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1、1 摘要本文主要对自动装箱控制系统进行研究，对所用到的各个器件的功能进行了详细的介绍。文章先将设计的总体思路做了具体的概括，主体部分采用两条传送带，一条是包装箱传送带，另外一条是产品传送带，对产品计数采用光电传感器。电机部分采用固态交流SSR，内部器件的数值大小根据所装箱的产品的重量进行设置。主电路部分采用8031 74LS373 2764 组成了一个单片机最小系统。为了读键盘给定植，及完成检测和控制，该设计专门扩展一个8255A可编程接口及程序存储器EPROM 2764。对各控制进行程序编制，这样软硬件结合的方式完成整个自动装箱控制系统的设计关键字：光电传感器固态交流 SSR 8031 名师
2、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 37 页 -2 Summary This text is main to pack to control automatically the system proceeding study,proceeding the detailed introduction to the function of an each machine for using piece.The total way of thinking that article will design first does to generalize in a specifi
3、c way,the corpus part adopts two transmissions takes,an is a packing box to deliver to take,another an is a product to deliver to take,counting to adopt to the product the light fax feels machine.Electrical engineering part adoption solid exchanges SSR,the weight of the internal machine a product fo
4、r of number size according to packing proceeds to establish.The main electric circuit part adopts 8031 74 LS373s 2764 constituted a single minimum system in a machine.For reading the keyboard gives to settle to plant,and complete the examination with control,should design to expand exclusively a 825
5、5 As is programmable to connect and procedure saving machine EPROM 2764.Proceed the procedure establishment to each control,the way of the like this soft hardware combination completes whole a design for automatically packing controling system Key word:The light fax feels machine solid exchangesSSR
6、8031 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 37 页 -3 目 录引言.5 第一章设计构思.6 1.1 设计自动装箱生产线控制系统的硬件电路.61.1.1 硬件电路中各部分的作用.71.1.2 主要设备：.71.2 生产线的控制顺序.71.3 传感器件的设置.91.4 自动装箱生产线的计数.91.5 对外信号的连接以及通过编码键盘完成给定值的设定.10 1.6 对自动装箱控制系统电机的控制.10 1.7 本系统采用交流 SSR.11 1.7.1 交流型 SSR原理图.11 1.7.2 输入输出特性.11 1.7.3 使用中应该注意的特特性参数.12 1.7.4 交流
7、型 SSR 用于小负载时的接线.12 1.7.5 SSR的输出端加接阻容吸收回路和压敏电阻的电路图.13 1.7.6 SSR的驱动电流不能满足负载的处理.13 1.7.7 当 SSR的输出端加接阻容吸收回路和压敏电阻时，各元件的选择.14 第二章硬件电路设计 .15 2.1.1 MCS-51的引脚.15 2.1.2 I/O端口.16 2.1.3 I/O口的写操作及负载能力.17 2.2 复位电路.18 2.3 地址锁存器 74LS373.19 2.3.1 MCS-51 的串行口.19 2.3.2 串行口的结构.19 2.4 译码器 74LS138.20 2.5 可编程并行 I/O 芯片 825
8、5A.21 第三章接口电路.24 3.1 8031单片机同 8255A的接口.24 第四章程序设计.25 4.1 对键盘和各计数控制的设计.25 4.2 软件设计的中断服务程序的作用.25 4.3 对内存单元的设置.26 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 37 页 -4 致谢.28 参考文献.29 附录.30 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 37 页 -5 引言自动化技术的提高能大幅度的提高经济效益，这在包装业中表现的特别明显。近年来，包装生产线的自动化、电子监测和控制系统持续发展，使的包装企业以高速度、较少的停机时间和包装故障，以及产
9、品损耗减少、工伤和老毛病降低等优点而获得出色的成績。2002 年11 月 3 至 7 日在芝加哥举行的国际PACK EXPO 上，我們可以看到多家自动化公司展示的最新的包裝设备和新技术。这些经济实用的自动化技术将会成为未来的发展力量.可见自动装箱技术的应用前景十分广阔.在中国，自动化技术还未成熟，还需要长时间的发展，所以将会有很大的空间来发展此技术。这也是未来的发展方向和趋势。中国的经济高速度发展也需要这项技术来促进和加速，相信在自动化技术成熟以后，中国的经济也将有飞跃性的进步。当前中国的经济发展格局也是非常的需要高技术来支持。这样中才会有稳定的发展状态。向西部发展的经济战略思想必然需要有高技
10、术随之转移，生产也将需要自动化技术的支持，这样发展高技术自动化也就是必然的趋势通过此题目的设计可以把大学四年所学的专业知识融会贯通于实际并能锻炼独立思考的能力,经过对我们的锻炼必然成为未来自动化技术的骨干，也将为中国的发展贡献一份力量。也使得我们能适应未来中国以及世界自动化技术的发展趋势。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 37 页 -6 第一章设计构思1.1 设计自动装箱生产线控制系统的硬件电路图 1-1 产品自动装箱控制系统硬件电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 37 页 -7 1.1.1 硬件电路中各部分的作用本图有 8031 74
11、LS373 2764 组成了一个单片机最小系统。为了读键盘给定植，及完成检测和控制，该设计专门扩展一个8255A 可编程接口及程序存储器EPROM 2764。8255A的 B 口用于给定值或产品计数显示，PA口读键盘的给定值，C口高 4 位为输入方式，用于检测光电管和 STAR，STOP 两个键的状态。C口低 4 位为输出位，其中PC0控制传送带 1 的电机，PC1控制传送带 2 的电机。PC2，PC3是两个 I/O口的两个指示灯。D1，D2分别为红色，绿色指示灯，当系统没有设定给定值时，启动 START 键，则 D1灯亮，提醒操作者设定参数后再启动；如果操作正常，则D2灯亮。1.1.2 主要
12、设备：包装箱传送带和产品传送带。包装箱传送带用语传送包装箱，将已经装满的包装箱运走。并随后传送来一直空箱，继续将产品装箱，如此循环生产下去。产品传送带用与输送产品。当某一产品从生产车间传送出来，会一直送到传送带的末端，自动落入包装箱。1.2 生产线的控制顺序(!)预置设定：用键盘分别设置每个包装箱所装的产品数和包装箱数，并分别存放在PORTS 和 BOXES 单元中。(2)箱体检测：接通电源，使传送带1 的传动电机启动，传送带上的包装箱随之位移。当包装箱随着传送带移动到传感器1（光电传感器）的检测位置时，传感器有输出信号，由它可以判断出包装箱是否到位。(3)箱体到位：当传感器判断出包装箱到位并
13、输出控制信号时，系统名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 37 页 -8 立即关断包装箱传送带电机电源，使传送带1 停止运动，实现了箱体到为控制。(4)产品装箱：启动传送带2 的传动电机，使产品随传送带2 运动，并装入箱内。(5)产品计数：在产品装箱的同时，随产品一个个地落入箱内，传感器 2 便输出一系列反映产品数量的脉冲信号，供计数器个、和控制器用。(6)计数比照：产品计数脉冲输入到单片机系统之后，由单片机记数，并不断与存储器在PRESET 单元中的给定值进行比较和对照。(7)满箱控制：当装箱的产品数量小于已经设定的产品给定值时，传送带 2 继续运转，产品继续装如包装
14、箱；当产品数量等于给定值时，表明产品满箱，传送带2 停止运行，产品装箱停止。(8)箱数比较：控制系统再次启动传送带1 的传动电机，使装满产品的箱子向前移动，并把存放箱子数（即满箱数的预置数）的内存单元中加 1，然后再不断的与存放箱子的数量进行比较。(9)箱数控制：如果单片机控制系统内存单元的箱子数值小于预置数量，则传送带1 带动下一个空箱到达指定位置，继续重复上述过程；如果箱子数与预置数相等，将停止包装，等待新命令。以下就是自动装箱控制系统的主程序流程框图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 37 页 -9 图 1-2 产品自动装箱控制系统主程序流程图1.3 传感器件的
15、设置为了使空箱正好对准传送带的末端，以便产品准确的落入箱内，于是在包装箱传送带的中间安装传感器1，用来检测包装箱是否到位，为了检测产品数量，在产品即将落入包装箱的位置处设置传感器2，由它检测和输出产品记数脉冲。本设计采用的光电传感器。1.4 自动装箱生产线的计数产品的计数可有硬件和软件两种方式完成。利用硬件完成可以方便的使用单片机内的定时/计数器。本设计采用软件的方式来进行。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 37 页 -10 1.5 对外信号的连接以及通过编码键盘完成给定值的设定上图是由二极管矩阵组成的编码键盘电路。键盘输出信号 D，C，B，A（BCD码）接到 82
16、55A的 A 口 PA3-PA0，键选通信号 KEYSTROBE（高电平有效）经反向器接到8031的/INT 脚。当任何一个键按下时，与非门7420 会产生一个高电平选通信号KEYSTROBE，经反相后的其下降沿向8031申请中断。同时，该键的 BCD码将出现在输出线上。8031 响应后，读入该键BCD 码的数值，作为给定值并显示。该显示的设计位数为三位，最多设定值为999，输入顺序从最高位开始。当按键未按下时，所有输出端均为1。1.6 对自动装箱控制系统电机的控制电机的控制有多种办法，如磁力启动器控制，固态继电器控制，可控硅控制，以及大功率场效应管控制。本设计采用固态继电器控制，固态继电器内
17、部含有光电隔离元件，可以提高抗干扰能力。自动装箱控制系统的电机控制电路如下图 1-3 自动装箱控制系统电机控制电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 37 页 -11 上图所示的自动装箱控制系统中的控制原理：8255 单片机的PC0控制传送带 1 的传动电机，PC1的控制传送带2 电机，当按下启动键后，使 PC0输出高电子，经反相后变为低电平，固态继电器SSR1发光二极管，由它触发SSR1 导通，交流电机通电，传送带1 运动，带动包装箱前移。当包装箱运动到传感器1 可以检测到信号的位置时，传感器 1 输出高电平，单片机检测到这一高电平后，PC0输出为 0，传动电机
18、1 停止传动。同时，传动电机 2 因 PC1输出为 1 而通电运动，带动产品运动，并落入包装箱内。当零件经过传感器2 的检测范围时，传感器 2 输出高电平。单片机检测到该信号时，在计数器加1，并送往显示，然后再与产品给定值比较。如果计数值小于给定值，则继续计数；如果计数值等于给定值，则停止计数，关断传送带2 电机的电源，接通传送带 1 电机的电源，让装满产品的箱子移开，同时带动下一个空箱到位，并自动重复以上作业。1.7 本系统采用交流SSR 1.7.1 交流型 SSR原理图图 1-4 交流 SSR原理图1.7.2 输入输出特性在输入控制信号时，非过零型的SSR不论其负载电流相位如何，会立即导通
19、；过零型则必须在负载电源电压接近零而且输入控制信号名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 37 页 -12 有效时，负载的电源回路才导通。当输入的控制信号消失后，不论哪一种类型的SSR，它们都是在双向可控硅负载电流为零时才会截止关断。1.7.3 使用中应该注意的特特性参数驱动交流型 SSR元件时，它的输入电压为432V，开关时间小于200ps，输入电流小于 500mA，可以加接一个晶体管直接驱动；交流 SSR元件输出时，可用于AC220V或 380V市电负载场合，输出断态电流小于 10mA。因为 SSR的输出开关器件是可控硅，所以依旧存在通态压降和断态漏电流的问题。SS
20、R 的通态压降一般小于2V，断态漏电流通常为510mA。在应用系统中，一定要注意这两个参数的值，特别在控制小功率外设时，不要发生误动作。1.7.4 交流型 SSR用于小负载时的接线设计时，应当让 SSR 的开关电流至少为断态电流的10 倍。若负载电流低于该数值，则应在负载两端并联一个电阻R，以提高开关电流，如图所示图 1-5 交流型 SSR用于小负载的接线电路图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 37 页 -13 当负载为感性时，也可在负载两端并联电阻，以防误动作。1.7.5 SSR的输出端加接阻容吸收回路和压敏电阻的电路图为了保护 SSR元件不受损坏，在驱动感性负
21、载时可在SSR输出端并联 RC吸收回路和压敏电阻。其他连接方法如图图 1-6 SSR 输出端加接阻容吸收回路和压敏电阻电路图其工作原理是：当单片机的控制端PI0 输出为低电平时，信号经过反相器后，使上边的 SSR导通，而下边的 SSR截止，交流电通过A相绕组构成闭合回路，电机正转；当PIO端输出高电平时，则上边的SSR截止，下边的 SSR 导通，交流电经过B相绕组，电机反转。1.7.6 SSR的驱动电流不能满足负载的处理当其驱动能力不能满足负载要求时，可由 SSR先驱动功率扩展器，再由扩展器驱动负载，即可解决驱动电流不能满足负载要求的问题。比如：当直流SSR的驱动电流不够大时，可外接大功率晶体
22、管、单向可控硅等；当交流SSR的驱动电流不够大时，可采用大功率双向可控硅来直接驱动负载。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 37 页 -14 1.7.7 当 SSR的输出端加接阻容吸收回路和压敏电阻时，各元件的选择RP、CP组成浪涌电压吸收回路，RP取 100Q左右，CP取 011uF。RM 为压敏电阻，它的电压取值范围通常为电源电压有效值的1 61 9倍，可以选用市售的交流220V、380V专用压敏电阻。浪涌电压吸收回路和压敏电阻均对控制系统起保护作用。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 37 页 -15 第二章硬件电路设计2.1 单片
23、微型计算机概况Intel公司在 80 年代初推出了 MCS-51系列高性能的 8 位单片机。具有集成度高，系统结构简单，系统扩展方便，可靠性高，处理功能强，速度高，容易产品化等等特点。MCS-51系列单片机的三个基本产品为 8031，8051，8071。他们的引角与指令系统完全兼容，仅在内部结构及应用方面存在一些差异。2.1.1 MCS-51的引脚MCS-51系列单片机芯片均为 40 个引脚，HMOS 工艺制造的芯片采用双列直插式封装（DIP），目前大多采用此类封装方式。图2-1 是MCS-51系列芯片的引脚图。按其功能来分，可分为三个部分：1电源及时钟引脚：（1）电源Vcc（40 脚）接 5
24、V电源端。Vss（20 脚）接地。（2）时钟引脚XTALl（19 脚）接外部晶体。XTAL2（18 脚）接外部晶体。XTAL1和 XTAL2是外接晶图 2-1 8031 管脚图体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线用于外接石英晶体振荡器和电名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 37 页 -16 容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。2.1.2 I/O端口MCS-51单片机有 4 个双向的 8 位并 I/O 口：P0P3，每个口都有一个 8 位的锁存器，复位后它们的初态全为“1”。P0端口是总线 I/O 端口，三态，双向，数据地址分时复用。是由锁存器，输入缓冲
25、器，切换开关与相应控制电路构成。因为只有该口能直接用于外部存储器的读/写数据操作。P0 口还用于以输出外部存储器的低 8 位地址。由于是分时使用，先输出外部存储器的低8 位地址，故应在外部加锁存器将此地址数据锁存，地址锁存信号用ALE。然后，P0口才作为数据口使用。P0端口是使用最广泛的I/O 端口。P1 端口是专门供用户使用的，是准双向静态口。与P0 端口相比P1 端口用内部上拉电阻代替了P0 端口的场效应管。且输出的信息仅来自内部总线。由内部总线输出的数据经锁存器反向和场效应惯反向后，锁存在端口线上。所以，P1端口是具有输出锁存的静态口。P2端口也是准双向口。主要特点包括：1.不能输出静态
26、的数据。2.自身输出外部程序存储器的高8 位地址。3.执行指令时，还输出外部的高位地址，故称P2端口为动态地止端口。P3 端口是双功能口，也是准双向口。该口的每一位均可独立地定义为第一 I/O 口功能或第二 I/O 口功能。作为第一功能使用时，口的结构与操作与 P1口相同。表 2-3 中表示了 P3口为第二功能是各位的定义。故称 P3端口为静态双功能端口。引脚信号的第二功能芯片的引脚数目受到工艺及标准化等因素的限制。例如，MCS-51系列把芯片引脚数目限定为40条，但单片机为实现其功能所需要的信号数目却超过此数，因此就出现了需要与可能的矛盾。为解决这个矛盾，给一些信号引脚赋以双重功能。前面介绍
27、了信号引脚的第一功能，下面介绍某些信号引脚的第二功能。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 37 页 -17 表 2-1 P3 的 8 条口线第二功能定义2.1.3 I/O口的写操作及负载能力执行改变锁存器数据的指令时，在该指令的最后一个时钟周期S6P2里将数据写入锁存器。然而输出缓冲器仅仅在每个状态周期的相位 1（P1）期间采样口锁存器，因而锁存器中的新数据在下一个状态周期的 P1出现之前是不会出现在输出线上的。P1、P2、P3 口的输出缓冲器可驱动4 个 LSTTL电路。对于 HMOS芯片单片机的 I/O 口，在正常情况下，可任意由 TTL或 NMOS 电路驱动，
28、HMOS 及 CHMOS 型单片机的 I/O 口由集电极开路或漏极开路的输出来驱动时，不必外加上拉电阻。P0口输出缓冲器能驱动8 个 LSTTL电路，驱动 MOS 电路须外接上拉电阻，但 P0 口用作地址/数据总线时，可直接驱动MOS 的输入而不必外加上拉电阻。口引脚第二功能信号名称P3.0 RXD 串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送P3.2 0INT外部中断 0 申请P3.3 1INT外部中断 1 申请P3.4 T0 定时器/计数器 0计时输入P3.5 T1 定时器 1 外部中断P3.6 WR外部数据锁存器写选通P3.7 RD外部数据锁存器读选通名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精
29、心整理-第 17 页，共 37 页 -18 2.2 复位电路MCS-51的复位输入引脚 RST（即 RESET）为 MCS-51提供了初始化的手段。有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器的0000H地址单元开始执行程序。在MCS-51的时钟电路工作后，只要在RST引脚上出现 10mS 以上的高电平时单片机内部则初始复位。只要 RST保持高电平，则 MCS-51循环复位。只有当 RST由高电平变低电平以后，MCS-51才从 0000H地址开始执行程序。MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。最简单的上电复位电路如图 3-2 所示。工作原理为：上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出
30、现正脉冲，只要 RST端保持 10mS以上高电平，就能使单片机有效地复位。除了上电复位外，有时还需要人工按钮复图 2.2 电复位和按钮复位位。图 3-3 为实用的兼有上电复位与按钮复位的电路。在实际的应用系统设计中，若有外部扩展的I/O 接口电路也需初始复位，如果它们的复位端和MCS-51的复位端相连，复位电路中的 R、C参数要受到影响，这时复位电路中的R、C要统一考虑以保证可靠的复位。如果单片机 MCS-51与外围 I/O 接口电路的复位电路和复位时间不完全一致，使单片机初始化程序不能正常运行，外围I/O 接口电路的复位也可以不和MCS-51 复位端相连，仅采用独立的上电复位电路。若 R、C
31、上电复位电路接斯密特电路输入端，斯密特电路输出接MCS-51和外围电路复位端，则能使系统可靠地同步复位。一般来说，单片机的复位速度比外围I/O 快些。为保证系统可靠复位，在初始化程序中应安排一定的延迟时间。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 37 页 -19 2.3 地址锁存器 74LS373 74LS373是一个带三态门的8D锁存器，有 8 个 D输入端，8 个 Q输出端，一个时钟输入端CP，一个锁存允许信号，当=0时 CP端上的上跳变，把 8 位 D输入端的数据打入8 位锁存器。2.3.1 MCS-51 的串行口MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工的串行
32、口，该串行口有四种工作方式，波特率可用软件设置，由片内的定时器/计数器产生。串行口接收，发送数据均可触发中断系统，使用非常方便。MCS-51的串行接口除了可以用于数据通讯之外，还可以非常方便的用来驱动单片机应用系统中的键盘和显示器。2.3.2 串行口的结构MCS-51单片机内部的串行口，有两个物理上独立地接收，发送缓冲器 SBUF，可同时发送，接收数据，发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个字节地址（99H）。控制 MCS-51单片机串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON 和 PCON。串行口控制寄存器SCON（字节地址 98 H）的格式为：D7
33、 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H SM0,SM1：串行口 4种工作方式的选择位。SM2：允许方式 2 和 3 的多机通讯控制位。在名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 37 页 -20 2.4 译码器 74LS138 74LS138就是用 TTL与非门组成的 3 线-8 线译码器，它的逻辑图如下图 2-3 74LS138 逻辑图当附加控制门 Gs的输出为高电平（S=1）时，可由逻辑图写出由上式可以看出，Y0-Y7，同时又是 A2、
34、A；、Ao 这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。带控制输人端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图 33。8名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 37 页 -21 电路中如严把 Sl 作为“数据”输入端(同时令 S2=S3=0)，而将 A：A，Ao作为“地址”输人端，那么从Sl 送来的数据只能通过由A2A1A0所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把A2A1A0叫地址输入了。例如当 A2A1A010-101时，门 G5的输入端除了接至Gs输出端的一个以外全是高电平，因此S1的数据以反码的形式从Y5 输出，而不会被送到其他任何一个
35、输出端上。，2.5 可编程并行 I/O 芯片 8255A 8255A 是 Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片，它具有3个 8 位并行 I/O 口，允许采用同步、异步和中断方式传送I/O 数据。分别称为 PA口、PB口和 PC口，其中 PC口又分为高 4 位口（PC7 PC4）和低 4 位口（PC3 PC0），它们都可以通过软件编程来改变I/O 口的工作方式。8255A内部有四部分电路组成。它们是A口、B口和 C口，A组控制器和 B组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑，如图2-4 图 2-4 8255A 内部结构名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 37 页 -2
36、2 8255A有三种基本工作方式，即方式0基本输入输出方式；方式1选通输入输出方式；方式2双向传送（仅PA口）。8255A的工作方式可由 CPU送出一个控制字到8255A的控制字寄存器来选择。可分别选择端口 A和端口 B的工作方式，端口C分成两部分，上半部分随端口 A，下半部分随端口 B。端口 A的工作方式有方式0、1 和 2 三种，而端口 B只能工作于方式0 和 1。（1）.方式 0 的功能方式 0 是一种基本输入输出方式。输出是锁存的，输入是不锁存的。在这种工作方式下，三个端口的每一个都可由程序选定作为输入或输出，这种方式适用于无条件地传送数据的设备。例如，读一组开关的状态，控制一组指示灯
37、的亮与灭，并不需要联络信号，CPU可随时读入开关的状态，随时可把一组数据送到指示灯显示。在方式0 下工作，由于是无条件的传送，所以不需要状态端口，三个端口都可以作为数据端口，当然方式 0 也可以作为查询式输入或输出的接口电路，此时口 A和口 B分别可作为这两个端口的控制和状态信息。（2）.方式 1 的功能这是一种选通的I/O 方式。在这种工作方式时，端口A 和端口 B作为数据的输入/输出，但同时规定端口 C的某些位作为控制或状态信息。（3）.方式 2 的功能这种工作方式，使外设可在单一的8 位总线上，即能发送也能接收数据。工作时可用程序查询方式，也可工作于中断方式。由于本设计采用的是方式0 工
38、作方式，所以，对方式1 和方式 2只作简单介绍。表 2-2 8255A 控制信号表CS(110000B)A1A0 RD WR 端 口 地址端口功能名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 37 页 -23 0 00 0 1 C0H A 读A口0 00 1 0 C0H A 写A口0 01 0 1 C1H B 读B口0 01 1 0 C1H B 写B口0 10 0 1 C2H C 读C口0 10 1 0 C2H C 写C口0 11 1 0 C3H 控制口写 控制1 不 工作名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 37 页 -24 第三章接口电路3.1
39、8031单片机同 8255A的接口在 8031单片机上扩展一片8255A芯片，无需外加任何逻辑电路，其接口电路如图 3-6 所示。图中 8255A的 PA口地址为 7CH，PB口的地址为 7DH，PC口的地址为 7EH，控制字寄存器的地址为7FH。这里 8031 单片机对 8255A采用了线性选址法。下面给出一个8255A 接口应用实例：8255A 的端口方式设置，设端口A为方式 0 输入，端口 B为方式 1 输出，端口 C（上半部）PC7 PC4输出，端口 C（下半部）PC3 PC0输入。8255A相应的控制字为 10010101B=95H，接口电路见图 3-7。初始化程序如下：MOV R0
40、，#7FH；控制口地址送入R0 MOV A，#95H；方式控制字送入A MOVX R0，A；方式控制字送 8255A控制口图 3-1 8031 与 8255接口电路图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页，共 37 页 -25 第四章程序设计程序设计，就是按照实际问题的要求和单片机的特点，决定所采用的计算方法和计算公式，也就是一般所说的算法。然后根据单片机的指令系统，按照尽可能节省数据存放单元、缩短程序长度和加快运算时间三个原则来编制程序。4.1 对键盘和各计数控制的设计各系统中，键盘的作用主要是输入给定值，当给定值设计完毕后，键盘在包装过程中就无用了，软件设计时，采用中断
41、方式0 作键盘处理；对包装箱是否到位及产品计数，则采用查询的方法进行4.2 软件设计的中断服务程序的作用在主程序流程框图中，中断服务程序的主要作用是用来设定“预置数”。当键盘有键按下时，KEYSTROBL 输出高电平，该电平经反相后，向 8031申请中断。在中断服务程序中，读入的键盘预置数，一方面存入相应给定的单元，另一方面送显示，供操作者监视。在主程序流程框图中，键盘输入预置数的顺序是：先输入包装箱数（三位数，最大数999，按顺序依次键入百位，十位，个位），然后再输入每箱装入的产品数（数字特点同上），由此可完成中断程序。输入预置数的中断服务程序框图如图所示名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师
42、精心整理-第 25 页，共 37 页 -26 图 4-1 输入预置数的中断服务程序框图4.3 对内存单元的设置为了将主程序和输入设置数中的程序设计出，首先需要设置一些有关的内存单元。设置时，可将 8031内部 RAM 的 20H的单位的 00H-03H四位分别代表传动电机1，传动电机 2，报警和正常运行标志单元：用21H单位的 08H和 09H两位作为产品及包装计数标志单元，当计数值超过给定预置数时，则这两位标志单元置1，否则为 0。一旦该标志单元为 1，则立即产生报警信号，系统会自动停止运行。下图为自动装箱控制系统内存单元的分配图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页，共
43、 37 页 -27 图 4-2 自动装箱控制系统内存单元的分配图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页，共 37 页 -28 致谢经过一个学期的毕业设计，我深有体会，可以说这是自己在大学4 年学习生活以来最有成就感的一次。经过指导教师的悉心教导，我学到了非常多的东西，相信这在我将来的个人发展道路中将会起到决定性的作用，所以非常感谢勤恳的指导老师。经过老师的指导，从最基本的设计构思到最复杂的电路设计部分都得到了老师最大的帮助。共同的努力终于得到了丰硕的果实。除了学到很多知识以外，从老师的身上我也学到好多东西，做事认真严谨的态度是我们每个学生所必须的，对自己要求严格才识督促自己
44、进步的最好方法。感谢老师为我所做的一切，也感谢学校领导给了我们这样一个有意义的锻炼机会。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 28 页，共 37 页 -29 参考文献单片机实用技术回答谢易仁主编中国邮电出版社MCS-51系列单片机应用系统设计何立民主编北京航空航天大学出版社数字电子技术基础阎石主编高等教育出版社传感器集成电路手册赵负图主编中小规模集成电路的原理与应用刘必虎主编上海科技出版社计算机控制系统及应用李清泉 杜继红 主编机械工业出版社名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 29 页，共 37 页 -30 附录ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0000
45、3HAJMP INT0 LED1：EQU 22H 零件计数单元（百位）LED:EQU 23H 零件计数单元（十位）LED3：EQU 24H 零件计数单元（个位）BOX1：EQU 25H 包装箱计数单元（百位）BOX2：EQU 26H 包装箱计数单元（十位）BOX3：EQU 27H 包装箱计数单元（个位）BOXES：EQU 28H 包装箱给定值地址PARTS：EQU 2BH 零件给定值地址PRECNT：EQU 2EH 给定值次数计数单元LEDADD1：EQU 8400H 百位数显示地址LEDADD2：EQU 8800H 十位数显示地址LEGADD3：EQU 8C00H 个位数显示地址BUFF：E
46、QU 2FH 缓冲单元ORG 0100H 以下为控制主程序MAIN：MOV SP，#50H 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 30 页，共 37 页 -31 MOV R0，#22H MOV A，#00H MOV R1，#0DH CLRZERO：MOV R0，A 清计数，给定值单元INC R0 DJNZ R1，CLRZERO MOV 20H，#00H 清控制单元MOV 21H，#00H MOV DPTR，#8003H 8255 初始化MOV A，#98H MOVX DPTR，ASETB IT0 设置边沿触发方式SETB EX0 设置中断方式 0 SETB EA 开中断MOV R0
47、，#BOXES MOV DPTR，#LEDADD1 保护显示位地址BUSH DPH BUSH DPL MOV DPTR，#8002H WAIT：MOX A，PRECNT 等待设值给定参数CJNE A，#06H，WAIT 判是否输入完给定值WORK：SETB 00H 启动传送带机SETB 03H 工作正常指示灯MOV A，20H 启动电机 1 和正常指示灯MOV DPTR，#8002H MOVX DPTR，A LOOP1：MOVX A，DPTR JNB ACC.7，LOOP1 判断包装箱是否到位名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 31 页，共 37 页 -32 MOV LED1，#
48、00H 清零件计数单元MOV LED2，#00H MOV LED3，#00H LCALL DISPLAY 显示零件数CLR 00H 停箱子传送带电机SETB 01H 启动零件传送电机MOV A，20H MOV DPTR，#8002H MOVX DPTR，A MOV DPTR，#8002H MOVX A，DPTRJNB ACC.6，LOOP2 判断是否有零件JNB ACC.4，STOP 判断是否按下停止键LCALL PORTADD1 零件加 1 LCALL DISPLAY 显示已经装入的零件数LCALL PORTCOMP 与给定的预置数进行比较JB 08H，STOPM 已装满AJMP LOOP2
49、 未装满，继续等待装入STOPM：LCALL BOXADD1 包装箱数加 1 LCALL BOXCOMP 看是否已经装够箱子数JB 09H，FINISH 若箱数已装够，则结束LJMP WORK 否则继续换新箱子包装FINISH：CLR 00H 全部装完，不用重新设置参数，可以继续包装名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 32 页，共 37 页 -33 CLR 01HMOV A，20H MOVX DPTR，A MOV BOX1,#00H 包装箱计数单元清零MOV BOX2，#00H MOV BOX3,#00H LOOP3:MOV DPTR,#8002H 判断是否重新启动MOVX A,
50、DPTR JB ACC.5,LOOP3 LJMP WORK 再进行下一轮包装以下为停止键处理程序STOP：CLR 00H 停传送带电机CLR 01H MOV A，20H MOVX DPTR,A LJMP WAIN 转到主程序，等待重新输入新的给定值以下为中断服务子程序，设置给定值INT0:MOV DPTR,#8000H 读入给定预置数MOVX A,DPTRMOV R0,A MOV DPTR,#8002H MOVX DPTR,A POP DPL 取出显示位地址POP DRH MOVX DPTR,A 显出给定预置值MOV A,DPH 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 33 页，共