毕业设(论文单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统.doc

毕 业 论 文 正 文 第1页摘 要随着现代科学技术的发展自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统控制系统的控制器有单片机89C51和扩展电路组成，单片机控制继电器，继电器控制交流接触器，又由接触器控制电机等执行机构的运动本控制系统可以根据送料工艺的需要，设置两条生产线的输送、排料、满料、空料等参数值，也可装载系统前次工艺参数值关键词：自动加料；控制系统；效率；单片机控制目 录绪 论 1一、系统结构 2（一）系统结构原理图 2（二） 自动加料机的工作原理 2二、主机电路核心器件介绍 3（一） AT89C51 功能特性概述 3（二）空闲节电模式 6（三）程序存储器的加密 7（四）数据查询 9（五）程序校验及芯片擦除 9三、显示电路 10（一）74LS377芯片介绍 10（二）74LS377芯片介绍 11（三）LED接口电路 12四、继电器控制电路 14（一）键盘接口 15（二） 8255A芯片介绍 17（三） 8255A引脚功能 18五、外部存储器扩展电路 23六、看门狗MAX813L电路 27七、料位开关 30八、系统的抗干扰及可靠性 31结 论 32参考文献 33致 谢 34绪 论在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。

自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统根据加料工艺要求，其工作原理是：先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑料树脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换两个生产线既可单独运行，也可同时运行假如两者同时运行，当一生产线输送结束后，判断到另一个生产线排料已经结束，那么，电机不停转而方向阀换向，从而为另一个生产线送料这样可以发挥控制系统和电机的效率，从而实现供料自动化一、系统结构 （一）系统结构原理图主电路采用AT89C51，由于AT89C51内含4KB容量，因此在设计中不需要外扩ROM硬件电路主要有LED显示电路、键盘接受电路、继电器控制电路、EEPROM外部存储器扩展电路，以及看门狗MAX813L等组成电路原理框图如图1.1所示：图1.1 自动加料机控制系统硬件框图（二）自动加料机的工作原理先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑料树脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环。

在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换两个生产线既可单独运行，也可同时运行假如两者同时运行，当一生产线输送结束后，判断到另一个生产线排料已经结束，那么，电机不停转而方向阀换向，从而为另一个生产线送料这样可以发挥控制系统和电机的效率，从而实现供料自动化二、主机电路核心器件介绍 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元功能强大AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域一）AT89C51功能特性概述AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/0 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路同时，AT89C51可将至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位 图1.2 AT89C51 引脚功能说明Vcc：电源电压GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O，也即地址/数据总线复用口作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻 在Flash编程时，P0接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉倒高电平，此时可作输入口作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVE @DPTR指令）时P2口送出高8位地址数据在访问8位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @RI指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区总R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其他控制信号P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表1.1所示：端 口 引 脚 第 二 功 能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 （外中断0）P3,3 （外中断1）P3.4 T0 （定时/计数器0）P3.5 T1 （定时/计数器1）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器读选通）表1.1 端口引脚的第二功能表 P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

RST：复位输入当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将单片机复位ALE/：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节即使不访问外部存储器ALE仍一时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的但要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（）如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活，此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效程序存储允许（）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的信号不出现EA/VPP：外部访问允许，欲使 CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H--FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）需要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部会锁存EA端状态。

Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VppXTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端XTAL2：振荡器3放大器的输出端二）空闲节电模式 AT89C51有两种可用软件编程的省电模式，它们是空闲模式和掉点工作模式这两种方式是控制专用寄存器PCON（即电源控制寄存器）中的PD（PCON.1）和IDL（PCON.0）位来实现的PD是掉电模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机模式，即PD和IOL同时为1，则先激活掉电模式在空闲工作模式状态，CPU保持睡眠状态而所有片内的外设保持激活状态，这种方式由软件产生此时，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止终止空闲工作模式的方法有两种，其一是任何一条被允许中断的事件被激活，IDL（PCON.0）被硬件清除，即刻终止空闲工作模式程序会首先响应中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序并紧随RETI（中断返回）指令后，下一条要执行的指令就是使单片机进入空闲模式那条指令后面的一条指令其二是通过硬件复位也可将空闲工作模式终止。

需要注意的是，当有硬件复位来终止空闲工作模式时，CPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条指令开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期（24个时钟周期）有效，在这种情况下，内部禁止CPU访问片内RAM，而允许访问其它端口为了避免可能对端口产生意外写入，激活空闲模式的那条指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令三）程序存储器的加密AT89C51可使用对芯片上的3个加密位LB1、LB2、LB3进行编程（P）或不编程（U）来得到下表所示的功能：当加密位LB1被编程时，在复位期间，EA端的逻辑电平被采样并锁存，如果单片机上电后一直没有复位，则锁存起的初始值是一个随机数，且这个随机数会一直保存到真正复位为止，为使单片机能正常工作，被锁存的EA电平必须与该引脚当前的逻辑电平一致此外，加密位只能通过整片擦除的方法清除AT89C51单片机内部有4K字节的Flash PEROM，这个Flash存储阵列出厂时已处于擦除状态（即所有存储单元的内容均为FFH），用户随时可对其进行编程编程接口可接收高电压（+12V）或低电压（Vcc）的允许编程信号低电压编程模式适合于用户编程系统，而高电压编程模式可与通用EPROM编程器兼容。

AT89C51的程序存储器列阵采用字节写入方式编程的，每次写入一个字节，要对整个芯片内的PEROM程序存储器写入一个非空字节，必须使用擦除的方式将整个存储器的内容清楚编程前，先设置好地址，数据及控制信号，编程单元的地址加在P1口和P2口的P2.0—P2.3(11位地址范围为0000H—0FFFH)，数据从P0口输入，引脚P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的电平，PSEN为低电平，RST保持高电平，EA/Vpp引脚是编程。