單片機課程設(shè)計單片機實現(xiàn)的順序控制

1、電氣及自動化課程設(shè)計報告題目:單片機實現(xiàn)的順序控制課程：單片機系統(tǒng)設(shè)計與Proteus仿真學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：年級：專業(yè)：班級：指導(dǎo)教師：2015年9月目錄錯誤!未指定書簽。錯誤!未定義書簽錯誤!未指定書簽一、課程設(shè)計性質(zhì)和目的二、軟件介紹1、Proteus2、KeiluVision4錯誤！未指定書簽。三、設(shè)計要求及原理說明錯誤!未指定書簽。1、課程設(shè)計的任務(wù)與要求.錯誤！未指定書簽。2、原理說明錯誤!未指定書簽。四、設(shè)計主要流程錯誤!未指定書簽。五、順序程序設(shè)計錯誤!未指定書簽。六、電路的設(shè)計與仿真錯誤!未指定書簽。七、總結(jié)錯誤!未指定書簽。八、參考書籍錯誤!未定義書簽。一、課程設(shè)計性質(zhì)和目

2、的單片機課程設(shè)計是單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計課程結(jié)束后的一門綜合性實踐課。利用所學(xué)知識用單片機實現(xiàn)順序控制。所選題目單片機實現(xiàn)的順序控制緊密結(jié)合所學(xué)的主要內(nèi)容，加深鞏固所學(xué)知識，同時對所學(xué)內(nèi)容進行擴展，有一定的深度和廣度。通過電路設(shè)計、安裝、調(diào)試等一系列環(huán)節(jié)的實施使我對單片機有了更進一步的了解，并且是我有了以下收獲。（1）加強了對單片機和C語言的認識，充分掌握和理解設(shè)計各部分的工作原理、設(shè)計過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。（2）用單片機模擬實現(xiàn)具體應(yīng)用，使個人設(shè)計能夠真正使用。（3）把理論知識與實踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個人能力，并在實踐中鍛煉。（4）提高了利用已學(xué)知識分析和解決問題

3、的能力。二、軟件介紹1、ProteusProtues軟件是英國LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛

4、擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。2、KeiluVision4KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完

5、整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（口Vision）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。三、設(shè)計要求及原理說明、課程設(shè)計的任務(wù)與要求在工業(yè)生產(chǎn)中，利用單片機的數(shù)字量輸出可實現(xiàn)順序控制。例如，注塑機工藝過程大致按“合模f注射f延時f開模f產(chǎn)伸f產(chǎn)退”順序動作，用單片機控制很容易實現(xiàn)。單片機的P1.0-P1.6控制注塑機的7道工序,7道工序用控制7只發(fā)光二極管的點亮來模擬。設(shè)定每道工序時

6、間轉(zhuǎn)換以延時來表示。P3.3為“故障”開關(guān)，合上為故障報警?？刂芇1.7上的音響發(fā)出報警聲響。報警聲響只有在工作期間才會響起，而停止工作期間報警不會響起。P3.4腳上的單刀雙擲開關(guān)作為“啟動”或“停止”開關(guān)。設(shè)定前6道工序中只有一位輸出，只點亮1只發(fā)光二極管，第7道工序有3位同時輸出（Pl.6、Pl.5、P1.4上的3只發(fā)光二極管同時點亮）。、原理說明本題目利用單片機的P1.0-P1.6輸出的高低電平來控制發(fā)光二極管的亮與滅，表示工業(yè)生產(chǎn)過程的順序控制進程，P1.7輸出的高低電平控制是否發(fā)出警報聲響。P3.3與P3.4作為輸出，單片機檢測P3.3與P3.4的輸出電平，來判斷“故障”或“停止”開

7、關(guān)的狀態(tài)。四、設(shè)計主要流程先分析設(shè)計要求，根據(jù)設(shè)計要求來設(shè)定代碼程序，然后進行代碼的編寫，接著對代碼進行編譯校驗，檢查錯誤，改正錯誤。接著根據(jù)設(shè)計要求和代碼，進行順序控制器的原理電路圖設(shè)計，此步要在Protues軟件進行繪制仿真，然后根據(jù)設(shè)計要求對繪制出的原理電路圖進行測試,如若不符合設(shè)計要求繼續(xù)更改，直至符合要求為止。然后進行電路模擬，將符合設(shè)計要求的電路先行保存。再將源程序代碼用Keil軟件生成hex文件。再利用stc軟件將生成的hex文件傳輸?shù)絾纹瑱C中完成驗證。大致設(shè)計流程如下圖所示。（“生成hex文件并傳輸?shù)絾纹瑱C中”，這一設(shè)計步驟由于電腦原因無法連接C51單片，所以無法實現(xiàn)。）流程圖

8、五、順序程序設(shè)計通過分析設(shè)計要求可知，需要完成單片機P1.0-P1.6輸出的高低電平來控制發(fā)光二極管的亮與滅，表示工業(yè)生產(chǎn)過程的順序控制進程，P1.7輸出的高低電平控制是否發(fā)出警報聲響。P3.3與P3.4作為輸出，單片機檢測P3.3與P3.4的輸出電平，來判斷“故障”或“停止”開關(guān)的狀態(tài)。則設(shè)計程序代碼及其解釋如下：voidmain()EX1=1;/外部中斷1允許IT1=0;/電平觸發(fā)中斷EA=1;/總中斷允許while(1)P1&=0 xfe;/工序1，完成后進入工序2Delay(2000);P1&=0 xfd;/工序2，完成后進入工序3Delay(2000);P1&=0 xfb;Delay

9、(2000);P1&=0 xf7;Delay(2000);P1&=0 xef;Delay(2000);P1&=0 xdf;Delay(2000);P1&=0 x8f;Delay(2000);/7道工序完成，重新開始循環(huán)voidint1_isp()interrupt2/外部中斷1中斷服務(wù)函數(shù)P=P3_4;/報警在keil軟件中測試如下：1F工序1延時工序2延時1工序7延時等開工恢復(fù)現(xiàn)場返回六、電路的設(shè)計與仿真順序控制器的原理電路及仿真如下圖2所示。電路中的7個發(fā)光二極管從上到下分別代表7道工序。仿真運行，發(fā)光二極管將按順序控制規(guī)律來點亮。P3.4引腳上的單刀雙擲開關(guān)用來選擇控制操作啟動（向上）或

10、停止（向下）。P3.3引腳上的開關(guān)閉合，表示發(fā)生故障，從而控制P1.7上的音響發(fā)出警報響。報警聲響只有在工作期間才會響起，而停止工作期間警報不會響起。P1口的P1.0P1.6接七只發(fā)光二極管，P1.7接報警器，P3.4接開工啟動開關(guān)，P3.2接外部故障輸入模擬開關(guān)。主程序流程圖：當(dāng)程序啟動，開啟中斷，并使P1、P3口初始化，當(dāng)給start開始信號即P3.4得電時，運行主程序中使發(fā)光二極管得電的程序，從L0至L7,按順序每次只點亮一只二極管，并延時一段時間，然后點亮下一只二極管，當(dāng)?shù)谄咧欢O管得電延時完成后，程序跳轉(zhuǎn)到工序1開始的地方，按此規(guī)律從工序1到工序7依次循環(huán)進行下去。中斷服務(wù)子程序：當(dāng)

11、外部故障輸入模擬開關(guān)即P3.3得電時，運行中斷子程序，先使Pl=OxOO即關(guān)閉輸出保護現(xiàn)場，speak=1使報警器報警。然后判斷故障情況，如果故障清除，則恢復(fù)現(xiàn)場跳出中斷子程序回到主程序；如果故障沒有清除，則報警器繼續(xù)報警直至故障清除。開始關(guān)輸出保護現(xiàn)場開中斷，Pl、P3口初圖2.順序控制器的原理電路對原理電路進行仿真調(diào)試如下：圖3.仿真電路調(diào)試1一）、在調(diào)試過程1中，當(dāng)按下按鈕開關(guān)后會發(fā)現(xiàn)7個發(fā)光二極管會從上到下依次由“亮”到“滅”而此時P3.4引腳上的單刀雙擲開關(guān)置于啟動（向上）處，此時電路正常工作。如圖2所示（二）、當(dāng)單刀雙擲開關(guān)置于停止（向下）處時電路狀態(tài)如圖3所示。最后三個發(fā)光二極管

12、會亮，前四個會滅，并保持這種狀態(tài)。（三）、當(dāng)單刀雙擲開關(guān)置于啟動（向上）處時，將P3.3引腳上的開關(guān)閉合，此時電路狀態(tài)如圖4所示。此時電路處在“故障”狀態(tài)，LSI處SOUNDER會發(fā)出警報聲，表示電路故障。圖4.仿真電路調(diào)試2圖5.仿真電路調(diào)試3七、總結(jié)通過本課程設(shè)計，我對單片機的工作原理以及運用要求有了更進一步的了解，對我的動手能力，編程能力都有很大的幫助。這次課程設(shè)計的控制要求有：用七只發(fā)光二極管模擬工業(yè)控制中的7道工序，高電平點亮，每道工序用定時器進行工序間的順序轉(zhuǎn)換。我首先收集了大量的資料，查找有關(guān)集成芯片和器件的文獻，只有對各種元器件有了充分的了解之后在實際的操作才會更快。在操作過程中我發(fā)現(xiàn)自己的電路圖接對了，但是卻無法仿真出來，仔細檢查后發(fā)現(xiàn)沒有把代碼加入電路中?？梢娙绻粚φ麄€設(shè)計的每一個細節(jié)都了解的清清楚楚的話，哪怕做對了，你都搞不懂這是怎么回事。這告訴我們，以后無論在工作還是在生活中，都要認真對待每一個細節(jié)，不能得過且過，不求甚解。在編程方面一直是我的弱項，好多程序我都搞不明白，這個時候我都會盡量去問同學(xué)，在課程設(shè)計的過程中，同學(xué)之間的相