毕业论文：单片机控制系统.pdf

毕业设计 绪绪 论论 绪绪 论论 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种功能强、体积小、可靠性 强、面向控制和价格低廉的大规模集成电路器件。在我国，近几年来单片 机的应用开发发展的很快，收到了明显的经济效益和社会效益，在工业控 制、通信、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中已取得了可 喜的成果。秦川机床厂生产的QCSO14装拆式液压教学实验台采用了液压元 件装拆式、电气“矩阵式”控制，可以完成各种实验的液压回路。但灵活 性、适应性都比较差，本次毕业设计的主题是单片机控制液压系统，实现 QCSO14装拆式液压教学实验台工作的灵活性、适应性和可靠性。 由于秦川机床厂生产的QCSO14机床是“矩阵式”电气控制，接线复杂， 可靠性能差，容易出现线路问题，用单片机来代替电气“矩阵板”控制不 但接线简单，编程简单易懂，而且可靠性能高。根据设计的要求，需要用 单片机柔性控制四个基础的液压试验：节流调速性能实验，增速回路实验， 减压回路实验和多缸顺序控制回路实验。基于8031的本身的特点，我们相 继采用了47LS373锁存器、2764的程序存储器、6264的外部ROM。 根据QCSO14型实验台的电器部分的与控制部分的特点，我们所选择的 控制器的最大的优点就是把电器部分用单片机来代替，这样作的优点是免 去了很多的不必要的麻烦，比如，再需要改装或需要更换时，就需要把实 验台拆开，然后很费力的把继电器、接触器等等，一一拆卸之后，还要费 力费时的把改装好的安装上来，而我们所设计的这个控制器只需把程序一 改，就可以实现所需要的控制作用，使我们的实验变的非常灵活，根据不 同对象可以增添相适宜的实验。 第 1 页 共 29 页 毕业设计 第一章第一章 概概 述述 第一章第一章 概概 述述 1.1 设计方案的选定 为了实现秦川机床厂生产的 QC30-14 装拆式液压教学实验台的实验要 求，我们采用了单片机控制，单片机在实现控制过程时，有着几方面的优 点： （1）价格便宜，成本低。 （2）控制的可靠性强。 （3）能给用户提供很大的开发空间，用于更多的实验。 根据设计的要求，需要用单片机柔性控制四个基础的液压试验：节流 调速性能控制、增速回路、减压回路、多缸顺序控制回路。并且考虑到减 压回路需要部分手动的控制，能更好的、更方便的让学生操作实习，而其 他的三个实验，我们可以直接用单片机来控制。 研究四个实验发现，每一个实验的输出与输入的开关，都不多于四个， 但是加上检测信号段总数来说多于 12 个。又考虑到设计的简便性与以后用 户的可开发性，所以我多增设了个 I/O开关，最后决定采用 8255A因为 8255A 的 I/O 具有锁存功能，这样又可减少一个锁存器，可降低成本。 基于用什么来控制，考虑到简便性与成本价格和成熟性，最后决定采 用 INTEL 公司生产的 MCS-51 系列的 8031。基于 8031 的本身的特点，我们 相继采用了 47LS373 锁存器、2764 的程序存储器、6264 的外部 ROM（其选 法再后面的章节我们将做详细的说明） 最后还有控制面板，控制面板我们决定采用薄铁板，这样作的好处是 不但能很好的在上面打孔，更利于安装元气件，并且能很容易的固定在机 床的床身上。 1.2 单片机的简单介绍 单片微型计算机简称单片机。由于它的结构及功能均按工业控制要求 设计，因此其确切的名称是单片机微控制器（Single CHIP micro-contyoller）.单片机是把微型机算计的各个功能部件，即中央处理 器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、I/O 接口、定 时器/计数器以及串行通接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计 算机（Single CHIP micro-contyoller）。 第 2 页 共 29 页 毕业设