單片機應用系統(tǒng)10

1、2022-5-4甘肅冶金高級技術學院22022-5-4甘肅冶金高級技術學院3+27VMLAMLBMLC1K1 5K1 5K1 5K1K1K74068031P1.0P1.1P1.2P2.3P2.0D7D0Q7Q0A11A8A7A0D7D0D7D02732CE OEGOEA LEPSEN單片機控制三相步進電機原理圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院4三相步進電機的通電方式有：（1）三相三拍通電方式： ABCA。（2）三相雙三拍通電方式：ABBCCAAB。（3）三相六拍通電方式： AABBBCCCA。按以上順序通電，步進電機正轉。要使電機反轉，將上述步進電機各相繞組的通電相序反過來即可。如三相三拍

2、反轉的通電方式為：ACB A。2022-5-4甘肅冶金高級技術學院5節(jié) 拍通電順序控制模型正轉反轉二進制十六進制16A000000010125AB000000110334B000000100243BC000001100652C000001000461CA0000010105三相六拍步進電機控制模型返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院6 步進電機控制的任務就是：判斷旋轉方向按順序送出控制脈沖判斷脈沖是否送完 正反轉控制模型數(shù)據(jù)的存放單元見表，其中26H和2DH中存放模型結束標志，程序流程如圖所示。2022-5-4甘肅冶金高級技術學院7正轉控制模型數(shù)據(jù)內存字節(jié)地址20H21H22H23H2

3、4H25H26H控制模型數(shù)據(jù)01H03H02H06H04H05H00H反轉控制模型數(shù)據(jù)內存字節(jié)地址27H28H29H2AH2BH2CH2DH控制模型數(shù)據(jù)01H05H04H06H02H03H00H2022-5-4甘肅冶金高級技術學院8Y置反轉模型地址恢復模型首址保護現(xiàn)場設步長計數(shù)器置正轉模型地址輸出控制模型返回恢復現(xiàn)場是數(shù)據(jù)結束?步數(shù)為0?YYNNN轉向標志為1?程序延時控制程序流程圖 返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院9步長fcfL1L2L3變速控制過程2022-5-4甘肅冶金高級技術學院10設頻率階梯計數(shù)器設階梯步長計數(shù)器設置定時器轉向標志為1?CPU開中斷CPU關中斷結束頻率階梯

4、為0?主程序設置正轉模型地址YN設T0初值地址指針設置反轉模型地址YNT0初值地址更新恢復模型首址保護現(xiàn)場輸出控制模型模型地址增1賦升頻T0初值恢復現(xiàn)場模型結束?頻率階梯為0?階梯步長為0?階梯步長賦值中斷服務程序是升頻?返回賦降頻T0初值YYYNNNNY變頻控制程序流程圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院11編寫變頻控制程序作如下說明：（1）利用定時器T0延時，其初值存放在EPROM的同一頁中。降頻是升頻的逆過程。（2）步進電機控制模型數(shù)據(jù)及存放地址（。（3）在升、降頻過程中，考慮步進電機慣性，要求每改變一次頻率，需持續(xù)運行一定步數(shù)，稱頻率階梯步長。 2022-5-4甘肅冶金高級技術學院1

5、2標志位定義表 初值分配表位地址標志內容 字節(jié)地址存儲內容70H運行方式：0代表恒速，1代表變速 1AH頻率階梯步長計數(shù)器R2的值71H變速方式：0代表降速，1代表升速 1BH頻率階梯計數(shù)器R3的值72H恒速轉向：0代表正轉，1代表反轉 1CH恒速段步長低8位73H升速轉向：0代表正轉，1代表反轉 1DH恒速段步長高8位74H降速轉向：0代表正轉，1代表反轉 1EH恒速段T0初值低8位75H程序結束標志：02代表程序結束 1FH恒速段T0初值高8位返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院132022-5-4甘肅冶金高級技術學院14系統(tǒng)控制電路如圖所示。用MCS-51系列單片機與完全兼容的A

6、T89C51作主控芯片，經擴展和接口電路構成控制系統(tǒng)。紅外線傳感器能以非接觸形式檢測人體中輻射出的紅外線能量變化，并將此變化轉變?yōu)殡妷盒盘栞敵?。系統(tǒng)有自動和手動兩種功能。電機選用單相交流電機，由三個控制信號P3.0、P3.1、P3.4來控制其正、反轉和速度變換。 2022-5-4甘肅冶金高級技術學院15BISS000160K20K1032M10K10u1M1M47K10347u電壓檢測模塊電機溫度檢測 P3.3/INT1手動/自動切換手動關按鈕 P3.4P3.02.2uDSG紅外傳感器+5VGND3.3K103103470u+5V330K330K10210nVCVDD2OUT2IN-1IN+1

7、IN-1OUT220KIBRR1AV0RC1RC2RR2VSS+5V行程開關2行程開關3手動開按鈕光電隔離電機正轉繼電器J1電機過熱報警轉速檢測模塊A/D轉換蜂鳴報警行程開關4行程開關1電壓過高報警速度異常報警速度變換繼電器J3電機反轉繼電器J2ADC0809EOCP1.0P1.3P1.2P1.1P1.4P1.5P1.6P2.0P2.1P2.3P2.2P3.2/INT0P3.1P0WRRDALEP1.710K6LEDAT89C51VCC紅外線自動門控制系統(tǒng)原理圖返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院16紅外線傳感器集成芯片BISS0001特點：（1）用CMOS工藝，功耗低。（2）具有獨立

8、的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配。（3）雙向鑒幅器可有效抑制干擾信號。（4）內設延時和封鎖定時器，性能穩(wěn)定，調節(jié)范圍寬。（5）內置參考電源。（6）工作電壓范圍寬（3V5V）。2022-5-4甘肅冶金高級技術學院17BISS000112345678910111213141516AV0RR1RC1RC2RR2VssVRF/RESETVcIBVDD2OUT2IN-1IN+1IN-1OUTBISS0001芯片引腳圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院18+OP1+OP2+COP1+COP2+COP3狀態(tài)控制器參考電源封鎖時間定時延遲時間定時51141598161213321071164A1I

9、N-1OUT2IN2OUTVcVRF/RESET1IN+VHVLVMVRVLVHVMVRVDDVSSIBV0 VRR1RR1RR2R2C2RC2C1RC1U2U1VsRESETBISS0001芯片內部電路原理圖返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院19整個系統(tǒng)軟件主要由主程序、中斷服務程序、門開啟和關閉子程序、各種故障處理及報警子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng)進行初始化、中斷設置、手動與自動切換等功能。中斷服務程序包括兩個外部中斷和兩個定時器中斷。 2022-5-4甘肅冶金高級技術學院20啟動下一通道通道號加指向0809地址轉換結束否?采樣結束否?數(shù)據(jù)存放數(shù)據(jù)指針加開T1中斷中斷返回YN

10、N關T1中斷開 始是否手動方式?定時器T0、T1設置開定時器中斷優(yōu)先級設置開中斷關外部中斷1開定時器T0開外部中斷1系統(tǒng)是否有故障?系統(tǒng)終止YNYNY系統(tǒng)主程序流程圖 T1中斷服務程序流程圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院21延時10s加速停機開中斷減速關門有人否?有人否?加速否?有人否?減速否?停機否?系統(tǒng)是否有故障?系統(tǒng)是否有故障?開門子程序中斷返回Y關外部中斷NYYNNNYYNYNNYYN 外部中斷服務程序流程圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院22門狀態(tài)檢測電機加速電機減速電機停止加速?減速?停止?返 回YNNYNY開 門開門子程序流程圖返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學

11、院232022-5-4甘肅冶金高級技術學院24RS-485接口從機0#主機RS-485接口RS-485接口從機1#RS-485接口從機n#系統(tǒng)結構圖返回本節(jié)2022-5-4甘肅冶金高級技術學院251通信過程（1）寫指令單片機發(fā)指令從機接收指令等待反饋接收信息 （2）讀指令主機發(fā)指令從機接收指令等待從機取出參數(shù)給主機等待主機反饋接收信息2022-5-4甘肅冶金高級技術學院26 2通信設定（1）從機站號 （2）通信速率（3）通信再試次數(shù)（4）校驗方式2022-5-4甘肅冶金高級技術學院27 3數(shù)據(jù)格式l 主機到從機的通信數(shù)據(jù)格式 數(shù)據(jù)寫入的格式有兩種，數(shù)據(jù)寫入指的是主單片機對從單片機的發(fā)送指令。

12、從機號指令代碼校驗和從機號指令代碼指令參數(shù)校驗和n格式A （讀指令）n格式B （寫指令）2022-5-4甘肅冶金高級技術學院28l 從機到主機的數(shù)據(jù)格式 不論主機發(fā)送的指令是何種格式，從機收到主機指令后都要向主機發(fā)回確認信息。從機號YES/NO返回數(shù)據(jù)校驗和從機號YES/NO校驗和n格式A n 格式B 2022-5-4甘肅冶金高級技術學院29AT89C52單片機具有MCS-51內核，指令系統(tǒng)與MCS-51單片機100%兼容，片內有 8K Flash EPROM，256字節(jié)RAM，6個中斷源，一個串行口，最高工作頻率可達24M，完全可滿足本系統(tǒng)的需要。主機管理各從機，負責系統(tǒng)的各溫度測控點數(shù)據(jù)的

13、收集與處理。從機負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集以及現(xiàn)場溫度的控制。2022-5-4甘肅冶金高級技術學院301主機軟件設計根據(jù)系統(tǒng)從機數(shù)量以及對溫度控制響應實時性的要求，采取不同的時間間隔掃描各從機，讀取各溫度測控點的溫度信息或發(fā)送控制指令。主機系統(tǒng)軟件設計主要包括鍵處理模塊、顯示管理模塊、通信讀數(shù)據(jù)模塊、通信寫指令模塊、故障處理模塊等。2022-5-4甘肅冶金高級技術學院312從機軟件設計從機主要接收主機指令，完成主機規(guī)定的溫度控制及相關操作。從機也配有鍵盤，允許用戶現(xiàn)場控制溫度。從機軟件設計也包括鍵處理模塊、溫度數(shù)據(jù)采集（A/D）模塊、顯示模塊、通信模塊、輸出管理模塊、故障處理模塊。2022-5-4甘肅

14、冶金高級技術學院32通訊正常？Y開始T20msFlag=1？N產生故障消息T20msFlag=0;系統(tǒng)初始化聯(lián)絡各從機T20ms=？鍵處理模塊顯示模塊通訊管理模塊故障處理模塊T20ms=0T20ms=2T20ms=3T20ms=1YN主機主程序流程圖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院33 以下是利用TLC0832型A/D轉換器進行數(shù)據(jù)采集的子程序。該型號A/D轉換器是TI公司近年推出的新型兩通道8位逐次逼近型轉換器，允許差分輸入方式工作。利用單片機的I/O口線進行數(shù)據(jù)的傳輸。 TLC0832型 A/D轉換器數(shù)據(jù)采集參考程序清單如下： 2022-5-4甘肅冶金高級技術學院34CollectAD： PUSH PSW PUSHACC CLRCS MOVR6，#08H；計數(shù)初值，接收8位數(shù)據(jù)LOAD1：CLRCLK；產生時鐘信號低電平，第1個脈沖 NOP SETBDI；發(fā)啟動信號 NOP SETBCLK；產生時鐘信號高電平 NOP NOP CLRCLK；第2個脈沖2022-5-4甘肅冶金高級技術學院35NOP SETBDI；SGL=1，單通道輸入方式 NOP SETBCLK NOP NOP CLRCLK；第3個脈沖