架圖如圖 1 所示。單單片片機機電電路路硬硬件件停停機機檢檢查查p pw wm m控控制制超超出出范范圍圍霍霍爾爾傳傳感感器器和和a ad dc c0 08 83 32 2 圖圖1 1 系統(tǒng)設(shè)計框圖系統(tǒng)設(shè)計框圖3.13.1 點焊機主回路點焊機

42、主回路點焊機主回路如圖 2 所示。 8d3d4d5d6d7r3焊件1焊件2控制電流端夾緊判斷380v ip+1vcc2ip-1viout2gnd2acs758電流傳感器 9012r15vr2r4圖圖2 2 硬件電路圖硬件電路圖3.23.2 單片機電路單片機電路單片機電路如圖 3 所示。 91 1t t2 2/ /p p1 1. .0 02 2t t2 2e ex x/ /p p1 1. .1 1p p1 1. .2 23 3p p1 1. .3 34 44 40 03 39 93 38 83 37 7v vc cc cp p0 0. .0 0/ /a ad d0 0p p0 0. .1 1/

43、/a ad d1 1p p0 0. .2 2/ /a ad d2 25 5p p1 1. .4 46 6p p1 1. .5 5p p1 1. .6 67 7p p1 1. .7 78 83 36 63 35 53 34 43 33 3p p0 0. .3 3/ /a ad d3 3p p0 0. .4 4/ /a ad d4 4p p0 0. .5 5/ /a ad d5 5p p0 0. .6 6/ /a ad d6 69 9r rs st t1 10 0r rx xd d/ /p p3 3. .0 0t tx xd d/ /p p3 3. .1 11 11 1 1 12 23 32 23

44、 31 13 30 02 29 9p p0 0. .7 7/ /a ad d7 7 1 13 3 1 14 4t t0 0/ /p p3 3. .4 4t t1 1/ /p p3 3. .5 51 15 5 1 16 62 28 82 27 72 26 62 25 5 p p2 2. .4 4/ /a a1 12 2 1 17 7 1 18 8x xt ta al l2 2x xt ta al l1 11 19 9v vs ss s2 20 02 24 42 23 32 22 22 21 1p p2 2. .3 3/ /a a1 11 1p p2 2. .2 2/ /a a1 10 0p p2

45、 2. .1 1/ /a a9 9p p2 2. .0 0/ /a a8 8 p p2 2. .5 5/ /a a1 13 3p p2 2. .6 6/ /a a1 13 3p p2 2. .7 7/ /a a1 14 4psenaleprog/ea6 . 3/ pwr7 . 3/prd2 . 3/0 pint3 . 3/1 pint r rx xd d1 1t tx xd d1 1信信號號采采集集控控制制端端c cl lk kd d0 0a ad dc c片片選選5 5v v 5 5v v圖圖3 3 單片機硬件單片機硬件3.33.3 adc0832adc0832 電路電路adc0832 電路

46、如圖 4 所示。 1012ch0ch13gnd45678vccclkd0d1adc0832csp1.2 p1.1 p1.0 5v信號輸入端圖圖4 4 adc0832adc0832電路電路 114 4 點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計點焊機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計點焊機軟件設(shè)計系統(tǒng)基本作用就是監(jiān)測焊接電流，以及整體系統(tǒng)的運行狀態(tài)，監(jiān)測變壓器副邊電壓、電流，檢驗點焊機之間電極的接觸狀態(tài)，當(dāng)電流的超出范圍時立刻進(jìn)入停機調(diào)整狀態(tài)，以便保證點焊機的最佳工作狀態(tài)和產(chǎn)品的焊接效果。4.14.1 點焊機的軟件控制系統(tǒng)方案選擇點焊機的軟件控制系統(tǒng)方案選擇目前已經(jīng)有很多產(chǎn)品化的點焊機軟件控制系統(tǒng)，從控制器方案來選擇的有以下幾類

47、，plc 型、dsp 型、單片機型和傳統(tǒng)型。傳統(tǒng)型：僅有硬件結(jié)構(gòu)，無法讀整個系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行檢測，當(dāng)出現(xiàn)過流，低壓時系統(tǒng)無法進(jìn)行相應(yīng)的而調(diào)整，也無法檢驗電極接頭是否夾緊，優(yōu)點是成本最低。單片機型：對系統(tǒng)電流、電壓監(jiān)測，并且進(jìn)行采樣，然后在單片機中進(jìn)行比較、判斷和相應(yīng)的處理。優(yōu)點：經(jīng)濟實惠，成本相對較低；缺點：用單片機制作的主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故障率高，不易擴展，對環(huán)境依賴性強,開發(fā)周期長。一個采用單片機制作的主控板不經(jīng)過很長時間的實際驗證很難形成一個真正的產(chǎn)品。plc 型：分別對系統(tǒng)電流、電壓監(jiān)測，并且進(jìn)行采樣，然后在 plc 中的處理器中進(jìn)行比較、

48、判斷和相應(yīng)的處理。優(yōu)點：plc 是經(jīng)過幾十年實際應(yīng)用中檢驗過的控制器，其抗干擾能力強，故障率低，易于設(shè)備的擴展，便于維護，開發(fā)周期短。缺點：成本相對單片機要高。dsp 型：分別對系統(tǒng)電流、電壓監(jiān)測，并且進(jìn)行采樣，然后在 plc 中的處理器中進(jìn)行比較、判斷和相應(yīng)的處理。優(yōu)點：dsp 可以說是單片機加上很多外設(shè)的集合，與單片機很相似，但功能要強，而且由于把很多外圍設(shè)備集成在一起，用起來很方便。缺點：目前價格成本較高。本系統(tǒng)對成本、性能進(jìn)行分析，選擇 51 單片機作為主控制器。 124.24.2 系統(tǒng)軟件程序控制功能系統(tǒng)軟件程序控制功能硬件電路確定以后，點焊機主回路系統(tǒng)的主要功能將依賴于系統(tǒng)軟件的實

49、現(xiàn)。系統(tǒng)能否正?？煽康墓ぷ?，除了與硬件的合理設(shè)計外，與功能完善的軟件設(shè)計也是分不開的。在軟件設(shè)計時，首先要根據(jù)控制系統(tǒng)要求分析軟件要實現(xiàn)的任務(wù)，然后進(jìn)行軟件的總體設(shè)計，包括程序總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和對程序進(jìn)行模塊化設(shè)計。按整體功能分成多個不同的模塊，單獨設(shè)計、編程、調(diào)試，然后將各個模塊組合調(diào)試，實現(xiàn)軟件的全部功能。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用51單片機c語言編程，實行模塊化設(shè)計，增加了程序的可讀性和移植性。本設(shè)計主要以點焊機為研究對象而設(shè)計，根據(jù)點焊機主回路系統(tǒng)要求，軟件設(shè)計要實現(xiàn)以下功能：1、根據(jù)實際電路電流反饋，調(diào)整輸出電路的 pwm 占空比。2、根據(jù)實際的電路中的電流對 pwm 的占空比進(jìn)行調(diào)整，以求對

50、實際電路中電流的調(diào)整，使實際電路中的電流在穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。3、一旦電流超出范圍，立即系統(tǒng)停機檢測。4.34.3 adcadc 數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換4.3.14.3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的概念模數(shù)轉(zhuǎn)換的概念信號數(shù)字化是對原始信號進(jìn)行數(shù)字近似，它需要用一個時鐘和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。所謂數(shù)字近似是指以 n-bit 的數(shù)字信號代碼來量化表示原始信號，這種量化以 bit 位單位，可以精細(xì)到 1/2n。時鐘決定信號波形的采樣速度和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的變換速率。轉(zhuǎn)換精度可以做到 24bit，而采樣頻率也有可能高達(dá)1ghz，但兩者不可能同時做到。通常數(shù)字位數(shù)越多，裝置的速度就越慢。4.3.24.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程模數(shù)轉(zhuǎn)換的

51、過程模數(shù)轉(zhuǎn)換包括采樣、保持、量化和編碼四個過程。在某些特定的時刻對這種模擬信號進(jìn)行測量叫做采樣，量化噪聲及接收機噪聲等因素的影響，采樣速率一般取 fs=2.5fmax。通常采樣脈沖的寬度 tw 是很短的，故采樣輸出是斷續(xù)的窄脈沖。要把一個采樣輸出信號數(shù)字化，需要將采樣輸出所得的瞬時模擬信號 13保持一段時間，這就是保持過程。量化是將連續(xù)幅度的抽樣信號轉(zhuǎn)換成離散時間、離散幅度的數(shù)字信號，量化的主要問題就是量化誤差。假設(shè)噪聲信號在量化電平中是均勻分布的，則量化噪聲均方值與量化間隔和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗值有關(guān)。編碼是將量化后的信號編碼成二進(jìn)制代碼輸出。這些過程有些是合并進(jìn)行的，例如，采樣和保持就利用

52、一個電路連續(xù)完成，量化和編碼也是在轉(zhuǎn)換過程中同時實現(xiàn)的，且所用時間又是保持時間的一部分。4.3.34.3.3 adc0832adc0832 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 正常情況下 adc0832 與單片機的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線，分別是cs、clk、do、di。但由于 do 端與 di 端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將 do 和 di 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) adc0832 未工作時其 cs 輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，clk 和do/di 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行 a/d 轉(zhuǎn)換時，須先將 cs 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時

53、由處理器向芯片時鐘輸入端 clk 輸入時鐘脈沖，do/di 端則使用 di 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 di 端必須是高電平，表示啟始信號。在第 2、3 個脈沖下沉之前 di 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能項見官方資料。 當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為“1” 、 “0”時，只對 ch0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“1” 、 “1”時，只對 ch1 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“0” 、 “0”時，將 ch0 作為正輸入端 in+，ch1 作為負(fù)輸入端 in-進(jìn)行輸入。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“0” 、 “1”時，將 ch0 作為負(fù)輸入端 in-，ch1 作

54、為正輸入端 in+進(jìn)行輸入。到第 3 個脈沖的下沉之后 di 端的輸入電平就失去輸入作用，此后 do/di 端則開始利用數(shù)據(jù)輸出 do 進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第 4 個脈沖下沉開始由 do 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 data7，隨后每一個脈沖下沉 do 端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第 11 個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù) data0，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出。 adc0832 封裝以及各端子完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 11 個字節(jié)的下沉輸出 data0。隨后輸出 8 位數(shù)據(jù)，到第 19個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次a/d 轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將 cs 置高 14電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的

55、數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。 155 5 單片機軟件程序系統(tǒng)設(shè)計單片機軟件程序系統(tǒng)設(shè)計5.15.1 軟件系統(tǒng)程序設(shè)計思路軟件系統(tǒng)程序設(shè)計思路該程序主要通過 adc0832 采樣電壓，根據(jù)采樣電壓來調(diào)整輸出 pwm 波占空比，以控制晶閘管通斷用于控制高壓電路電壓，最終改變點焊機輸出電流。 程序首先定義了 adc0832 的采樣子程序，和定時器的采樣時間以及其他部分的初始化條件；主程序主要是觀察 adc0832 采樣范圍是否在所需要的范圍之內(nèi)，超出范圍后強制停機。定時器中斷程序主要用于控制單片機管口輸出 pwm及控制其占空比。1、程序目的：根據(jù)實際電路電流反饋，調(diào)整輸出電路的 pwm 占空比。2、硬件要

56、求：stc89c52 單片機、霍爾元件采樣 acs758 模塊及 adc0832 轉(zhuǎn)換模塊。3、作品效果：根據(jù)實際的電路中的電流對 pwm 的占空比進(jìn)行調(diào)整，以求對實際電路中電流的調(diào)整，使實際電路中的電流在穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。5.2程序主流程圖程序主流程圖程序主流程圖 5 所示。 16a ad dc c子子程程序序電電極極夾夾緊緊？n ny y采采樣樣電電流流，超超出出范范圍圍？強強制制停停機機y yn n等等待待中中斷斷時時鐘鐘初初始始化化單單片片機機初初始始化化故故障障排排除除單單片片機機重重啟啟調(diào)調(diào)整整p pw wm m占占空空比比圖圖5 5 主程序流程圖主程序流程圖5.35.3 各個模塊的

57、具體說明各個模塊的具體說明5.3.15.3.1 主程序設(shè)計主程序設(shè)計本系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用 51 單片機 c 語言編程，實行模塊化設(shè)計，增加了程序的可讀性和移植性。主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、初始狀態(tài)的顯示以及數(shù) 17據(jù)采集、計算等子程序的調(diào)用。主程序就是針對硬件電流的檢測和對 pwm 占空比進(jìn)行調(diào)整，焊接時檢測電流，超出范圍自動進(jìn)入停機狀態(tài)。/*主函數(shù)*/main()unsigned char pwm_num; /定義檔位tmod |=0 x01; /定時器設(shè)置 0.01ms in 12m crystalth0=(65536-10)/256; tl0=(65536-10)%256; /定時 0

58、.01ms ie= 0 x82; /打開中斷tr0=1;getdata=0;cycle = 256; / 時間可以調(diào)整 這個是 256 步調(diào)整 周期 2.56ms 8 位 pwm 就是 256 步pwm_on=0；while(input=0) pwm_on=getdata； /將 adc 轉(zhuǎn)換后的值輸入到占空比 getdata=adc0832(0); if(getdata0 x2d) /當(dāng)電流較大或者較小時，及時的調(diào)整矯正 pwm_on=0；break； 185.3.25.3.2 adc0832adc0832 轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換程序adc0832 時序圖如圖 6 所示。圖圖 6 6 adc0832a

59、dc0832 時序圖時序圖unsigned int adc0832(unsigned char channel) /ad 轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果 uchar i=0; uchar j; uint dat=0; uchar ndat=0; if(channel=0)channel=2; if(channel=1)channel=3; addi=1; _nop_(); _nop_(); adcs=0;/拉低 cs 端 _nop_(); _nop_(); adclk=1;/拉高 clk 端 _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低 clk 端,形成下降沿 1 19 _nop_(); _no

60、p_(); adclk=1;/拉高 clk 端 addi=channel&0 x1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低 clk 端,形成下降沿 2 _nop_(); _nop_(); adclk=1;/拉高 clk 端 addi=(channel1)&0 x1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低 clk 端,形成下降沿 3 addi=1;/控制命令結(jié)束 _nop_(); _nop_(); dat=0; for(i=0;i8;i+) dat|=addo;/收數(shù)據(jù) adclk=1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/形成一次時