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自检控制系统软硬件培训 控制系统简介16位单片机80C196KB性能介绍单片机系统电路板分类介绍PLM基础知识与应用LABVIEW的基础与应用 一 控制系统简介 基本工作流程 建立控制系统 设计配电图 接线图 设计软件流程 设计界面 编程 制作配电盘 接线 调试 验收 培训 二 80C196KB性能介绍 2 1 16位CPU 中央处理器 RALU 寄存器算术逻辑单元 256字节寄存器阵列CPU总线 8位A BUS 16位D BUS 二 80C196KB性能 2 2 时钟信号 80C196为2分频结构 在12M的晶振下 1个状态周期 2个时钟周期 1 12000000 2s 1 6 s 其它8096为3分频结构 1个状态周期 3个时钟周期 1 12000000 3s 1 4 s 二 80C196KB性能 2 3 存储器空间 寻址空间 64K内部RAM 00 FFH外部RAM 0100H 1FFFH 2080H FFFFH9个中断矢量 2000H 2011H芯片配置 2018 二 80C196KB 内部RAM 256字节存放堆栈指针 18H 19H通用寄存器 1AH 0FFH掉电保护 0F0H 0FFH专用寄存器 00H 17H 二 80C196KB性能 2 4 系统总线和存储器扩展 8 16位分时切换数据 地址总线AD0 AD15总线地址分离控制线ALE 62脚 读控制线 RD 61脚 写控制线 WR 40脚 总线宽度选择线BUSWIDTH 64脚 取指信号线INST 63脚 就绪信号线READY 43脚 结合CPU板介绍外部ROM RAM工作方式及地址分配 二 80C196KB性能 2 5 芯片配置寄存器 CCR的内容由用户预先写入018H单元 芯片配置字节 系统复位时 该芯片配置字节被自动送入CCR寄存器 PLM程序 DCCCRDBYTEAT 2018H DATA 0DH 0 1 1 1 二 80C196KB性能 2 6 I O控制寄存器 IOC0 IOC1 二 80C196KB性能 2 6 I O控制寄存器 IOC2 初始化程序 IOC0 04H 允许hsi 1 IOC1 20H Txd IOC2 80H 清CAM 二 80C196KB性能 2 7 I O状态寄存器 IOS0 PULSEM PROCEDURE DCIBYTE IFMOTIONMARK 0FFHTHENDO DOWHILEBITTST IOS0 6 0FFH 保持寄存器满 END IOS0 6 0表示保持寄存器空 且CAM至少有一个空 二 80C196KB性能 2 7 I O状态寄存器 IOS1 HSIINT PROCEDUREINTERRUPT2 DC INS INT J BYTE DISABLE DOWHILEBITTST IOS1 7 0 HSI保持寄存器数据有效 END 二 80C196KB性能 2 7 I O状态寄存器 IOS2 二 80C196KB性能 2 8 中断系统 二 80C196KB性能 2 8 中断系统 中断悬挂寄存器INT PENDING中断屏蔽寄存器INT MASK 程序状态字 例 初始化 INT PENDING 00H INT MASK 0CH HSO事件 HSI数据有效 中断程序 HSOINT PROCEDUREINTERRUPT3 CALLPULSEM ENDHSOINT 二 80C196KB性能 2 9 定时器 定时器1 系统时钟每8个状态周期 计数 1 8 6us 16位计数满 触发溢出中断 IOC1 2 IOS1 5置位 系统复位 计数复位 定时器2 外部事件计数器来自引脚HSI 1 或T2CLK IOC0 7决定 也能触发溢出中断 IOC1 3 IOS1 4置位 二 80C196KB性能 3 0 高速输入器HSI 记录事件发生 4个输入口 其中HSI 2 HSI 3也可做HSO 4 HSO 5 由IOC0 IOC1决定 由事件检测器 先进先出 FIFO 队列寄存器 保持寄存器 HSI时间寄存器 HSI事件形式寄存器 HSI状态寄存器组成 FIFO队列寄存器 7 20可记录8个事件 加保持寄存器 20位中16位记录时间 4位记录该时刻哪个引脚发生事件若保持寄存器空 将信息推入保持寄存器 二 80C196KB性能 3 0 高速输入器HSI HSI MODE形式寄存器 定义 00 8位正跳变01 每次正跳变10 每次负跳变11 每次跳变 二 80C196KB性能 3 0 高速输入器HSI HSI STATE状态寄存器 低位指示HSI TIME记录时刻该脚状态 高位指示当前时刻该脚状态 三种中断方式 FIIFO满 6个事件 保持寄存器满HSI 0 外部中断引脚 IOC1 7选择 在中断程序中应将保持寄存器内容读走 才能进入后续中断 直接读取HSI TIME才能清除状态信息 二 80C196KB性能 3 0 高速输入器HSI 高速输入中断子程序 DOWHILEBITTST IOS1 7 0 HSI保持寄存器数据有效 END INS HSI STATUS IF INSAND04H 00HTHEN HSI 1有事件 DO 初始化与清洗FIFO队列 HSI MODE 04H HSI 1正跳变 DOWHILE BITTST IOS1 7 INS HSI STATUS INT HSI TIME END 二 80C196KB性能 3 1 高速输出器HSO 触发事件 6个输出口 同时可挂8个事件 由HSO命令寄存器 HSO事件寄存器 HSO保持寄存器 内容定址存储器 CAM 阵列等组成 CAM阵列由8个23位寄存器组成 16位存放时间 7位存放命令 每个状态周期将定时器时间和CAM预定时间比较 结果相同 触发事件 写入命令和时间后装入保存寄存器 若CAM有空 装入CAM陈列 等待执行 每触发一个事件 CAM就空出一个位置 二 80C196KB性能 3 1 高速输出器HSO HSO CAMMAND 写HSO之前 确认保持寄存器是否为空 若不空 将覆盖保持寄存器中内容 IOS0 6 0 保持寄存器空 且CAM有空位 写入可马上执行 IOS0 7 0 只有保持寄存器空 不能保证马上执行 两种中断方式 二 80C196KB性能 3 1 高速输出器HSO HSO中断四个软件定时器 IOS1置位 定时器2复位 A D转换启动命令 HSO执行中断 高速输出作为电机脉冲信号 PULSEM PROCEDURE DOWHILEBITTST IOS0 6 0FFH 保持寄存器满 ENDDO HSO COMMAND 21H 置位 HSO TIME TIMER1 LOWT HSO COMMAND 11H 清0 产生中断 HSO TIME TIMER1 PULSE T 中断程序 HSOINT PROCEDUREINTERRUPT3 CALLPULSEM ENDHSOINT 二 80C196KB性能 3 2 10位内部A D转换器 8个通道 ACH0 ACH7 P0 0 P0 7 一次转换需88个状态周期 88 6us 模拟参考电压VREF应保持在VCC 0 3V VCC 5 0 5V 5mA 输出结果 1023 输入电压 VREF ADSUB PROCEDURE ADCH WORDPUBLIC DCADCHBYTE DCADCH CONTROLBYTE DC W H WORD DCBBYTEAT AD RESULT 1 DCWHBYTEAT W 1 IFADCH 0THENADCH CONTROL 0CH ACH4 ADO AD COMMAND ADCH CONTROL H 0000H DOWHILEBITTST AD RESULT 3 END W LOW AD RESULT WH B W SHR W 6 W WAND03FFH H W RETURNH ENDADSUB 二 80C196KB性能 AD命令寄存器AD结果寄存器 AD COMMAND AD RESULT 0 空闲1 正在转换 二 80C196KB性能 3 3 模拟输出 D A转换器 PWM输出重复周期为256个状态周期 占空比可变 分辨率1 256方波 HSO提供周期和占空比可变 分辨率1 65536方波 对波形进行积分滤波 可得到直流模拟信号 二 80C196KB性能 3 4 串行口 3种异步 1种同步操作模式 异步模式能同时收发 接收器带缓冲 发送寄存器和接收寄存器在物理上分开 但通过同一个串口缓冲寄存器SBUF访问 串口操作通过串口状态 控制寄存器选择 二 80C196KB性能 3 4 串行口 方式0 同步方式 通常用在以移位寄存器为基础的I O并行扩展方面 方式1 标准异步通讯方式 方式2和方式3 用于多机通讯 二 80C196KB性能 3 4 串行口 串行口的控制 M1 M2确定模式 0 0 模式00 1 模式11 0 模式21 1 模式3PEN允许奇偶校验 PEN 1 模式1发送的第8位数据以偶校验代替 REN允许接收功能 TB8 模式2 3第9位 T1发送中断标志 RI接收中断标志 RB8已接收的第9位或奇偶出错指示 二 80C196KB性能 3 4 串行口 16位波特率寄存器最高位 1表示XTAL1频率低15位 XTAL1 波特率 1 1相差不能超过5 初始化程序 SP CON 09H ENABLERECEIVE EVENTEST MODE01 BAUD RATE 26H 先写低位 BAUD RATE 80H 8026H 19230 二 80C196KB性能 3 4 串行口 中断子程序 RS INT PROCEDUREINTERRUPT6 DC T TEMP0 TEMP1 BYTE DCTEMP DATAWORDSLOW DCTEMP DATA LOWBYTEAT TEMP DATA DCTEMP DATA HIGHBYTEAT TEMP DATA 1 TEMP0 SP STAT TEMP1 TEMP0AND20H IFTEMP1 20HTHENRS STATE TEMP0AND08H 发送中断 表示发送完毕 TEMP1 TEMP0AND40H 接收中断 IFTEMP1 40HTHENDO T SBUF TEMP DATA HIGH T 读高位 TEMP0 SP STAT TEMP1 TEMP0AND40H DOWHILETEMP140H TEMP0 SP STAT 等待接收低位数据中断 TEMP1 TEMP0AND40H CALLTIME 10 END T SBUF TEMP DATA LOW T 读低位 RECDAT TEMP DATA END ENDRS INT 二 80C196KB性能 3 4 串行口 发送子程序 SEND PROCEDURE SEND DATA DCTTTWORD DCSEND DATAWORD DCSEND DATA LOWBYTEAT SEND DATA DCSEND DATA HIGHBYTEAT SEND DATA 1 TTT 00H DOWHILERS STATE08H 上次发送未完成 CALLTIME 10 TTT TTT 1 IFTTT 3500THENRS STATE 08H END RS STATE 00H SBUF SEND DATA HIGH SBUF SEND DATA LOW ENDSEND 二 80C196KB性能 3 5 输入输出口 P0输入口 ACH0 ACH7AD命令寄存器选择必须由VREF提供电源P1准双向口 作为输入口前 需先对口写1 P2多功能口 二 80C196KB性能 3 5 输入输出口 P3 P4口P3口对应于系统总线低8位 P4口对应于系统总线高8位 引脚 EA低电平选通作为系统总线 二 80C196KB性能 3 6 复位和复位状态 上电复位 RESET脚保持比Vcc和振荡器稳定下来所需的时间至少长两个状态周期的低电平 当 RESET升高 系统开始复位序列 手动复位CPU板复位电路监视定时器溢出复位复位指令复位 三 电路板分类介绍 1 CPU板 手动电箱CPU板 自动电箱CPU板掌握原理80C196基本原理外部ROM RAM接线与地址分配复位电路串口电路内部AD基准电压电路 三 电路板分类介绍 2 I O板 多种I O板根据需要选择 8255可编程接口芯片原理 基本输入输出电路 高速输入 高速输出电路 三 电路板分类介绍 8255方式控制字 A组对应A口和C高位口 B组对应B口和C低位口方式0 无条件输入输出方式1 选通输入输出方式2 双向方式 三 电路板分类介绍 DCC8255 ADR1ADDRESSDATA 1A03H DCC82551BASEDC8255 ADR1BYTE DCD8255 A ADR1ADDRESSDATA 1A00H DCD8255 A1BASEDD8255 A ADR1BYTE DCD8255 B ADR1ADDRESSDATA 1A01H DCD8255 B1BASEDD8255 B ADR1BYTE DCD8255 C ADR1ADDRESSDATA 1A02H DCD8255 C1BASEDD8255 C ADR1BYTE 片选地址定义 F8255 C82551 90H 方式0 A输入 B C输出 OUTDATB 0FFH D8255B1 OUTDATB 8255初始化 STA D8255A1AND01H 读A口第一位 IFSTA 0THENOUTDATB OUTDATBAND0FEH 给B口第一位赋0 D8255B1 OUTDATB 读写程序 引脚A1 A0 00 对A口操作01 对B口操作02 对C口操作11 对控制器口操作 三 电路板分类介绍 3 脉冲计数输入输出板 正交解码计数器HCTL2016原理16位 4倍频 12M时钟频率 DCC8255 ADR2ADDRESSDATA 1A43H 编码盘用io板 DCC82552BASEDC8255 ADR2BYTE DCD8255 A ADR2ADDRESSDATA 1A40H DCD8255 A2BASEDD8255 A ADR2BYTE DCD8255 B ADR2ADDRESSDATA 1A41H DCD8255 B2BASEDD8255 B ADR2BYTE DCD8255 C ADR2ADDRESSDATA 1A42H DCD8255 C2BASEDD8255 C ADR2BYTE 输入输出定义 C82552 90H 0MODE AIN BOUT C OUT 写控制字 DCHPH ADRADDRESSDATA 1A81H 138 13 编码盘输出信号进入244的片选 DCHPHBASEDHPH ADRBYTE DCHPL ADRADDRESSDATA 1A82H DCHPLBASEDHPL ADRBYTE DC RTEMP RTEMPL WORD DCPNLBYTEAT RTEMP DCPNHBYTEAT RTEMP 1 3 脉冲计数 HPRESET PROCEDURE 计数器清零 DCIBYTE RTEMP RTEMPL 0 OUTDATC2 OUTDATC2AND7FH PC7 0 2016引脚 RST 0 D8255C2 OUTDATC2 DOI 0TO1 I I 1 END OUTDATC2 OUTDATC2OR80H 复位结束 D8255C2 OUTDATC2 ENDHPRESET 3 脉冲计数 计数清零 DATAHPGET PROCEDUREWORD OUTDATC2 OUTDATC2AND9FH PC5 PC6 0 OE 读数子程序 三 电路板分类介绍 4 位移传感器放大板 电感位移传感器原理AD698原理 半桥式 LVDT式 三 电路板分类介绍 4 位移传感器放大板 TESA PETER参数 灵敏度 73mv v mmVEXC 3VFEXC 13k激励电容C 35 FEXC放大电阻计算偏置电阻计算 S 灵敏度D 满量程位移 注意 VOS去掉后级放大影响 三 电路板分类介绍 5 压力传感器处理电路 AD625原理增益可编程仪用放大器G 1 2RF RGRT调零 三 电路板分类介绍 6 16位A D板 16位10usA D转换器ADS7805工作原理 ADS7805片选地址 GPB CAN DCADSTARADRADDRESSDATA 1801H DCADSTARDATBASEDADSTARADRBYTE 244片选地址 DCADADRADDRESSDATA 1841H DCADDATBASEDADADRBYTE DCADWORDWORD 采集数据 DCADWLBYTEAT ADWORD 低字节 DCADWHBYTEAT ADWORD 1 高字节 273片选地址 DCADCHADRADDRESSDATA 1881H DCADCHDATBASEDADCHADRBYTE DCCDAT273BYTESLOW 273译码 AD转换地址定义 AD采集子程序 ADSUB PROCEDURE ADCH WORD 358385 DCADCHBYTE DCMEADATWORD IFADCH 06HTHENCDAT273 07H 通道选择ACH6 CDAT273 CDAT273AND0F7H BYTE 0选择高位输出 ADCHDAT CDAT273 写入273 H 00H ADSTARDAT 00 R C下降沿 BUSY 1 开始变换 DOWHILEBITTST IOPORT2 4 00H 查询 BUSY 是否转换结束 END ADWH ADDAT 读高字节 ADCHDAT CDAT273OR08H BYTE 1选择低位输出 ADWL ADDAT 读低字节 MEADAT ADWORD 8000H RETURNMEADAT ENDADSUB 6 16位A D板 三 电路板分类介绍 7 CAN通讯电路 CAN总线特点控制器局域网 属于现场总线范畴 多主总线 每个节点均可作为主机 节点间可通信 通信介质双绞线 同轴电缆 光导纤维 最高速率1Mbps 集成协议的物理层和数据链层 报文传输方式 对数据进行帧处理 数据块标识码由11位或29位2进制组成 数据块长度为8个字节 CAN通讯板电路基本原理 三 电路板分类介绍 CAN控制器SJA1000说明主要寄存器 CAN控制器SJA1000说明主要寄存器 CAN控制器SJA1000说明主要寄存器 CAN控制器SJA1000说明主要寄存器 中断寄存器IR CAN地址3中断寄存器允许中断源的识别 当这个寄存器的一位或多位被置位时 CAN中断将反映到CPU CPU读此寄存器的时候除了接收中断外的所有位都被复位 中断寄存器对CUP来说是只读存储器 中断使能寄存器IER CAN地址4这个寄存器能使不同类型的中断源对CPU有效这个寄存器对CPU来说是可读 写存储器 RX信息技术器RMC CAN地址29反映RXFIFO可用信息数目总线定时寄存器BTR0 BTR1定义波特率 位周期长度 采样点位置和数目 CAN控制器SJA1000说明发送TX和接收RX缓冲器 扩展模式有四个字节的识别码 数据区最多长8个数据字节 发送缓冲器长13个字节 在CAN地址的16 28 扩展帧格式 发送的字节数取决于数据长度 代码最先发送的是在CAN地址21EFF的数据字节1的最高位 CAN控制器SJA1000说明发送TX和接收RX缓冲器 扩展帧格式的识别码有29位 ID 28是最高位在总线仲裁过程中最先发送到总线上 识别码就象信息的名字一样使用在验收滤波器中 识别码的二进值越低优先权越高 CAN控制器SJA1000说明验收滤波器 只有当接收信息中的识别位和验收滤波器预定义的值相等时 CAN控制器才允许将已接收信息存入RXFIFO 验收滤波器由验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器定义 要接收的信息的位模式在验收代码寄存器中定义 相应的验收屏蔽寄存器允许定义某些位为不影响即可为任意值 三 电路板分类介绍 软件说明寄存器地址定义 初始化CAN接收 发送子程序CANTEMP PLMLABVIEW模块 发送 接收 初始化 三 电路板分类介绍 8 键盘 显示板9 电源板10 总线板 三 PLM语言基础知识与应用 字符集英文字母 大小写不区分 数字算术运算符 mod关系运算符 逻辑运算符 NOTANDORXOR 注释分界符 数和标识中加入 改善可读性 标识符用来命名变量 过程 标号等 一个标识符最长31个字符 第一字符必须是英文字母 三 PLM语言基础知识与应用 操作数类型整数型 BYTE 0 255占一个字节存储单元WORD 0 65535占相邻2个字节SHORTINT 128 127INTEGER 32768 32767DWORD 占相邻4字节LONGINT 占相邻4字节ADDRESS 占相邻2字节0000H 0FFFFH 数值 字符串 整数 浮点 三 PLM语言基础知识与应用 浮点型 用REAL定义 占相邻4个字节存储器 3 37 1038 1 17 10 38和1 17 10 38 3 37 1038 表示方法例 3 3233 1 5E 1实数以偶数地址开始 字符串 单引号括起来的ASCII字符串 每个字符占一个字节 字节最高位为0 其余7位是ASCII码 如 A 等价于61H 三 PLM语言基础知识与应用 简单说明语句 DECLARE DECLAREDCLITERALLY DECLARE DCADRADDRESS DC INTA INTB INTEGER DCYA 100 REAL LITERALLY 编译置换名 地址引用 ADDR RESULTADDR 12H 1AH 41H 三 PLM语言基础知识与应用 FAST和SLOW属性 针对变量片内RAM 232个 处理或片外RAM处理 如果没有明确定义 尽可能放置在片内处理 DWORD和LINGINT型必须是FAST属性 数组DC ADD ABB 100 REAL ADD 0 100 0 结构DCXSTRUCTURE YBYTE XWORD 引用 X Y 结构数组 DCX 10 STRUCTURE YBYTE X WORD 引用 X 0 Y数组隐含长度 DCX BYTE 10H 12H 三 PLM语言基础知识与应用 有基变量DCITEM ADDRADDRESS DCITEMBASEDITEM ADDRBYTE 简单DO程序块 DO 语句0 语句1 END DOWHILE程序块 DOWHILE表达式语句 END 三 PLM语言基础知识与应用 循环DO程序块 DOI 0TO2 DOI 0TO2BY1 I I 1 END DOCASE程序块 DOCASE表达式 语句0 语句1 END IF语句 IF 表达式 THENDO 语句 END ELSEIF 表达式 THEN语句 ELSEDO END 三 PLM语言基础知识与应用 程序调用 CALLCALLAA STOPSTA 返回语句 RETURNSTOPSTA PROCEDUREBYTE DC STA BYTE 语句 RETURN STA ENDSTOPSTA GOTO语句空语句 占用时间开中断 ENABLE 关中断 DISABLE 三 PLM语言基础知识与应用 程序块 STOPSTA PROCEDURE STA BYTE DC STA STA1 STA2 BYTE IFSTA 00HTHENDO STA1 D8255A1 STA2 STA1AND04H IFSTA2 00HTHENSTA 0FFH END RETURN STA ENDSTOPSTA RS INT PROCEDUREINTERRUPT6 ENDRS INT 三 PLM语言基础知识与应用 类型转换LOW 返回低位字节或字HIGH 返回高位字节或字DOUBLE 转换字节为字 转换字为双字 SHORT 整型转换为短整型 长整型转换为整型EXTEND SIGNED 转换字 字节 双字为短整型 整型 长整型 UNSIGN FLOAT 长整型转换成实型 FIX 实型转换成长整型 SPEEDMARK1 1 8 FLOAT SIGNED DIAMETER 16 0 25 4 8 0 SPEEDMARK 3000 UNSIGN FIX SPEEDMARK1 三 PLM语言