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毕业设计任务书 自动化 学院 自动化（数控技术 ） 专业 设 计 题 目 母线槽参数检测机构运动 控制电路设计 学 生 姓 名 班 级 起 止 日 期 指 导 教 师 教研室主任 发任务书日期 2008 年 2 月 25 日 检测对象为单层母线槽和双层母线槽，每层分为 3、 4、 5 排三种，母 线槽长度范围 3 4m。控制轴数为 X、 Y、 U、 V 共四轴。 论文 )的内容和要求 (包括技术要求、图表要求以及工作要求等 )： 采用 8031 作为 扩程序存储器和数据存储器。 I/O 用 8255 扩展，键盘及选择开关用 8155 扩展，步进电机脉冲信号经锁存器输 出。 6 位 态显示： 其中一位十六段的“米“字形的 于显示 字母，其余的五位皆是七段 中的第一位 于显示坐标负 号，其后三位用于显示检测机构位移量的整数部分，最后一位 于 显示检测机构位移量的小数部分。 （ 1）毕业设计开题报告 1 份 （ 2）控制系统原理图 1 份 （ 3） 1 份 （ 4）英文翻译资料 1 篇 （ 5）毕业设计论文 1 篇 （ 1） 单片机原理及接口技术 ,李朝青，北航出版社， 1993 （ 2）单片机应用系统设计 ,何立民，北航出版社， 1990 （ 3）单片机原理及应用 ,赵德安，机械工业出版社， 2004 年 论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 第十三周 第十四周 第十五周 第十六周 熟悉课题 收集毕业设计课题有关资料 撰写毕业设计开题报告 拟定设计方案 设计 展电路 设计显示电路 设计 I/O 接口电路 设计键盘扩展电路 用 制 展电路原理图 用 制其余电路原理图 绘制 设计程序流程图 英文资料翻译 撰写毕业设计论文 修改毕业设计论文 毕业答辩 教研室审查意见： 室主任 年 月 日 院 审查意见： 院领导 年 月 日 本科毕业设计（论文）开题报告 题目： 母线槽参数检测机构运动控制电路设计 专 业： 自动化（数控技术 ） 班 级： 学生姓名： 指导教师： 2008 年 3 月 本科毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 学 号 专 业 自 动化（数控技术 ） 指导教师 职 称 所在院系 自动化学院 课题来源 自拟课题 课题性质 工程 设计 课题名称 母线槽参数检测机构运动 控制电路设计 毕业设计的内容和意义 毕业设计的具体内容： 采用 8031 作为 扩程序存储器和数据存储器。I/O 用 8255 扩展，键盘及选择开关用 8155 扩展，步进电机脉冲信号经锁存器输出。6 位 态显示：其中一位 16 段的“米”字形的 于显示字母，其余的五位皆是七段 中的第一位 于显示坐标负号，其后的三位用于显示检测机构位移量的 整 数部分 ，最后一位用于显示小数部分 。 采用单片机的基本原理、接口技术及系统应用等知识， 根据自动检测母 线槽导电片电阻及导电片之间的绝缘强度等技术参数的要求 ， 进行母线槽 参数检测机控制系统（下位机）的设计。 本课题设计的意义 如下 ： 本课题对母线槽 参数检测机 构运动控制系统 的应用进行 电路 设计，以达到能够自动检测 母线槽 绝缘强度和导线电阻这两个技术参数的目的，其设计意义如下： 1、 母线槽与我们的生活密切相关。母线槽 主要用于近距离的电力传输 ，尤其在现代高层建筑及电缆桥架领域，几乎都是用 它 进行 电力 传输 。 2、 目前 在 国内 ，母线槽 技术参数 的检测 还是由人工完成，其自动检测技术还是个空白。 该设计可在这方面提供一定的参考应用价值。 3、减小操作误差。 手动定位检测头检测 母线槽 的导电片 电阻 和导电片间的绝缘强度，很容易由于定位不准而产生操作误差 。 4、降低检测人员的人身安全。 在检测 母线槽 的绝缘强度时，需要对 母线槽 通以高电压，这无疑会威胁到检测员的人身安全 。采用本控制系统可对检测头进行自动定位及检测，能提高检测效率及操作的安全性。 5、适应市场需求。 随着社会的发展，人工检测远远不能满足社会对生产率的要求，采用自动检测技术将会大大提高企业的生产率，减少人员的投入，给企业带来广阔的市场前景和显著的社会效益。 文 献 综 述 文献综述： 母线槽 主要技术参数自动检测时，下位机接收上位机发送的启动信 号 开始工作，控制检测台的传送装置和气压传动定位机构传送和定位母线槽 。接着，下位机通过运动机构控制检测系统导电片的电阻与导电片间的绝缘强度，并显示控制轴的位移量。 文献（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）主要对控制传动和定位的控制系统的硬件设计提供了大量内容作为参考，主要是单片机的基本原理、接口技术以及系统设计方面的知识。文献（ 5）主要是全面、系统、多方位地介绍了国内外单片机的新颖外围电路、新器件与新技术，为实现优化设计 、完成系统集成创造了有利的条件。例如，本文献中较少的估计上现正流行的智能化传感器及网络化智能传感器、可 编程精密数据采集专用集成电路、带 16 位 /24 位 式 微控制器的高精度数据采集单片系统、单片精密 U/F、 F/U 转换器，均给人耳目一新的感觉。文献（ 6）主要从自动控制的基本概念出发，较为系统地介绍了单片机的结构原理及控制系统的结构，特别强调单片机 控制系统的特点，包括输入通道结构原理及传感器技术，输出通道及功率驱动电路；针对单片机的特点，还专门介绍了单片机的控制方法；由于在工业控制及各类领域的控制中，把电信号转换为动力基本上依赖于点击，所以本文献还专门介绍了单片机对电机的控制方法。文献（ 7）主要强调了在 8051单片机系统扩展与综合应用两方面的专业知识。文献（ 8）（ 9）针对控制系统硬件电路的绘制的基础知识作了介绍，主要是电路原理图的设计、生成报表文件、元件的封装、 的布局和布线等方面知识， 在用 制 展电路原理图和其余电路原理图时做了大量的参考。 主要参考文献： （ 1）单片机原理及接口技术，李朝青，北京航天航空 出版社， 1993 （ 2）单片机应用系统设计，何立民， 北京航天航空出版社 ， 1990 （ 3）单片机原理及应用，赵德安，机械工业出版社， 2004 （ 4）单片机智能控制技术，刘建辉，国防工业出版社， 2007 （ 5）单片机外围电路设计，沙占友，电子工业出版社， 2003 （ 6）单片机在控制系统中的应用，余永权，电子工业出版社， 2003 （ 7） 8051 单片机彻底研究实习篇，林伸茂，中国电力出版社， 2006 （ 8） 子电路设计，文艳、谭鸿，机械工业出版社， 2006 （ 9） 路设计与仿真技术 ， 王正谋 ， 福建科学技术出版社 ， 2006 研 究 内 容 1、在本课题控制系统硬件电路的设计中， 用了 8031 单片机。外扩了32K 的程序存储器 ，用来存放预先编制好的控制程序； 外扩了 4K 的 数据存储器，用来存放控制检测头运动位移量的检测程序 。 2、采用 6 位 态显示。其中一位十六段 “米”字形 于显示字母，其余的五位皆是七段 中第一位用于显示坐标负号，其后三位用于显示检测机构位移量的整数部分，最后一位用于显示检测机构位移量的小数部分。 3、用 8155 芯片扩展编辑按键和母线槽种类选择开关。编辑按键有： 09、 、 Y、 U、 V、 M、 N、 F、 ；母线槽种类选择 开关有六种选择：一层三列、一层四列、一层五列、两层三列、两层四列、两层五列。 4、用 8255 扩展了若干个 I/O 口， 用来控制 位置检测信号、压力继电器信号、步进电机正负超程信号的输入和异步电机起停信号、电磁换向阀换向信号、绝缘强度检测仪与微欧计测量头切换信号的输出 。 5、选择 锁存器 74来锁存输出控制四个 步进电机的正反转脉冲信号。 研 究 计 划 第 1 周 熟悉课题 第 2 周 搜集毕业设计课题有关资料 第 3 周 撰写 毕业设计 开题报告 第 4 周 拟定设计方案 第 5 周 设计 展电路 第 6 周 设计显示电路 第 7 周 设计 I/O 接口电路 第 8 周 设计键盘扩展电路 第 9 周 用 制 展电路原理图 第 10 周 用 制其余电路原理图 第 11 周 绘制 第 12 周 设计程序流程图 第 13 周 英文资料翻译 第 14 周 撰写毕业设计论文 第 15 周 撰写毕业设计论文 第 16 周 毕业 答辩 特 色 与 创 新 本论文特色与创新如下： 1、本课题所设计的硬件电路经进一步完善，结合控制软件，可自动控制检测头的移动和检测，代替了传统的手工检测，提高了检测效率和精度，降低了操作人员的危险 性。 2、采用单片机作为控制系统硬件电路的控制核心， 自动检测 一 层三列、 一层四列、 一 层五列 、两 层三列、 两 层四列、 两 层五列 六个种类 的 母线槽 的技术参数， 自动化程度高， 检测范围宽 ， 控制电路简单实用。 指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 主任签名： 年 月 日 院 意见 院领导 签名： 年 月 日 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） I 摘 要 本文根据自动检测母线槽导电片电阻及导电片之间的绝缘强度等技术参数的要求，设计了母线槽参数检测机控制系统（下位机）。本设计采用 8031 作为扩程序存储器和数据存储器 ;I/O 口用 8255 扩展， 用来控制 位置检测、压力继电器等信号的输入和异步电机起停、测量头切换等信号的输出 ;键盘及选择开关用 8155 扩展，步进电机脉冲信号经过锁存器输出； 6 位 态显示：其中一位 16 段的“米”字形的 于显示字母，其余五位七段 于显示数字。 母线槽主要技术参数自动检测时，下位机接受上位 机发送的启动信号开始工作，控制检测台的传送装置和气压传动定位机构传送和定位母线槽。接着下位机通过运动机构控制检测系统导电片的电阻与导电片之间的绝缘强度，并显示控制轴的位移量。该控制系统硬件电路经进一步完善，结合控制软件 ，能够自动控制检测头的移动及检测，而整个控制系统还能自动控制母线槽的传送、定位、贴标、升降以及包装。整个控制系统的自动化程度高，避免了手动检测效率低、安全性差等缺点，在母线槽技术参数自动检测方面有一定的参考应用价值。 关键词： 母线槽；检测机构；控制系统；硬件电路 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） to of of a of of in 031 as It 2K K to a 6 ED , of At 155 is to of 4is to of to If of is is it of of of is of is in 京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 录 第一章 绪 论 . 1 . 1 . 1 线槽参数检测机的检测内容 . 2 线槽参数检测机控制系统的组成及工作流程 . 4 线槽参数检测系统的组成 . 4 线槽参数检测系统的工作流程 . 4 第二章 母线槽参数检测机硬件电路设计 . 8 线槽参数检测机硬件系统组成方案的拟定 . 8 展电 路的设计 . 9 选择 . 9 选择 . 错误 !未定义书签。 选择 . 错误 !未定义书签。 存器的选择 . 错误 !未定义书签。 储器扩展电路的设计 . 错误 !未定义书签。 . 15 盘及选择开关接口芯片的选择 . 15 盘及选择开关电路 . 18 路的设计 . 19 存器的选择 . 19 段 . 19 六段“米”字形 . 20 示电路 . 21 （论文） 线槽参数检测机（下位机）硬件电路 . 32 第三章 母线槽参数检测机控制程序流程图设计 . 33 程序流程图的设计 . 33 盘扫描程序流程图的设计 . 34 动键盘扫描程 序流程图的设计 . 34 辑键盘扫描程序流程图的设计 . 38 第四章 硬件电路原理图及 . 43 基础知识 . 43 基本操作 . 错误 !未定义书签。 路原理图的设计步骤 . 45 的设计步骤 . 46 . 47 制原理图中的问题与解决 . 47 元器件的封装 . 47 . 49 第五章 结 论 . 51 文总结 . 51 想 . 52 致 谢 . 53 参考文献 . 54 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 1 第一章 绪 论 言 随着中国科技的不断发展，各行各业对电力资源的要求越来越高，而这无疑对电力传输提出了更高的要求。目前，在远距离电力传输方面，电缆的生产和应用已相当成熟，完全满足传输需求；而在近距离传输方面，电缆无法达到理想的传输效果，母线槽的出现恰巧能弥补这一漏洞。 有关资料显示， 2005 年中国市场的母线槽产品总需求量已近 100 亿元，从2000 2005 年，每年的市场增长率约为 20%。 据专家预测：随着 中国经济的可持续蓬勃发展，国内母线槽市场预计在今后数年内将保持 20%的持续增长。如此数量的市场需求，使母线槽产品得以 迅速发展并在电力系统中广泛应用。 随着 母线槽产品 的 广泛应用 ，母线槽技术参数的检测问题也就随之产生。 母线槽的主要技术参数是导线电阻和绝缘强度，对这两个参数的检测在国内还是由人工完成的，其自动检测技术在国内还是个空白。检测人员手动控制检测头去检测母线槽的导线电阻和绝缘强度，手动定位很容易带来由于定位不准而产生的操作误差，这与我们对母线槽技术参数准确性的要求是相冲突的。另外，在检测母线槽的绝缘强度时，需要对母线槽通以高压，这无疑会威胁到检测人员的人身安全。随着社会的不断发展，人工检测技术远远不能满足社会对生产率的 要求，开发母线槽参数检测机，可以完成对母线槽主要技术参数的自动检测，这可以有效地提高检测的自动化程度，提高检测精度，保证检测人员的安全。 线槽简介 母线是一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体，母线槽（ 称作汇流排）由绝缘材料包裹的几条并排母线加上金属外壳封装而成。母线槽系统是由各种母线槽单元首位链接并加上端接部分和附件组成的封闭式的输配电系统，它是一种新型的电力传输设备，传输的容量范围从 25 安培到 7500 安培，其功能类似于电缆，其构架及安装类似于空间管道系统，适用于各种高层建筑和 工矿企业的输配电系统。 组成母线槽系统的单元按照功能的不同可分为标准母线槽单元、特殊结构母线槽单元、特殊功能母线槽单元、端接部分和附件。标准母线槽是在母线槽系统中最常用的单元，承担主要的输配电任务，其中直线型母线槽根据需要可带有插孔，电流由此引出至用电设备；特殊结构的母线槽单元在走线现场遇到特殊情况南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 2 下使用，主要绕过走线时所碰到的障碍物；特殊功能的母线槽单元包括伸缩节、膨胀节、变容节和分岔母线，对于母线槽系统有特殊的作用；附件用于母线槽系统的安装，固定作用，安装在开关柜上，终端套则是在各条母线槽分支的终端必须 安装的单元，防止异物进入。 特殊功能的母线单元在母线槽系统中的作用非常重要。变容节中的母排是有不同界面的母排焊接而成，电流经过变容节后，自动下降，不用再通过其他的变容手段，当需要变化电流等级时，直接用变容节来改变母线槽的电流等级即可；膨胀节内用软电缆代替母线，整个母线槽系统因电热的影响，木牌会产生伸缩现象，此时通过膨胀节中的软电缆的调节就能使系统避免遭破坏木牌如果哦连续50 米以上不改变方向或没有分支，需要安装膨胀节；由于母线槽系统的测量和制造上存在误差，当系统较长是，会产生较大的积累误差，此时可以安装可调 节母线槽，这种母线槽的长度可以在一定范围内调节来消除误差。特殊母线槽通常在大型工程中使用较多，以保证系统的安全经济可靠地运行。 图 母线槽系统的安装示意图，将始端箱接在开关柜上，电流由此引入，严格个输配电母线槽单元将电能输送到系统的各个部分，将连接有用电设备的插接箱插入母线槽上的插孔即可使用，各个母线槽单元之间的连接有对接式和插接式两种，通常用螺钉或链接铜排连接非常方便。母线槽的安装通常用托架、吊臂和弹簧支架作为支撑，为了便于 安装，母线槽系统通常沿墙、柱子和屋顶走线，同时也占用较少的空间。 图 母线槽系统的安装示意图 母线槽系统的单元分类和功能见表 线槽参数检测机的检测内容 母线槽参数检测机的主要检测内容为： 母线槽内各个导电片的电阻； 母线槽内导电片之间的绝缘强度。导电片电阻和导电片之间的绝缘强度是母线槽的主要技术参数。导电片电阻是影响母线槽导电能力的主要因素。我们都知道，导线电阻的增大，会增加电能在传输过程中的电损耗，而母线槽也是如此。另外， 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 3 表 线槽系统的单元分类和功能 类别 实例 功能 标准母线槽 始端 母线槽、直母线槽（可带插孔）、 T 型母线槽、十字型母线槽 输配电 特殊结构 Z 型母线槽、 母线槽、 母线槽、 母线槽、任意角度母线槽 输配电，特殊情况下使用 特殊功能的母线槽 伸缩节、膨胀节、变容节、分岔母线 完成温度调节、规格转换、误差补偿等特殊功能 附件 插接箱 连接用电设备 托臂、吊架、弹簧支架、螺钉 系统的安装 端接部分 始端箱、终端套 保护，结构上必须 导电片之间的绝缘强度则是影响母线槽安全性能的主要因素。因此，检测母线槽这两个技术参数是十分重要的，这能帮助我 们更加准确有效地把不同种类及型号的母线槽应用到最适合它们的场合。示 ，其中图 (a)检测的是导电片电阻，图 (b)检测的是导电片之间的绝缘强度。 1、检测头 2、气缸 3、母线槽 (a) 检测导线电阻 (b) 检测绝缘强度 图 线槽参数检测示意图 微欧计 绝缘强度检测仪 (a) 1 2 3 (b) 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 4 上位机 贴标机 打印机 测试系统 功率放大系统 辅助动作 控制电路 运动驱动机构 辅助动作执行机构 包装机构 母线槽 定位机构 运动机构控制系统（下位机） 检测台 母线槽 线槽参数检测机控制系统的组成及工作流程 线槽参数检测系统的组成 母线槽参数检测系统主要由上位机、运动机构控制系统（下位机）、贴标机、打印机、包装机构、检测机构、气压传动机 构等部分组成，其中母线槽参数检测机的控制系统主要由控制电路和气压传动两部分组成。图 母线槽参数检测系统的组成简图。 图 线槽参数检测系统的组成 线槽参数检测系统的工作流程 母线槽参数检测机控制系统的下位机部分 控制的信号有：检测台上的传送电机，一个纵向定位气缸，两个横向气缸和这两个气缸上的压力继电器；包装台上的传送电机，一个定位气缸，两个上升气缸；两个检测头的气缸； X、 Y、 U、 X、 Y、 U、 V 四个坐标 方向的进给， X、 Y、 U、 V 的超程。检测 台和包装台的传动机构如图 示。 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 5 7、 10、 11、 12、 13、 及 U 轴滑台 14、 及 U 轴步进电机 15、 16、 17、 及 V 轴步进电机 18、 图 测台和包装台的传动机构示意图 母线槽参数检测系统工作过程如下：上位机（ ）发送启动信号给下位机，然后，下位机开始工作。下位机控制检测台传送装置和气压传动定位机构传送及定位母线槽。之后，下位机通过运动机构控制检测系统检测导电片的电阻以及导电片之间的绝 缘强度，并把结果传送给上位机。上位机接受到检测完毕的信号后，根据检测结果判断母线槽是否合格，若合格，则发送信号给打印机，打印机打印出所测母线槽的条码。然后，上位机发送信号给贴标机，并控制贴标机把条码贴到母线槽上。贴标机贴标完毕后发送信号给上位机，上位机接着发送信号给下位机，由下位机控制完成对母线槽的包装。 下面将按照前文叙述的工作过程给出母线槽参数检测机（下位机）控制系统的工作流程图（图 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 6 检测台母线槽传送电机启动 检测台纵向定位缸升起 检测台母线槽传送电机停止 检测台左端侧向定位缸启动 检测台右端侧向定位缸启动 连接绝缘强度检测仪 两检测头移动、定位、检测并将检测结果发送给上位机 检测头检测完后回检测起点 连接检测电阻的微欧计 两检测头移动、定位、检测并将检测结果发送给上位机 开始 Y N N 母线槽纵向到位？ 左、右端侧向定位缸到位？ 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 7 图 线槽参数检测机控制系统（下位机）的工作流程 检测头检测完后回检测原点 检测台左、右端侧向定位缸退回 检测台纵向定位缸退回 检测台母线槽传送电机启动 包装台母线槽传送电机启动 包装台纵向定位缸升起 母线槽离开检测台后检测台电机停转 母线槽到达包装台后包装台电机停转 发送信号给上位机，启动贴标机贴标 贴标结束后，包装气缸升起 延时，包装 定位气缸退回 包装气缸退回 结 束 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 8 第二章 母线槽参数检测机硬件电路设计 线槽参数检测机硬件系统组成方案的拟定 母线槽参数检测机的控制电路主要有以下四部分组成： 储器 扩展电路、显示电路、信号输入 /输出电路、键盘扩展电路。控制电路的大致设计思路如下：采用 8031 作为 、外扩 27256（ 32k 8）和 6264（ 8k 8）、I/O 口用 8255 扩展、步进电机控制信号经过 74存器后输出、键盘和选择开关用 8155 扩展、显示电路用 6 位 态显示：其中一位十六段的“米”字形的 于显示字母，其余的五位皆是七段 体的电路设计将在后面作详细的介绍。母线槽参数检测机硬件系统组成方案如图 示 。 8031 扩 27256） 外扩 6264） 6 位 示电路 8155 手动控制电路 键 盘 母导线的种类选择开关 输出信号光 电耦合电路 8255 输入信号光 电耦合电路 控制 X、 Y、U、 V 轴电机正反转的光电耦合电路 图 件系统组成框图 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 9 储器 扩展电路的设计 控制系统硬件电路的 储器扩展电路部分： 用 8031、 外扩 程序存储器（ 采用 27256（ 32k 8）、外扩数据存 储器（ 采用 6264（ 8k 8） 、锁存器采用 74节主要对它们的引脚图、引脚功能及相关知识作了简单介绍。同时，给出了 储器扩展电路。 选择 单片机的种类繁多，常见的 列单片机有 8031 和 8051。虽然 8051有内部 其容量只有 4储空间较小，满足不了本次毕业设计的要求。另外， 8031 目前使用比较广泛，且 8051 与 8031 相比价格偏高，所以在本次设计中，控制系统硬件电路的 择用 8031。 8031 是 列单片机的典型产品， 采用 40 引脚的双列直插封装（ 式），其引脚图如图 示。按其引脚功能，这些引脚可分为四类： （ 1）电源引脚 2 根） 1） 40 脚）：接 +5V 电压。 2） 20 脚）：接地。 （ 2）外接晶振引脚 2 根） 19 脚）和 18 脚）引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接连接到内部时钟发生器的输入端。 （ 3）控制和复位引脚 4 根） 1） 30 脚）：当访问外部存储器时，许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。 2） 29 脚）：输出外部程序存储器（ 读选通信号。 图 8031 引脚图 3） 31 脚）：当 保持高电平时，访问内部 在 程序计数器）值超过片内 容量时，将自动转向执行外部 持低电平时，则访问外部 管是否有内部 于本次毕业设计，采用 8031，其内部无 以 必须常接地，这样才能选择外部 片机只在复位期间采样 的电平，复位结束以后 的电平对 访问无影响。 E A / V S E T 012I N T 113 E E / 3 1 A 文） 10 4） 9 脚）：复位引脚。当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机 8031 复位。 （ 4）输入 /输出（ I/O）引脚 32 根） 1） （ 32 脚 39 脚）：是双向 8 位三态 I/O 口。在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8 个 载。 2） （ 1 脚 8 脚）：是 8 位准双向 I/O 口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，所以不是真正的双向 I/O 口。 能驱动（吸收或输出电流） 4 个 载。 3） （ 21 脚 28 脚）：是 8 位准双向 I/O 口。在访问外部存储器时，可作为高 8 位地址总线送出高 8 位地址。 能驱动（吸收或输出电流） 4 个载。 4） （ 10 脚 17 脚）：是 8 位准双向 I/O 口。这 8 个引脚除用于普通输入、输出外，还可以用于专门功能，它是一个复用双功能口。 能驱动（吸收或输出电流） 4 个 载。 作为第一功能使用时，即作为普通 I/O 口用，功能和操作方法与 相同；作为第二功能使用时，各引脚的定义如表 得强调的是 每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。 表 第 2 功能表 引脚 第 2 功 能 行口输入端） 行口输出端） 外部中断 0 请求输入端，低电平有效） 外部中断 1 请求输入端，低电平有效） 时器 /计数器 0 计数脉冲输入端） 时器 /计数器 1 计数脉冲输入端） R （外部数据存储器写选通信号输入端，低电平有效） 外部数据存储器读选通信号输入端，低电平有效） 选择 扩 般用 它是 紫外线可擦除电可编程的只读存储器，芯片置于紫外线灯下照 20后，内部内容变为全“ 1”，通过编程器将程序代码写入后信息不会丢失，可靠性很高。常用的 路有 2732（ 42764（ 8 27128（ 16 27256（ 32 27512（ 64由于它们价格相近，且大容量的 取速度快，再结合本次设计所需要的存储空间，南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 11 故控制系统的硬件电路采用 27256（ 32k 8）作为外扩 外扩 32k 8）采用 28 引脚双列直插封装（ 式），其引脚图如图 示。 1. 27256 的引脚功能 27256 各引脚的意义如下： 1） 址输入线。 2） 态数据总线，读或编程检验时为数据输出线，编程时为数据输入线。维持或编程禁止时， 高阻抗。 3） 片选信号输入线，低电平有效。 4） 读选通信号输入线，低电平有效。 5） 程电源输入线， 值因芯片型号和制造厂商而异。 6） 电源输入线， 般为 +5V。 图 7256 引脚图 7） 路接地。 2. 操作方式 对 主要操作方式有： 1）编程方式：把程序代码（机器指令、常数）固化到 。 2）编程校验方式：读出 的内容，检验编程操作的正确性。 3）读出方式： 读取指令或常数，是单片机应用系统中的工作方式。 4）维持方式：不对 作，数据端呈高阻。 5）编程禁止方式：适用于多片 行编程不同数据。 表 出了 27256 不同操作方式下控制引脚的电平。 表 27256 不同操作 方式下控制引脚的电平 引 脚 方 式 (20) (22) 1) 28) 11 13)(15 19) 读 V 数据输出 禁止输出 V 高阻 维持 意 V 高阻 编程 V 数据输入 编程校验 V 数据输出 编程禁止 V 高阻 c 021A 1123A 122A 1326A 142727256南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 12 内部有程序存储器的单片机扩展外部程序存储器时， 高电平。 指令时， 在内部程序存储器范围内时从内部取指令， 大于内部程序存储器范围内时从外部 次设计所用的 8031内部没有用户程序存储器， 地，外接 是从外部 般来说，外部程序存储器由一片 成， 选信号可以直接接地。当 部 地址从令开始；当 高电平时，外部 地址紧跟在内部程序存储器的地址后开始。图 出了 8031单片机和 接口方法。 图 031和 27256 的接口方法 选择 控制系统硬件电路中的 前，单片机系统常用的 路有 6216（ 2 6264（ 8 62256（ 32考虑到控制系统存放的程序和数据不是很多， 8k 的 较常用，市场上容易买到且价格比较便宜，因此，选择 6264（ 8k 8）作 为外扩 于只用到 4k 的容量， 故空掉了 根地址线（接地），即只用到了 11 共 12 根地址线 。 6264 同样采用 28 引脚的双列直插封装（ 式），其引脚图如图 示。 U 13 / V S E T 012I N T 113. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E E / 180 31 A 2 74 L S 37 30 2 4 6 0 2 4 6 1 3 5 7 1 3 5 70A 11A 12A 13A 14A 159 11 54C A P+ 514南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 13 引脚的意义如下： 1） 址输入线。 2） 向三态数据线。 3） 作电源 +5V。 4） 路接地。 5） 空脚。 6） 片选信号输入线，低电平 有效。 7） 读选通信号输入线，低电平有效。 8） 写选通信号输入线，低电平有效。 9） 二片选信号，高电平有效。 ， 0选中。 值得注意的是， 6264 芯片是易失性的，一旦掉电，内部的所有信息都会丢失。因此，需设计一个掉 图 6264 引脚图 电保护电路，在无外部电源给 6264 供电时，电路的备用干电池给 6264 供电，以保证 6264 内的数据不丢失。 表 出了 6264 不同操作方式下控制引脚的电平。 表 6264 不同操作方式下控制引脚的电平 引 脚 方 式 (20) 26) (22) (27) 11 13)(15 19) 未选中（掉电） 意 任意 任意 高阻 未 选中（掉电） 任意 意 任意 高阻 输出禁止 阻 读 据输出 写 据输入 写 据输入 扩展方法 对于 扩展系统，经常需要扩展 I/O 口，由于 I/O 口均使用 号作为选通信号，故 I/O 共占 64地址空间，因此 ，或者用线选法，即用某一位高位地址作为片选信号。图 264的接口方法， 6264的地址范围为 6000持高电平，对外部 、写时，外部 021A 1 123A 1 22文） 14 图 8031与 6264 的接口方法 存器的选择 由于 8031 的 是地址和数据复用的，这就需要使用锁存器把低 8 位地址进行锁存，所以， 储器扩展电路中选择了较常用的 74存器，其引脚图如图 示。 74引脚的意义如下： 1） 态门输入端。 2） 态门输出端。 3） 地。 4） 源端。 5） 三态门使能端。 0，三态门导通，允许 Q 端输出； 1，三态门断开，对外电阻呈高阻状态。 图 4脚图 6） G：锁存器控制端。 G=1,锁存器处于透明工作状态，即锁存器的输出状态随输入端的变化而变化，即 i (i=0,1,2 7)； G 由 1 变 0 时，数据被锁存起来，此时输出端 再随输入端的变化而变化，而一直保持锁存前的值不变。G 端可直接与单片机的地址锁存控制信号端 连，在 下降沿进行地址锁存。 储器扩展电路的设计 本节将给出完整的 储器扩展电路（如图 示），在此之前先对该扩展电路做以下几点说明： 1）由于采用了三极管，在掉电后可以把 6264 与其他电路隔开，这样，干电 46264E A / V S E T 012I N T 113. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E E / 18