实验室立磨及数据采集控制系统设计【9张图/11000字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-装配图.dwg

A1-液压缸.dwg

A1-磨盘.dwg

A2-缸盖.dwg

A3-活塞杆.dwg

A3-电路图.dwg

A3-缸体.dwg

A4-活塞.dwg

A4-连接杆.dwg

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关键词：: 实验室数据采集收集控制系统设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。25页，11000字。
任务书一份。

图纸共9张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-液压缸.dwg
A1-磨盘.dwg
A2-缸盖.dwg
A3-活塞杆.dwg
A3-电路图.dwg
A3-缸体.dwg
A4-活塞.dwg
A4-连接杆.dwg

0前言 1
1 总体方案论证 3
1.1 设计方案 3
2计算部分 4
2.1 磨辊宽度的确定 4
2.2 磨机通风量的确定 4
2.3 磨盘转速的确定 4
2.4 磨辊的压力的确定 5
2.5 所需功率的确定 6
2.6 液压缸的确定 7
3设计部分 8
3.1 减速机的设计 8
3.2 液压系统的设计 8
3.3 检测控制系统的设计 9
3.4 耐磨材料的选择 9
3.5 控制系统的设计 10
4结论 22
致谢 23
参考文献 24
附件清单 25

摘要.
立式磨是利用料床粉碎原理进行粉磨物料的一种研磨机械。它主要用于水泥、煤炭、电力等行业。本文作者从实际运用及经济等角度出发，通过认真的研究和论证，设计出了这款ML4532的立式磨机及其它的控制系统。该立式磨易于调节、粒度均匀、噪音低、磨损小扬尘少、系统工业流程简单、占地面积小、投资省等优点。其控制系统是由89C51、X25045复位电路、TLC2543A/D转换器、独立中断式人机接口键盘、LCD液晶显示器、程序存储器、数据存储器组成。它不但能满足磨机的控制要求，也可对多路模拟量和开关量信号采集和控制。本文详细的介绍了磨机的设计原理、设计过程及使用和维护方法及其它的控制系统的设计和各个模块的程序。

关键词：立式磨、控制、数据采集

Abstract
Vertical to rub and utilize material bed crush principle carry on powder rub a kind of machinery of grinding of supplies. It is used in the trades, such as cement, coal, electric power,etc. mainly. The author of this text sets out in terms of use actually and economy,etc., pass serious research and demonstration , Design the vertical mill of this ML4532 and other control systems. It is should the vertical to rub regulate easily, grain size the even, noise the low, wear and tear light to raise dust the little, there is the simple the procedure not industrials, occupation of land the little in area, last merits, such as province,etc. system. Its control system is by 89C51, X25045 restore to the throne circuit, TLC2543A/D converter, person who cut off man-machine interface keyboard, LCD liquid crystal display, procedure memory, datum memory make up independently. It can meet control request of mill, but also can and switch amount signal gathered and controls to many way analog quantity. This text detailed introduction design principle, design process and use and maintain method and other design and each procedure of module of control system of mill.

Keyword: vertical to Rub , control , the data gather

一、设计（论文）内容
设计课题：实验室立磨及数据采集控制系统设计

二、设计（论文）依据
1 机械系过程装备与控制系统工程专业拟建设闭路粉磨自动化控制综合实验项目，主体粉磨设备ML4532两辊立磨，磨盘直径450，磨辊直径320，粉磨中硬石灰石，设计能力为0.5t/h，闭路粉磨，外置Ospea选粉机，工艺流程见附图

三、技术要求
1粉磨过程计算机控制;
2 喂料量对粉磨压力损失的跟随系统;
3 风机风量和压力损失的检测
4 控制系统变量超限报警系统设计;

四.毕业设计（论文）物化成果的具体内容及要求
(具体内容参照机械工程系毕业设计<论文>大纲及实施细则的有关要求填写)

图纸内容及张数

1 立磨系统总图一张；
2 立磨液压缸部装图一张及全套零件图；
3 磨盘装配图一张；
4 控制系统的硬件接线原理图1张；
　 5 工艺系统测控位置简图 1张；
全部计算机绘图 ,图量不少于3㎡。
设计要求:
4.1 ML4532两立磨总体设计;
4.1.1总体方案设计
4.1.2 工艺参数计算(转速、功率)；
4.1.3 结构参数设计 (缸体壁厚、支承结构及强度校核)；
4.2 ML4532立式磨控制系统设计；
4.2.1 以MCS-51单片机为CPU,设计出ML4532立式磨控制电路及软件程序
4.2.2 设计风量检测与控制系统，通过对进出立式磨风量检测与设定值比较，从而控制热风量和热源工作状态；
4.2.3 设计的系统客队多路模拟量和客观量信号进行采集和控制,即不但能满足上述技术要求,而且具有广泛的应用性；
4.2.4 设计控制系统的硬件接线原理图，系统程序框图，A/D转换器、显示器和存储器子程序。

实验室立磨及数据采集控制系统设计

内容简介：: 许成才一、设计（论文）内容设计课题：实验室立磨及数据采集控制系统设计二、设计（论文）依据 1 机械系过程装备与控制系统工程专业拟建设闭路粉磨自动化控制综合实验项目，主体粉磨设备辊立磨，磨盘直径 450，磨辊直径 320，粉磨中硬石灰石，设计能力为 h，闭路粉磨，外置粉机，工艺流程见附图三、技术要求 1 粉磨过程计算机控制 ; 2 喂料量对粉磨压力损失的跟随系统 ; 3 风机风量和压力损失的检测 4 控制系统变量超限报警系统设计 ; 许成才四文）物化成果的具体内容及要求 (具体内容参照机械工程系毕业设计大纲及实施细则的有关要求填写 ) 图纸内容及张数 1 立磨系统总图一张； 2 立磨液压缸部装图一张及全套零件图； 3 磨盘装配图一张； 4 控制系统的硬件接线原理图 1 张； 5 工艺系统测控位置简图 1 张；全部计算机绘图 ,图量不少于 3 。设计要求 : 立磨总体设计 ; 体方案设计艺参数计算 (转速、功率 )；构参数设计 (缸体壁厚、支承结构及强度校核 )；式磨控制系统设计；片机为计出式磨控制电路及软件程序计风量检测与控制系统，通过对进出立式磨风量检测与设定值比较，从而控制热风量和热源工作状态；计的系统客队多路模拟量和客观量信号进行采集和控制 ,即不但能满足上述技术要求 ,而且具有广泛的应用性；计控制系统的硬件接线原理图，系统程序框图， A/D 转换器、显示器和存储器子程序。许成才五 . 毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注研查阅并收集国内外相关资料和信息 ; 业实习 ,完成实习报告 ; 体设计方案确定 ;各部件结构改进方案确定 ,部装草图形成 ; 样设计、绘制 ,并将设计图样及时提交指导老师初审 ; 写设计说明书 ,根据指导老师意见修改图样 ,交全部设计文件 ; 5 准备答辩 ; 辩。许成才六 . 主要参考文献： 1 丁元杰北京 :机械工业出版社， 1999 2 何立民 ,列单片机应用系统设计北航出版社， 1992 3 李华 . 列单片机实用接口技术北航出版社， 1996 4 陈强 . 机械系统的微机控制清华大学出版社， 1996 5 俞光昀 . 计算机控制技术电子工业出版社， 1999 七、其他 1 设计说明书一份（不少于 10000 字）； 2 控制系统框图及调试成功的源程序一份 (可纳入设计说明书 ); 3 毕业实习报告一份（实习所在车间工艺流程图一份，不少于 3000 字） ; 4 控制系统设计资料及全部图样软盘拷贝一份 ;(说明书如打印 ,也拷入软盘 ) 摘要 . 立式磨是利用料床粉碎原理进行粉磨物料的一种研磨机械。它主要用于水泥、煤炭、电力等行业。本文作者从实际运用及经济等角度出发，通过认真的研究和论证，设计出了这款立式磨机及其它的控制系统。该立式磨易于调节、粒度均匀、噪音低、磨损小扬尘少、系统工业流程简单、占地面积小、投资省等优点。其控制系统是由 89位电路、转换器、独立中断式人机接口键盘、晶显示器、程序存储器、数据存储器组成。它不但能满足磨机的控制要求，也可对多路模拟量和开关量信号采集和控制。本文详细的介绍了磨机的设计原理、设计过程及使用和维护方法及其它的控制系统的设计和各个模块的程序。关键词：立式磨、控制、数据采集 to on a of of of It is in as of in of of It is to to is of in as is 9to up It of to of of of 目录 0前言 . 1 1 总体方案论证 . 3 计方案 . 3 2计算部分 . 4 辊宽度的确定 . 4 机通风量的确定 . 4 盘转速的确定 . 4 辊的压力的确定 . 5 需功率的确定 . 7 压缸的确定 . 7 3设计部分 . 8 速机的设计 . 8 压系统的设计 . 8 测控制系统的设计 . 9 磨材料的选择 . 9 制系统的设计 . 10 4结论 . 22 致谢 . 23 参考文献 . 24 附件清单 . 25 机械工程系毕业设计说明书 1 长期以来，球磨机作为一种传统的粉磨设备，一直垄断着水泥工业粉磨作业的全过程，所消耗的电能约占水泥生产总电耗的 70%左右，因此，粉磨作业的节能一直是水泥工作者高度重视的问题之一。球磨机的粉磨机理论基于冲击和研磨作用，其特点：（ 1）必须把几十吨，甚至上百吨的研磨体和物料同时带到一定的高度、；（ 2）研磨体作用在物料上的力变化较大，非人为所能控制；（ 3）研磨体之间以及研磨体与衬板之间存在着无用撞击，大量的能量被白白消耗；（ 4）存在过磨现象；（ 5）噪音大，一般为 100 120 （ 6）研磨体消耗大。由于球磨机粉磨机理存在上述缺陷，导致能量有效利用率极低，据资料报道，一般为 1 3%。以往水泥工业粉磨系统的节能改造工作都局限在球磨机本身及其系统的改造上，如改进磨机衬板、隔仓板、调整研磨体级陪、磨内通风、改开流系统为闭和系统、降低入磨物料粒度等等，都取得了一定的增产节能效果，但没有从根本上解决球磨机理上存在的问题。从国外二十年代末发明了立式磨技术以来，在水泥工业作为原料的烘干兼粉磨设备，节能效果十分明显。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特点：（ 1）物料受挤压，冲击和剪切作用，能量利用率高、电耗低，比球磨机节 0 30%。（ 2）烘干能力大。立式磨采用气体输送物料，在粉磨水份较大的物料时可控制入磨风温，在对物料进行粉磨、选粉、输送的过程中进行烘干；是产品达到要求的水份。在立式磨内可烘干粉磨水份高达 10 15%的物料。（ 3）入磨物料粒度大，可达辊磨直径底 5%，所以大中型立式磨可以省掉二级破碎。（ 4）产平的化学成份及细度稳定。物料在立式磨内停留时间仅 2 3分钟，而球磨机则要 15 20分钟。所以立式磨系统产品的化学成份可一很快测定、校正，成份波动小，有利于均化。此外，立式磨内的合格产品能及时分离出来，避免了过粉磨现象。产品细度可通过调节分离器转子转速迅速改变，细度稳定，粒度均齐，有利于煅烧。（ 5）工艺流程简单、占地面积小、建筑面积小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、实验室立磨及数据采集控制系统设计 2 选粉、输送无道工序于一体，工艺简单、布局紧凑。（ 6）噪音低、扬尘少，操作环境整洁立式摸的噪音仅为 80 85统在负压下工作，无粉尘飞扬，操作环境清洁。（ 7）研磨体消耗少，寿命长、运转率高。由于立式磨辊套与衬板之间不直接接触，磨损小，研磨体寿命长、运转率高。同时，磨机的控制系统也一直是人们所关心的问题，随着计算机在工业控制领域的应用迅速发展，我国水泥工业自动化程度正日益提高。计算机控制系统和各种新型仪表不断的推广使用，所以说设计出一个比较好的控制系统也是提高水泥的生产质量、效率的一个可靠的保证。本文以 89 转换器、立式中断键盘、晶显示器、并扩展 8255A 芯片作为控制单元共同组成了一个完整的数据采集控制系统。此系统不仅仅满足于此立式磨的控制，还能对多路模拟量和开关量信号采集和控制，此外本文还介绍了控制系统的各个模块的程序设计。由于立式磨在粉磨机理上比球磨机有重大突破，而且它的控制系统也是处于领先地位，它可对多路模拟量和开关信号进行采集和控制，正因为有这么多的优点，所以此系统水泥工业节能降低、推动粉磨技术的发展和重大的进步有着极为重要的作用。机械工程系毕业设计说明书 3 1 总体方案论证 (1) 磨盘及磨辊是立式磨最重要的部件之一 ,合理的磨盘形状配以相适应的磨辊 ,对提高粉磨效率、减少研磨体消耗有着极为重要的作用选择了一种具有两个辊的辊式磨 ,磨盘为平面、磨辊为锥台、磨辊轴与水平面呈15夹角 . (2) 立式磨的传动装置安置在磨机的下部 ,它既要带动磨盘转动 ,还要承受磨盘、物料、磨辊的重量以及加压装置施加的碾磨压力，是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直压力及冲击载荷，所以传动装置采用圆锥 (3) 加压方式的确定除摆辊外，所有型号的立式磨均有两种加压方式，即弹簧加压和液压加压。弹簧加压有三个严重的缺点：第一，由于磨辊和衬板逐渐磨损，对物料的加压逐渐减小，致使粉磨能力下降；第二，立式磨必须在满负荷状态下起动，要求电动机动力矩大，起动困难；第三，弹簧的压力不能自动调节，当磨内进入较大的物料或铁块等杂物时，磨机会严重过载，不利于呆板权运行。随着液压技术的发展以及对立式磨性能要求的提高，目前除大中型立式磨采用液压加压以外，小型的立式磨也采用液压加压，这重加压方式解决了弹簧加压的问题，碾磨压力稳定，调节方便，并且可以在运行中进行调节，当立式磨内进入铁块等杂物时，磨辊可以跳起越过杂物，此时由于蓄能器的缓冲吸振作用使磨机不会过载，此外，用这种加压方式还能很方便地抬起磨辊，使磨机能轻载或空载起动。因此，此重立式磨也采用液压方式提供碾磨压力。（ 4）控制方式的确定控制部份系统主要包括 A/位电路、存储器和作为人机接口的键盘、显示器等。实验室立磨及数据采集控制系统设计 4 2 计算部分立式磨设备的工艺参数与设备的性能有着密切的联系，但各工艺参数之间又存在一定系，由于各种立式磨的结构形式不一样，各工艺参数之间的关系各不相同。迄今为止，国内外均没有任何公司或制造厂商公开有关的计算公式，所以在设计时，主要通过类比和统计资料确定各个工艺参数。辊宽度的确定在磨辊对物料施加的碾压力以及磨辊直径一定的情况下，磨辊越宽，单位面积上的压力越小。不利于粉磨物料。磨辊越窄，对物料的压强越大，碾压过的物料细粉比例越大，但碾压的物料总量少，而且磨损较大。所以选择合适的磨辊宽度对提高粉磨效率、保证设备的使用寿命是非常重要的。根据统计资料虑到所设计的立式磨磨辊的形状与时考虑磨盘转速等因素的影响，并考虑到磨损的均匀性，取该比值为：机通风量的确定立式磨的通风量一方面要考虑能将粉磨过的物料中的产品带出机外，另一方面又要考虑到能将物料烘干到所要求的产品的水份。随意，立式磨的通风量与磨机产量、产品细度、入磨物料的水份、产品水份以及入磨风温有关。在入磨风温一定的情况下，若将入磨物料烘干到所要求的产品水份所需风量大于粉磨输送物料所需的风量，则应以烘干水份所需风量作为磨机通风量。根据资料统计，立式磨的通风量与产量之间有以下关系。 V=600400 106Q V 磨机通风量，（ 3m /h） Q 磨机的产量，（ t/h）盘转速的确定磨盘转速是立式磨的一个主要参数，与其他结构参数的确定有着密切的联系。机械工程系毕业设计说明书 5 如碾磨的压力，磨机的产量，传动功率，减速机的传动比等。不同形式的立式磨转速均不相同，但物料要求有一定的离心力并且相等，即 F=m（2D）（ 260n） 2 式中： F 物料受到的离心力 m 物料的质量 R 碾磨轨迹半径 D 磨盘的直径 N 磨盘的转速从上可看出，在相同的离心力下，磨盘的转速 n 与磨盘直径 D 的负次方成正比，但各种立式磨比例常数不一样，根据有关资料介绍 ,n= D ; :n= 据收集到的资料 ,立式磨磨盘转速与磨盘直径之间的关系大致为 : 所以此立式磨磨盘的转速大致为 : n=m 辊的压力的确定研磨压力的大小 ,直接影响磨机的产量和设备的性能则不能压碎物料、粉磨效率低、产量小、吐渣也大。压力大、产量高主电机功率消耗也增大，辊套和衬板的磨损也增大。因此，研磨压力是立式磨非常重要的参数之一，确定其大小时既要考虑所要粉磨的物料性能，又要考虑单位产品电耗，磨耗等诸多因素。由于辊磨的挤压方式决定了其料床的被挤压区内无论沿磨辊的周向还是沿磨实验室立磨及数据采集控制系统设计 6 辊的轴向的压力分布都是不均匀的，存在压力分布梯度、（如下图），且这种压力分布梯度是随磨辊的结构绝对尺寸及辊径与辊宽的比值而变化。假设每个磨辊的总的施加压力 F，那么作用于料床的被挤压区的单位面积内沿磨辊周向的平均压力为： 2F （ D ）令：）（并把P 2，假设作用于料床的被挤压区的单位面积内沿磨辊轴向的最大压力，P 从以上的几个公式可得： ax P ，将值代入上式得： P ）（， 3529m 实验结果表明：虽然辊磨的工作压力越大，其消耗的功率就越多，产量也就越高，但是为了保证实际运转中磨辊与磨盘中受挤呀压的料床不失稳，保证辊磨能稳定可靠的运行，对于生料磨其研磨辊轴向的最大压力 30名义压力以我们取和磨辊的直径，然后在根据磨盘直径可得出：F= 辊径和辊宽和角度都是已知的，然后在根据 30械工程系毕业设计说明书 7 需功率的确定设计一台辊磨时，不仅需要考虑到生产工艺上如喂料粒度等方面的要求，而且还需要考虑到具体的机械结构等因素，那么磨辊的名义直径辊的名义宽度辊的个数考虑到和磨消耗的净功率其磨盘名义直径： 52。K 那么辊磨的装机功率为： 52 。压缸的确定根据强度计算： 0 然后再根据活塞杆直径和缸径的比例关系如下图所示：缸径 32 40 50 63 80 90 100 110 125 10 12 16 20 22 25 28 32 0 12 16 20 25 28 32 36 40 4 18 22 28 36 40 45 50 56 6 20 25 32 40 45 50 56 63 8 22 28 36 45 50 56 63 70 0 25 32 40 50 56 63 70 80 2 22 28 36 45 56 63 70 80 90 5 32 40 50 63 70 80 90 100 5 45 56 70 80 90 100 110 即可选出一个缸径，考虑到经济和其他方面的的问题，此次设计选了缸径为 63。缸的厚度为： h=y）（ 0 h=y 1010631 0 0 06363 ）（实验室立磨及数据采集控制系统设计 8 3 设计部分在前面确定了减速机的结构形式为圆锥确定了用滚子轴承受磨辊的碾磨压力以及磨盘和物料的重量，具体设计如下 : 设计条件 : (1)传递功率 :2)入轴转速 :960r/3)输出转速 :87r/4)减速机 24 小时连续工作 ,负荷具有中等冲击 ,动荷系数为 5)减速机齿轮及轴承采用喷油浸油润滑 (6)寿命 : 50000 小时根据设计条件的参数加上上面计算所得的公比选择了一个标准的减速机。压系统的设计根据选定的设计方案，设计了具有液压加压、缓冲吸振以及安全保障功能的液压系统。该系统有电动机、油泵、滤油器、溢流阀、电磁换向阀、液控单向阀、电接点压力表、压力变送器、油缸、蓄能器、球心截止阀等组成。在磨机启动时，可利用液压系统对油缸左腔冲油，使磨辊抬起，以便磨机轻载起动。磨机起动完毕后，开动油泵电机给油缸腔充油，对物料施加粉磨压力，一旦达到所要求的压力，则油泵电机停止工作，液控单向阀对系统保压，蓄能器起缓冲、吸振作用使油泵以及系统不会因过载而造成损坏。需检修、更换磨辊辊套时，可对油缸左腔冲油，使磨辊翻出机外达到所需要的检修位置，然后关闭球芯截止阀，磨辊就会停留在该位置上，即可进行检修、更换。检修、更换完毕后。检修、维护十分方便。由于立式磨加压系统对加压速度、翻滚速度没有要求，且工作时间短，所以就选择了高压、低流量齿轮油泵。根据磨辊的质量和其在翻滚过程中的几何位置关系、以及行程，确定了其安装位置。液压系统的一些元件均采用标准件，以利于保证质量、降低造价以及维护、保养。机械工程系毕业设计说明书 9 为使立式磨能够安全、可靠的运行，除立式磨粉磨系统需要检测、控制系统外，该立式磨主机设置了以下检测、控制内容。（ 1）振动指示、记录、报警、停机。立式磨在工作过程中可能发生断料和喂料过多引起磨机振动速度应限制在一定范围内，当超过一定值时则报警，超过允许振动的最大值时停主电机。采用厕振传感器配带上下触点的显示仪表则可实现该功能。（ 2）加压压力指示、报警。为使立式磨经济、可靠的运行，磨辊加压压力必须控制在一定的范围内。当发生意外情况该压力超过允许的最高压力时，则报警，提示操作者处理。（ 3）入磨热风温度指示、报警。入磨热风温度必须控制，以保证设备零、部件正常工作，当超过允许的上限值时则报警。（ 4）减速机供油压力指示、报警、停机。减速机的齿轮采用喷油润滑，供油必须具有一定才能保证齿轮副润滑良好，因此设计该检测系数，当压力低于设定压力时，发出报警信号。当压力低于保证润滑最低压力时，发出停机信号，使主电机停机，确保减速机的安全。（ 5）润滑油供油温度指示、报警、停机。为了使减速机的轴承和齿轮副得到良好的润滑和冷却，除要求有一定的供油压力外，还必须将供油的温度控制在一定范围内，当供油温度超过设定的控制值时，发出报警信号。达危险油时发出停机信号。（ 6）主电机电流指示。主电机电流反映了立式磨的工作状况，操作者能够根据主电机电流调节加压系统压力，使立式磨在经济状态下运行。（ 7）分离器转子转速指示、控制。分离器转子转速是保证产品细度的重要参数之一，为使立式磨能够生产出合格的产品，分离器转子转速必须具有显示和控制装置。采用调速电机、调速器即可实现。立式磨的研磨元件是磨辊辊套和磨盘衬板，特别是辊套不仅受到高速气流和物流的冲刷作用。因此不仅要求材料具有很高的硬度以防表面接触磨损，同时要求具有一定的冲击韧性，防止表面受到的剪切力使材料呈微粒状剥落。国外立式磨制造长曾经使用过高锰钢、冷激白口铸铁、制造立式磨辊套和磨盘衬板。特别是镍硬的材料耐磨性能比较好，在各种立式磨上应用广泛。近几年，国外又研制出一种新的耐磨材料高铬铸铁，起耐磨性能是镍硬左实验室立磨及数据采集控制系统设计 10 右，从而得到了广泛的应用。经过大量的调查和研究，并队其各种材料的价格等多方面的比较分析，选择了性能较好，价格适中，供货渠道较广的高铬铸铁作耐磨材料。同时在加工的同时采用了新的加工方法，以保证制造质量，缩短更换时间、延长使用寿命，提高设备的运转率在现在的控制的系统中单片机控制的应用越来越广泛，它的整个系统包括：A/据存储器、程序存储器、盘、复位电路、8255框图如下：图 4 控制系统总框图单片机是以 51 系列单片机为主。在众多的 51系列单片机中，要算司的实用，因为它不但和 8051 指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K 程序存储器是艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。 A/D、 D/备等检测与控制装置中应用比较广泛的器件。随着大规模集成电路技术的发展，各种高精度、低功耗、可编程、低成本的 A/得微机控制系统的电路更加简洁，可靠性更高。外围电路的连线简单，三个控制输入端为选 )、输入 /输出时钟 (I/O 及串行数据输入端 (片内的 14通道多路器可以选择 11 个输入中的任何一个或 3 个内部自测试电压中的一个，采样保持是自动的，转换结束， 11 个模拟输入通道；机械工程系毕业设计说明书 11 66 最大转换时间为 10s ；行接口；线性度误差最大为 1 低供电电流 (1；掉电模式电流为 4A 。拟输入端，由内部多路器选择。对，驱动源阻抗必须小于或等于 50 ；选端，高到低变化将复位内部计数器，并控制和使能 I/O 低到高的变化将在一个设置时间内禁止；行数据输入端，串行数据以，用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压，之后 I/O A/D 转换结果三态输出端，在引脚处于高阻状态；当引脚由前一次转换结果的换结束端。在最后的 I/O 源正端、地；正、负基准电压端。通常大输入电压范围取决于两端电压差； I/O 钟输入 /输出端。次转换和数据传送使用 16 个时钟周期，且在每次传送周期之间插入在 S 变低时开始转换和传送过程， I/O 个上升沿将8 个输入数据位键入输入数据寄存器，同时它将前一次转换的数据的其余 11 位移出 I/O I/O 由于 51系列单片机不具有了便于与用软件合成减少数据传送速受微处理器的时钟频率的影响，尽可能选用较高时钟频率。 I/O 时钟、数据输入、片选信号由供，转换结果由实验室立磨及数据采集控制系统设计 12 液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。字符型液晶模块是一种用 5阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行 16个字、 2行 16个字、 2行 20个字等等，这里以常用的 2行 16个字的此处采用标准的 14脚接口，其中地电源， 5V 正电源，液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生 “ 鬼影 ” ，使用时可以通过一个 10寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当低电平晶模块执行命令。 7 为 8位双向数据线 8255A 具有 24 条输入 /输出引脚、可编程的通用并行输入 /输出接口电路。它是一片使用单一 +50脚双列直插式大规模集成电路。 8255A 的通用性强，使用灵活，通过它 8255输出通道：通道 A、通道 B、通道 C。 8255 数据端口 A、 B、 C；组控制；读 /写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。端口 A：包括一个 8 位的数据输出锁存 /缓冲器和一个 8 位的数据输入锁存器，可作为数据输入或输出端口，并工作于三种方式中的任何一种。端口 B：包括一个 8 位的数据输出锁存 /缓冲器和一个 8 位的数据输入缓冲器，可作为数据输入或输出端口，但不能工作于方式 2。端口 C：包括一个 8 位的数据输出锁存 /缓冲器和一个 8 位的数据输入缓冲器，可在方式字控制下分为两个 4位的端口（），每个 4位端口都有 4 位的锁存器，用来配合端口 A 与端口 B 锁存输出控制信号和输入状态信号，不能工作于方式 1或 2。在单片机控制系统中，单片机由于受到各种干扰而不能可靠上电复位，甚至在程序运行过程中出现死机是普遍存在的问题。目前单片机广泛应用于家用电器、汽车电控、工业自动化控制等系统中，单片机能否可靠上电复位和如何有效对程序运行进行监控，关系到单片机系统设计的成败。菱、东芝等许多公司为提高单片机运行的可靠性，相继开发了内置有电压检测和看门狗定时器功能的单片机。但在我们实际使用过程中，发现这些内置的功能并不理想。尤其在电源电压波动比较大和电源开关比较频繁的场合，往往不能可靠上电复位甚至出现死机。保证单片机可靠上电复位，以及对程序运行进行监控，机械工程系毕业设计说明书 13 特别是对 51 系列内部没有看门狗定时器的单片机显得尤为重要。复位电路，它既能保证单片机系统在上电时产生可靠的复位脉冲，又能在单片机死机时对其进行自动复位。门狗定时器，电压监控和合在单封装之内。这种组合降低了系统成本并减少了对电路板空间的要求。看门狗定时器对微控制器提供了独立的保护系统。当系统鼓掌时，在可选的超时周期之后，门狗将以号作出响应。用户可从三个预制的植中选择此周期。一旦选定，即使在电源周期变化之后，此周期也不改变。利用测电路，可以保护系统使之免受低电压状况的影响。当统复位。复位一直确保到它的引脚包括以下几个： 1 串行输出（是推动串行数据输出引脚。在读周期内，数据在此引脚上移出，数据由串行时钟的下降沿同步输出。 2 串行输入（是串行数据输入引脚。所有操作码，字节地址以及写入存储器的数据在此引脚上输入。数据由串行时钟上升沿锁存。 3 串行时钟（它的控制用于数据输入和数据输出的串行总线定时。操作码，地址或出现脚上的数据在时钟输入的下降沿之后发生改变。 4 芯片选择（当高电平时，被选择，出引脚处于高电阻状态，除非内部写操作正在进行，负则处于备用电源方式。 25045 工作，把它置于工作电源方式 . 5 写保护 (当低电平时 ,非易失性写操作被禁止 ,但是器件的其它功能仍正常所有的功能都正常 . 6 复位 ( 高电平有效。只要降至低于最小变为高电平。工作原理：括一个 8位指令寄存器。它可以通过据在上升沿由时钟同步输入。在整个工作期内，须是低电平且视总线，如果在预置的时间周期内没有总线的活动，那么它将提供键盘是一组按键的集合。按键是一种按压式或接触式常开型按纽开关。平时按键的两个触点处于断开状态为按压式或接触式按键时，两个触点才处于闭合连接状态。键盘接口与键盘程序的根本任务就是要检测有没有键按下？按下的是哪个位置的键？这个键的键值是多少？为了让常将按键开关的一个触点通过一个电阻接 +5一个触点接地或低电平。独立式键盘的特点：各按键相互独立，有个按键的“按零端”均接地，每个实验室立磨及数据采集控制系统设计 14 按键的“测试端”各接一根入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其它输入线上的工作状态。这样，通过检测输入线的电平状态就可以很容易地判断哪个按键被按下了，因此操作速度高，而且软件结构很简单，所以，此处就采用了独立式中断键盘。 89 I/O 接口直接接口 ,它的内部有复位电路 ,能进行上电复位 F 为 1,在电源电压后 ,此状态可维持 10位执行以下命令 : 1，清除显示 2，功能位置，，为 8位数据长度接口； N=0，单位显示； F=0，为 5 7电阵字符等； 3，开 /关显示， D=0，关显示， C=0，关光标； B=0，关闭烁功能； 4，进入方式设置， I/的，地址采用递增方式； S=0，关显示移动功能。各个模块的程序设计如下： A/ 设通道 /方式控制字存放在序在读出前一次转换结果的同时，将该通道/方式控制字发送到去，转换结果存放在相邻地址的存储器中。存储器地址从 30H 45H，且高字节在前，低字节在后。 00H P， 50H ；堆栈指针初始化 1， 04H ；， B ；如果为 1，先做低字节 5， 08 ，；数据位读入进位位 C ；输出方式 /通道位；产生 I/5，；输入 /输出另一位 2， A ；高字节送入械工程系毕业设计说明书 15 ， B 5， 08 ， C 5， 3， A ， B ，， 0 ， 02 B ， 030H 1， A ， A 1 ， A 位电路（可编程看门狗）的程序： I O 0000H 1,#0P,#60H 实验室立磨及数据采集控制系统设计 16 A,#1 A,#08 A,#45 A,#06 4 4 1R ,#00H 机械工程系毕业设计说明书 17 30H S ， 1R 2 003R， 3R， #10H 1R ， #0 0R， #30H A， #02 A， A， 00018 3R， R #4/#10H 0R， #40H ， #03H A， #00 0R， A 04R ， R ， #8 A 2R ， #8000H A， #0H A 械工程系毕业设计说明书 19 A， #0A#30H A A， #0 A A， #06H A #A， #43H A A， #53H A A#26H A A， #53H A #8000H A， #0 A #A， #39H A A， #32H A A， #32H 实验室立磨及数据采集控制系统设计 20 A A #8000H A， B A 盘的程序清单： A,#0 00 0: 1 A,30H A,#04H,30H,#0 30H 1: 2 A,#1 2: 3 A,#2 3: ,#3 机械工程系毕业设计说明书 21 3 A,30H 9 30H C A,#12 A # 5: 0A,A A,#06: 0A,A A,#0验室立磨及数据采集控制系统设计 22 4 结论

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