試驗一工業依次限制器

?試驗目的

(1)了解工業依次限制的一般狀況；

(2)駕馭工業依次限制程序的設計方法；

?試驗內容

編寫注塑機的限制程序，實現如下工藝要求

工序名稱動作轉移條件

待機無P3.0=0

合模P1.0=0P3.1二0

注射P1.1=0P3.2=0

加熱P1.2=0延時10秒

開模Pl.3=()P3.3=0

頂進Pl.4=0P3.4=0

頂退Pl.5=0P3.5=0

1、預備學問

工業限制中的依次限制以開關量進行限制的，如機械手、生產線、裝配線等，它按依次

有規律地完成規定的動作，每個動作稱為一個工序，推斷工序的終結的條件是反饋和延時,

條件滿意則進行工序轉移，起先下一個動作的執行。

2、試驗步驟

頂退到位

<TEXT>

K5P3.7/RD

P3.6/VMRP\6

15_

■OO-P3.5mP-5

頂進到位P3.4/TDP'4

<TEXT>P3.3/INT1P\3

P3.2/INTDP*2

?1

K4P3.1/TXDp,1

I-----11P3.0/RXDP'.O

OO-

開模到位P2.7/A15

<TEXT>ifcP2.6/A14

P2.5/A13EA

K3P2.4/A12ALE

i-P2.3/A11PSEN

P2.2/A10

注射到位t-P2.1/A9

<TEXT>P2.0/A8

￡」

K2ifcP0.7/AD7R5T

P0.6/AD6

FP0.5/AD5

0爸模到o位-

P0.4/AD4

<TEXT>P0.3/AD3XTA.2

K1P0.2/AD2

P0.1/AD1

OO-t-PO.O/ADOXTA-1*

啟動挪H

<TEXT>AT89C51

?TEXT#

在Proteus環境下畫出依次限制器的試驗電路，將單片機的P1口接LED進行動作顯示,

將P3口接按鍵開關作為條件反饋的模擬。在Keil環境下輸入程序并編譯生成HEX文件，然

后下載到單片機上，進行調試。

?試驗報告

(1)整理好試驗程序。

(2)為什么I/O口一般要運用負邏輯。

參考程序TH0=lime?8;TL0=lime;TR0=l;

^include<reg51.h>state=0;

^definetime65536-10000for(;;)

unsignedinttimcO,timel;(

charstate;P3=0xff;

sbitDoutl=Pl*0;switch(state)

sbitDout2=Pl1;(

sbitDout3=Pl2;case0:Light=0;

sbitDout4=Pl"3;if(!TinO)(state=l;Light=l：}

sbitDout5=Pr4;break：

sbitDout6=Pl"5;case1:Doutl=0;

sbitLight=Pl7;if(!Tinl){state=2;Doutl=l;}

break;

sbitTinO=P3'0;case2:Dout2=0;

sbitTini=P3*1;if(!Tin2){state=3;Dout2=l;timel=10;}

sbitTin2=P3'2;break;

sbitTin4=P3*3;case3:Dout3=0;

sbitTin5=P3"4;if(timcl==0){statc=4;Dout3=l;}

sbitTin6=P3"5;break：

case4:Dout4=0;

voidtimer()interrupt1if(!Tin4)(state=5;Dout4=l;}

|break：

THO=time?8;TLO=time;case5:Dout5=0;

if(time0++>100)if(!Tin5)(state=6;Dout5=l;}

(break;

time0=0;case6:Dout6=0;

if(timel>0)timel—;if(!Tin6){state=0;Dout6=l;}

)break;

)}

voidmain(void))

()

IE0x82;TM0D=0xll;

試驗二步進電機限制

?試驗目的

(1)了解步進電機限制的基本原理;

(2)駕馭步進電機轉動的編程方法;

?試驗內容

設計四相步進電機的單片機限制電路，并編寫步進電機的正反轉程序，實現轉速限制和

正反轉限制。用P3.7做轉向限制，為1則正轉，為()貝!反轉；P3.6做啟停限制，為1則起

先轉動，為0則停止轉動，

1.預備學問

步進電機驅動原理是通過對它每相線圈中的電流的依次切換來使其做步進式旋轉的，切

換次序限制轉向，切換間隔限制轉速。

四相八拍步進電機的通電方式(1電平有效)為：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-o

四相八拍步進電機運行的驗證電路如卜.：

A

SW1

SW-SPDT

SW2

SW-SPDT

SW3

SW-SPDT

SW4

SW-SPDT

試驗三數據采集與顯示

?試驗目的

(1)駕馭A/D轉換與單片機的接口方法；

(2)駕馭A/D芯片TLC549的編程方法；

(3)駕馭數據采集程序的設計方法；

?試驗內容

利用試驗開發裝置上的TLC549做A/D轉換器，對電位器供應的模擬電壓信號進行定時

采樣，結果在數碼管上進行顯示。

1、I/O地址

A/D轉換芯片TLC549

CLKP1.5時鐘位

DATPl.7數據位

CSPl.6選片位

2、試驗線路

將TLC549的CLK接P1.5、DAT接P1.7、CS接P1.6,將模擬電壓輸入端連到電位器的

電壓輸出端，并接萬用表進行輸入電壓測量。

A

U1

P3.5/T1

P3.4/TD

而

P3.2/INT

P3.1/TXD

P30/RJO

P2.7/A15

P2.6/AM

P2&AJ3

P2.4/AQ

P2.3/A11

P2.2/A10

P21K

P2QW

31

R$TPO7/AD7等

PO6/AD6

P05/AD5

3r

P04/AM=I

XTAL2P03/AIB=f

P02/AD2

PO1/AD1

P0.0/AD0

3、試驗步驟

在PC機輸入源程序尹匯編，然后下載到單片機上，進行調試。

調整電位器，電壓從0V到5V改變，記錄數碼管的顯示數值。記錄到表中。

輸入電壓v00.511.522.533.544.55

A/D結果

顯示電壓V

在此基礎上增加數碼管或LCD進行參數的顯示。

?試驗報告

(1)整理好試驗程序和試驗記錄,進行數據處理分析并做圖。

(2)數據采集中，如何實現精確的定時數據采集？

(3)數碼管動態掃描顯示程序設計中，顯示刷新的時間如何確定？

^include<reg52.h>voiddelay(uintt)

tJdefineucharunsignedcharI

#defineuintunsignedintwhile(t-);

sbitDAT=Pr7;)

sbitCS=P1*6;

sbitCLK=Pr5;

voidmain()

ucharTLC549ADC(void)(

(ucharx,m;

uchari,x;uinty;

CLK=O;DAT=1;CS=O;whi1o(1)

for(i=0;i<8;i++)(

(delay(10000);

CLK=1;x=TLC549ADC();

x?=l;y=x*50;m=y?8;

if(DAT==l)x++;x=m%10+(m/10)*16;

CLK=O;Pl=x;

})

CS=1;)

return(x);

}

試驗四數字PID限制器

?試驗目的

(1)了解工業過程限制的一般狀況；

(2)駕馭數字PI1)限制器程序設計方法;

?試驗內容

設計單片機限制電路,其中A/D用TLC549、D/A用TLC5片機并編寫數字PI限制器程

序，對一階慣性對象進行限制，要求采樣周期100毫秒，對設定值和被控量進行實時顯示。

PID采納增量式，定點計算，輸入要漉波，輸出要限幅。

請大家將設定值、測量值、限制量修改為電壓顯示，精度為0.1伏：

U1

>XTAL1PO.O/AOO

PO.1/AD1

PO.2/AD2

18

XTAL2PO.3/AD3

P0.4/AD4

PO.5/AD5

PO.6/AD6

9

RSTPO.7/AD7

P2.O/A8U2

P2.1/A9

6

P22/A10SDOAJN

29言

PSENP23/A11CSREF+

EZALER2.4/A12SCLKREF.

31

EAP2.5/A13

P26/A14

P27/A15

1

-

2

-P1.0P3.0/RXDU3

3P1.1R.VTXD

-2

4P1.2P3.2/INT0SCLKOUT

-133

5P1.3P3.3/INT1CSREFIN

-14

6

-P1.4P3.4ZT0行DIN

7

-P1.5P3.5/T1DOUT

8P1.6P36WR

一77TLCM15C(L)P

P1.7P37/RD

<TEXT>

ATS9c51

<TEXT>

?2.5v

1、預備學問

限制系統軟件的設計，一般必需有嚴格的時間限制，故必需基于定時中斷進行設計，在

中斷中運行實時性要求的程序，如A/D采樣程序、PID限制程序、D/A輸出程序、數襠管顯

示刷新程序和鍵盤掃描程序等。在主程序中進行一些實時性要求低的程序，如打印程序、數

據輸入程序等。

2、試驗步驟

從D/A輸出點接一個一階慣性對象，將對象輸出接A/D輸入點。

在PC機輸入源程序尹匯編，然后下載到單片機上，進行調試。

在此基礎上增加數碼管或LCD進行參數的顯示。

?試驗報告

(1)整理好試驗程序,

(2)總結比例參數P積分參數I和采樣周期對限制系統性能的影響。

#include<reg52.h>#defineki3

#defineucharunsignedchar#definekp80

#dcfincuintunsignedint#dcfinck10

sbilADAT=P2A2;#defineTIM-10000

sbitACS=P2A3;inte0,el,e2,y,r,u,s;

sbitACLK=P2A4;voidPID()interrupt3

{

ucharTLC549(void)TH1=TIM?8；TL1=TIM&OXFF;

(r=(30*255)/50;

uchari,x；y=TLC549();

ACLK=O;ADAT=1;ACS=O;e1=eO;eO=r-y;

for(i=0;i<8;i++)u+=c0*ki+(e0-el)*kp:

{if(u>IO23*k)u=1023*k;

ACLK=1;if(u<0)u=0;

x?=I;s=u/k;

if(ADAT==l)x++；TLC5615(s);

ACLK=O;

I

ACS=1;voidmain()

return(x);(

)IE=Ox88;TMOD=OXll;

TH1=TIM?8;

sbitDDAT=P3A4;TL1=TIM&OXFF;TR1=1;

sbitDCS=P3人3;whilc(l);

sbilDCLK=P3A2;

voidTLC5615(uintj)

]

uchari;

DCLK=0;DCS=0;

j=j?6；

for(i=0;i<12;i++)

{

j=j?l;DDAT=CY;

DCLK=0;DCLK=I;

DCLK=0;DCS=1;

試驗五直流伺服電機角度限制

?試驗目的

(3)了解直流伺幅電機限制的一般狀況；

(4)駕馭數字PID限制器程序設計方法；

?試驗內容

設計單片機限制電路,其中A/D用TLC549、D/A用TLC5片5,并編寫數字PI限制器程

序，對直流伺幅電機進行限制，要求采樣周期100亳秒，對設定值和被控量進行實時顯示。

PID采納增量式，定點計算，輸入要漉波，輸出要限幅。

請大家將設定值、測量值、限制量修改為電壓顯示，限制范圍TOO度?+100度：

參考的模擬限制接口電路如下，請用單片機限制電路實現如下的直流電機角度限制。

1.預備學問

限制系統軟件的設計，一般必需有嚴格的時間限制，故必需基于定時中斷進行設計，在

中斷中運行實時性要求的程序，如A/D采樣程序、PID限制程序、D/A輸出程序、數四管顯

示刷新程序和鍵盤掃描程序等。在主程序中進行一些實時性要求低的程序，如打印程序、數

據輸入程序等。

2.試驗步驟

從D/A輸出的。?5V電壓通過模擬電路變為型0V電壓，在通過功率放大驅動直流電動

機，將位置反饋0?5V電壓接A/D輸入點進行角度檢測.

在PC機輸入源程序尹匯編，然后下載到單片機上，進行調試。

在此基礎上增加數碼管或LCD進行參數的顯示。

?試驗報告

(1)整理好試驗程序，

(2)總結比例參數P積分參數I和采樣周期對限制系統性能的影響。

#includc<rcg52.h>#dcfinckd2

#deflneucharunsignedchar#definekp90

#defineuintunsignedint#definek10

sbitADAT=P2A2;