课程设计（论文）-基于单片机的工业顺序控制系统学年论文.doc

校徽本科学年论文（设计）基于单片机的工业顺序控制系统系别信息管理系专 业届 别2016届班 级学生姓名学 号指导教师职 称二o 一五 年 六 月学年论文评分标准及评审表系 别信管系专业班 级学生姓名学号指导老师论文题目基于单片机的工业顺序控制系统评分内容分值评分标准得分中文摘要5%内容简明扼要，文字叙述流畅，符合规定格式要求。英文摘要5%翻译准确，文字流畅，符合规定格式。关键词5%提炼准确，书写规范。目录5%根据文章内容自动生成，字体符合规定格式要求。选题5%符合专业培养目标，体现综合训练基本要求，难度适中，能基于个人能力独立完成。调研论证20%能够根据选题要求提出调研实施方案或论点的论证体系，具有独立深入社会调查研究，阅读文献、收集信息、并分析整理各类信息，从中获取新知识的能力。综合分析30%能够综合运用有关的理论和专业知识对选题进行分析，论文观点鲜明、正确，合理使用各种信息，论据充分，逻辑性强。有自己的一定见解或较强的现实意义，观点有一定新意。论文结构10%整体结构合理，有逻辑性，文章中心突出，文题相符，内容充实，层次清楚，详略得当。论文表达10%具有较强的文字表达能力，语言表述准确简洁，文笔流畅，图表清楚。论文格式5%格式规范，达到规定篇幅要求。评分指导教师评语(需在论文的份量、内容、表达和书写是否符合要求，论文选题的理论水平和应用价值，学生应用基本知识和基本技能的情况，学生的工作能力及工作态度等方面给予评价)：指导教师签名： 年 月 日摘 要目前，单片机已随着社会的发展渗透到各个领域中，尤其是在工业控制中使用单片机可以提高生产效率。本设计在阐述工业顺序控制的基础上，以mcs-51系列单片机at89c52为核心，设计了一个由控制电路、电源电路等组成的工业顺序控制系统。【关键词】工业顺序控制；at89c52；控制电路iabstractwith the development of the society, the microcontroller penetrate into every field for the moment,espically using single-chip microcomputer in the industrial control can improve the production efficiency.this design of the industrial sequence control uses the series of mcs-51 microcontroller what is called at89c52 as the core to design a industrial sequence control system which is containing control circuit and power circuit.【key words】industrial squence control; at89c52; control circuitii目 录1 绪论11.1 研究背景11.2 研究意义11.3 研究内容11.4 预期目标12 总体设计12.1 设计思路12.2 设计框图12.3 总体方案23 硬件设计23.1 主要元器件23.1.1 at89c52单片机23.1.2 晶振23.1.3 发光二极管led33.1.4 pnp型三极管33.1.5 蜂鸣器33.2 硬件设计原理图33.2.1 功能模块设计33.2.2 系统设计34 软件设计34.1 主程序设计44.2 中断程序设计45 系统调试5结 论5参考文献6xx学院本科学年论文(设计)1 绪论1.1 研究背景随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便生产的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的各种系统也越来越多。尤其是在工业方面，用单片机实现自动控制工业生产过程中的连续生产过程,如冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程,可以大大提高工作效率。人类正逐渐意识到单片机数字时代的发展将改变人类未来的生活1。1.2 研究意义在工业控制中，使用机器可以有效地提高生产效率。因此，本设计意在实现生产的自动化，提高生产效率。1.3 研究内容本设计以注塑机为例，注塑机工艺过程大致按“合模注射保压冷却开模产伸产退”顺序动作2,3。1.4 预期目标用单片机的p1.0p1.7做输出口接8只发光二极管，用一个外部中断模拟故障发生，编写程序，使发光二极管d8作电源指示灯在系统通电时点亮，发光二极管d1-d7循环点亮模拟工业顺序控制，出现故障时使蜂鸣器鸣叫报警，同时伴有8只发光二极管闪烁4,5。2 总体设计2.1 设计思路由单片机的p1.0-p1. 6控制注塑机的7道工序，现模拟控制7只发光二极管的点亮，低电平有效，设定每道工序之间通过延时进行转换。p3.4为开工启动开关，低电平启动。p3.3为外部故障输入模拟开关，低电平报警6。p1.7为电源显示灯，低电平表示系统通电状况良好。p0.7为报警输出口，同时控制蜂鸣器鸣叫和8只发光二极管闪烁。警报解除后，程序返回报警前的那道工序继续执行，从而达到模拟控制注塑机7道工序的目的。2.2 设计框图根据设计思路，系统分为信号输入模块、延时模块、复位模块、单片机控制模块、显示模块和报警模块。系统总体设计框图如图2-1所示。输入复位延时at89c52单片机led蜂鸣器图2-1 总体设计框图2.3 总体方案根据上述问题描述，本设计运用一个主程序和一个外部中断程序达到预期目的。当主程序启动，开启中断，并使p1、p3口初始化，当p3.4获得低电平时，运行主程序。当d7点亮且延时完成后，程序跳转到工序1开始的地方，按此规律从工序1到工序7依次循环进行下去。当p3.3获得低电平时，运行中断子程序，先关闭输出保护现场，使报警器报警。然后判断故障情况，如果故障清除，则恢复现场跳出中断子程序回到主程序。3 硬件设计3.1 主要元器件3.1.1 at89c52单片机at89c52是美国atmel公司生产的低电压，高性能cmos8位单片机。主要引脚功能：p0口：8位漏极开路型双向io口，也是地址数据总线复用口。p1口：带内部上拉电阻的8位双向io口。p3口：带内部上拉电阻的8位双向io口。本次设计选用p0.7口作为输出控制信号控制蜂鸣器发声,p1口作为输出控制信号用来控制8只发光二极管发光情况，p3.3与p3.4作为输入控制信号，分别作为故障输入口和启动输入口。3.1.2 晶振晶振是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件，具有高精度和高稳定度的特点。本次设计选用12mhz晶振频率, 于延时程序中用来计算机器周期，确定延时时间。3.1.3 发光二极管led发光二极管(简称led)常在电路及仪器中作为指示灯。本次设计采用8只led分别作为模拟工序指示灯和电源指示灯。3.1.4 pnp型三极管由于三极管具有电流放大作用，本次设计选用pnp型三极管9012，在proteus软件仿真时选用pn4249。3.1.5 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、报警器等电子产品中作发声器件。本次设计采用有源蜂鸣器作为报警发声装置。3.2 硬件设计原理图3.2.1 功能模块设计(1)显示模块p1.0-p1.7分别连接发光二极管d1-d8一端，另一端接上拉电阻。(2)按键控制模块按键k1一端接p3.4，按键k2一端接p3.3，另一端均接地。(3)报警发声模块p0.7与电阻r2连接，流经r2的电流经三极管放大后驱动蜂鸣器鸣叫。3.2.2 系统设计根据功能模块设计说明，画出设计原理图，如图3-1所示。图3-1 设计原理图4 软件设计本次设计使用c语言编写软件代码。4.1 主程序设计本次设计采用主程序实现系统初始化以及控制工业顺序流程，其流程图如图4-1所示。开 始系统初始化恢复现场报 警保护现场关输出故障清除？返回主程序图4-2 中断程序流程图开工启动？工序1，延时工序7，延时工序2，延时ynyn图4-1 主程序流程图主要代码:main( )init_inrp();p1=0x7f;beep = 0; while(k1 = = 0)while(1) work();4.2 中断程序设计本次设计采用中断实现故障处理，其流程图如图4-2所示。主要代码：void ais() interrupt 2 /报警if(k2 = = 0)beep = 1;p1 = 0x00;delay(11000);beep = 0;p1 = 0xff;delay(11000);5 系统调试系统调试步骤与结果：（1）通过stc-isp软件向单片机中烧入.hex文件。（2）通电时k1，k2显高电平，此时电源显示灯d8显示正常，并等待开工。（3）按下k2，各道工序正常执行，d1-d7依次循环点亮一段时间。（4）按下k1，有声音报警。待警报解除后，程序从刚才报警的那道工序继续执行。结 论本系统具有简单、易操作的特点，实现了由主程序模拟控制注塑机的7道工序循环执行，并且能在发生故障时报警，提醒维修人员进行维修。待故障清除后恢复到之前的工序继续执行，基本完成预期目标。真正的工业顺序控制系统是一个非常庞大而复杂的系统，由于个人能力、精力和时间条件的限制，本系统尚存在诸多不足之处有待改进。主要表现在：（1）模块开发不完善。与真正的工业顺序控制系统对比，本系统总体功能还不够完善，需要对其进行扩展。如自动检测模块、lcd显示模块等。（2）程序设计方面有待改进。虽然程序编程实现系统的基本功能，但系统没有达到个性化和智能化的要求。5xx学院本科学年论文(设计)参考文献1王晓娟、赵美丽，2014：基于at89s52单片机的工业顺序控制模拟，产业与科技论坛第11期：p68692胡寿松，2013：自动控制原理，科学出版社3阮釢忠，2010：注塑机工艺流程，机械工业出版社4陈洁，2015：单片机控制技术快速入门，中国电力出版社5陈志旺，2015：51单片机案例笔记，机械工业出版社6魏芬，2015：基于proteus的单片机实验与课程设计，清华大学出版社7karl j. astrom and richard m. murray，2010，“feedback systems: an introduction for scientists and engineers”, princeton university press8meehan joanne and muir