汽车玻璃总成工装控制系统设计

微机原理及应用 前言前言 微机原理主要内容包括微型计算机体系结构 8088 微处理器和指令系统 汇编语言 设计以及微型计算机各个组成部分介绍等内容 微机原理接口技术是一门实践性强的学 科 不但要求较高的理论水平 而且还要求有实际的动手能力 这次项目设计的主要目 的是提高我们的实践能力 包括提高汇编语言都的编程能力 在进行项目设计的过程中 通过亲身体验 自己分析解决问题 从而系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识 项目设计使用星研集成环境软件和 STAR ES598PCI 试验仪进行仿真 包括程序输入 调 试 运行 最后进行结果分析 验证程序的正确性 该项目的实验题目为某生产线控制 系统设计 实验过程中用到了 8255A 芯片 LED 灯和 LED 显示管及开关 若干导线等 通过该实验要了解 8255A 的工作原理 熟悉 8255 内部结构和与 8088 的接口逻辑 及其 应用 学会初始化编程方法以及输入 输出程序设计技巧 该项目的主要内容为工作运 行阶段 A E 工位依次进行 然后检查 E 工序是否有故障 若无 则进入 A 工位开始新 一轮的工作 若有 则继续 E 工序 直至 E 工序完成 同时记录完成的工件数和生产线 发生故障的次数并显示 微机原理及应用 1 汽车玻璃总成工装控制系统设计汽车玻璃总成工装控制系统设计 摘要 摘要 本项目报告主要描述了项目进行的全过程 主要包括以下几项设计初期的想法 设计过程 中的改进和完善 设计完成后的检验 最后的感想 以及课本中没有介绍的知识等 都将一一介绍 具体内容如下 1 项目要求 2 设计思路 3 设计流程 4 所用硬件及连线图 5 程序代码 6 实现的功能 7 项目总结 8 参考文献 9 感想 一 项目要求一 项目要求 汽车玻璃总成工装控制系统设计 某生产线生产汽车玻璃 需要在某工步中装配两 个插片 装配插片时需要一种自动化装置 要采用三个定位点检测 两个粘接动作和一 个计数装置记录每班生产件数 二 设计思路二 设计思路 拿到项目的第一步便是如何将项目要求具体化 我的设计思路如下 1 生产线是自动的 为了防止生产线的误启动 在设置了电源开关后又设置了整 个生产线的启动开关 电源接通后启动开关闭合生产线才可以启动 2 要求有三点定位 并且三点都完成定位后才可以进行下一步 该处设置了三个 开关表示三点定位 只有三个开关全部闭合才能进行下一步 否则不断检测三点定位情 况 3 装配插片动作是三点定位完成后进行的动作 两次贴片分步进行 为精确的定 位 这里采用的是步进电机 4 贴片结束后 技术装置开始计数 计数总量为 9999 件 计数结束后 一班生产 结束 生产线控制人员换班 三 设计流程三 设计流程 为了设计过程中时刻有一个清晰的思路 也为了方便程序的阅读 简单做了一个设 微机原理及应用 2 计流程图 程序 程序初始化 检测电源开关 生产线 不启动 未开启 生产线启动 开启 8155 PA 口输出 PB 口输入 8255 PA 口 PB 口输入 PC 口高四位输出 低四位输 入 检测三点定位 不进行粘胶 电机转动 指示灯亮 进行粘胶 未完全定位 定 位 检测粘胶动作 等待 粘胶完成指示灯亮 电机转动 电机 指示灯亮 显示计数 生产线停止 上料换班 准备下一班生产 一班计件结束 粘胶未完成 完 成 工 作 流 程 微机原理及应用 3 四 硬件与插口连线图四 硬件与插口连线图 4 1 实验设备 设备数量 8088CPU1 8255A 芯片1 8155 芯片1 8253 芯片1 发光二极管 4 LED 数码管8 开关5 4 2 本项目中用到了 8255 8155 8253 芯片以及异步电机 开关 指示灯和数码管 具体连线如下表所示 C5 区 CS A0 A1A3 区 CS3 A0 A1 C5 区 CLK0B2 区 1953 C5 区 OUT0B4 区 PC0 8253 C5 区 GATE0C1 区 VCC B4 区 CS A0 A1A3 区 CS1 A0 A1 B4 区 JP56 PA 口 G5 区 JP41 8255 B4 区 JP53 PB 口 G5 区 JP42 B4 区 CS O IMA3 区 CS2 A8 B4 区 JP56A3 区 JP51 8155 B4 区 JP53G6 区 JP80 电动机E1 区 A B C DA3 区 P1 7 P1 6 P1 5 P1 4 指示灯G6 区 DS35 DS36 DS37 DS38A3 区 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 微机原理及应用 4 4 3 连线图 8255 电路原理图 8155 电路原理图 1 1 2 2 3 3 4 4 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A Date 2006 4 11Sheet of File Sheet1 SchDocDrawn By D0 34 D1 33 D2 32 D3 31 D4 30 D5 29 D6 28 D7 27 PA0 4 PA1 3 PA2 2 PA3 1 PA4 40 PA5 39 PA6 38 PA7 37 PB0 18 PB1 19 PB2 20 PB3 21 PB4 22 PB5 23 PB6 24 PB7 25 PC0 14 PC1 15 PC2 16 PC3 17 PC4 13 PC5 12 PC6 11 PC7 10 RD 5 WR 36 A0 9 A1 8 RESET 35 CS 6 8255 U36 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 WR RD RST A0 A1 PC5 PC6 PC7 PC2 PC3 PC4 PC0 PC1 CS 1 2 3 4 5 6 7 8 JP56 1 2 3 4 5 6 7 8 JP53 1 2 3 4 5 6 7 8 JP52 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 位选段选 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A0 Date 2005 12 19Sheet of File F Inovation STAR SCHDOCDrawn By AD0 12 PA0 21 AD1 13 PA1 22 AD2 14 PA2 23 AD3 15 PA3 24 AD4 16 PA4 25 AD5 17 PA5 26 AD6 18 PA6 27 AD7 19 PA7 28 PB0 29 CE 8 PB1 30 RD 9 PB2 31 WR 10 PB3 32 IO M 7 PB4 33 ALE 11 PB5 34 PB6 35 PB7 36 TM ROUT 6 PC0 37 PC1 38 TM RIN 3 PC2 39 PC3 1 PC4 2 RESET 4 PC5 5 8155 U41 ALE 8155 PA4 PA5 PA6 PA7 PC0 PC1 PC2 PC3 PA0 PA1 PA2 PA3 PC4 PC5 TM RIN TM ROUT PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 RST RD WR 1 2 3 4 5 6 7 8 JP76 1 2 3 4 5 6 7 8 JP75 1 2 3 4 5 6 7 8 JP79 TM RIN TM ROUT D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TM RIN TM ROUT IO M CS 微机原理及应用 5 步进电机电路原理图 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A0 Date 2005 12 19Sheet of File F Inovation STAR SCHDOCDrawn By 11 21 e 1 d 2 dp 3 c 4 g 5 6 b 7 8 9 a b c g d dp f 10 a bf c g d e dp a 11 GND3 a bf c g d e dp 12 GND4 a bf c g d e dp GND1GND2 LG4041AHDS29 31 41 51 61 71 81 12 22 32 42 52 62 72 82 e 1 d 2 dp 3 c 4 g 5 6 b 7 8 9 a b c g d dp f 10 a bf c g d e dp a 11 GND3 a bf c g d e dp 12 GND4 a bf c g d e dp GND1GND2 LG4041AHDS30 1 2 3 4 5 6 7 8 JP41 1 2 3 4 5 6 7 8 JP47 1 2 3 4 5 6 7 8 JP42 SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH A C B 1 2 3 4 5 6 7 8 JP92 D LED 灯电路原理图 A 按键的列线B 数码管段码 C 数码管选择脚D 按键的行线 1 1 2 2 3 3 4 4 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A Date 2006 4 11Sheet of File Sheet1 SchDocDrawn By A B C D VCC 1 2 JP3 470 R7 DS3 M M otor Step I1 1 I2 2 I3 3 I4 4 I5 5 I6 6 I7 7 GND 8 VCC 9 O7 10 O6 11 O5 12 O4 13 O3 14 O2 15 O1 16 ULN2003A U6 微机原理及应用 6 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A0 Date 2005 12 19Sheet of File F Inovation STAR SCHDOCDrawn By DS35 DS36 DS37 DS38 DS39 DS40 DS41 DS42 1 2 3 4 5 6 7 8 JP65 1 2 JP63 510R118 510R117 510R116 510R115 510R114 510R113 510R112 510R111 DS32 470 R107 VCC 发光管电路原理图 JP65 发光管控制接口 0 灯亮 1 灯灭 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 DD CC BB AA Title NumberRevisionSize A0 Date 2005 12 19Sheet of File F Inovation STAR SCHDOCDrawn By 1 2 3 4 5 6 7 8 JP80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10KR124 S21S22S23S24S25S26S27S28 VCC 开关电路原理图 JP80 开关控制接口 闭合 0 信号 断开 1 信号 微机原理及应用 7 五 程序代码五 程序代码 程序端口设置 8255A8155 A 端口 0F000H A 端口 0E100H B 端口 0F001H B 端口 0E101H C 端口 0F002H C 端口 0E102H 控制寄存器 0F003H 控制寄存器 0E103H 微机原理及应用 8 详细程序代码如下 model small stack data ledtb db 3fh 06h 5bh 4fh 66h 6dh 7dh 07h 7fh 6fh num dw 0 qian dw 1000 bai dw 100 shi db 10 qianwei db 0 用于存放 num 中千位上的数 baiwei db 0 用于存放 num 中百位上的数 shiwei db 0 用于存放 num 中十位上的数 gewei db 0 用于存放 num 中个位上的数 code start mov ax data mov ds ax mov dx 0f003h mov al b 定义 8255 方式控制字 out dx al again mov dx 0e100h mov al 1 定义 8155 方式控制字 out dx al mov dx 0e101h mov al b out dx al mov dx 0e102h in al dx cmp al b 判断生产线开关是否打开 jnz again call bujin1 将工件输送到定点位置 mov dx 0e101h mov al b out dx al again1 mov dx 0e102h in al dx cmp al b 判断三点定位是否全部定位 jnz again1 qidong call bujin1 微机原理及应用 9 粘胶过程开始 again3 mov dx 0e100h mov al 1 out dx al 写入 8155 方式控制字 mov dx 0e102h in al dx cmp al b 判断粘胶是否粘好 jnz again3 mov dx 0e101h mov al b out dx al call bujin2 inc num call xianshi 调用显示子程序 cmp num 9999 jnz again call clear mov ax 4c00h int 21h 子程序 delay5 proc 延时程序 push ax push bx push cx push dx mov cx 200 B mov di 30 A dec di jnz A loop B pop dx pop cx pop bx pop ax ret delay5 endp del1s proc 计时程序 push dx push ax mov dx 0d003h 微机原理及应用 10 mov al b out dx al mov dx 0d000h mov ax 3906h out dx al mov al ah out dx al again4 mov dx 0f002h in al dx and al b cmp al 0 jz again4 pop ax pop dx ret del1s endp bujin1 proc 步进电机逆时针转动子程序 push ax push bx push cx push dx mov dx 0e100h mov al 1 out dx al mov cx 10 ab mov dx 0e101h mov al b 给步进电机 d 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 c 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 b 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 a 口低脉冲 out dx al call del1s loop ab mov dx 0e101h 微机原理及应用 11 mov al b 指示灯熄灭 out dx al pop dx pop cx pop bx pop ax ret bujin1 endp bujin2 proc 步进电机顺时针转动子程序 push ax push bx push cx push dx mov dx 0e100h mov al 1 out dx al mov cx 10 aa mov dx 0e101h mov al b 给步进电机 a 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 b 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 c 口低脉冲 out dx al call del1s mov al b 给步进电机 d 口低脉冲 out dx al call del1s loop aa mov dx 0e101h mov al b out dx al pop dx pop cx pop bx pop ax ret bujin2 endp 微机原理及应用 12 xianshi proc 显示子程序 push cx push ax push bx push dx call jishu mov cx 02fffh again7 mov bl qianwei xor bh bh mov al ledtb bx mov dx 0f001h out dx al mov dx 0f000h mov al b out dx al call clear mov bl baiwei xor bh bh mov al ledtb bx mov dx 0f001h out dx al mov dx 0f000h mov al b out dx al call clear mov bl shiwei xor bh bh mov al ledtb bx mov dx 0f001h out dx al mov dx 0f000h mov al b out dx al call clear mov bl gewei xor bh bh mov al ledtb bx mov dx 0f001h out dx al mov dx 0f000h 微机原理及应用 13 mov al b out dx al call clear loop again7 pop dx pop bx pop ax pop cx ret xianshi endp jishu proc 计数子程序 push ax push dx mov ax num mov dx 0h div qian mov qianwei al mov ax dx mov dx 0h div bai mov baiwei al mov ax dx div shi mov shiwei al mov gewei ah pop dx pop ax ret jishu endp clear proc 清除数码管位选子程序 push ax push dx mov dx 0f000h mov al b out dx al pop dx pop ax ret clear endp end start 微机原理及应用 14 六 实现的功能六 实现的功能 1 程序调试情况 A 刚开始时只是简单的实现了基本的题目要求 只是用了 8255A 的三个端口 用 了 A B 端口非别控制位选和段选 用 C 端口作为输入 用来输入三点定位的信号 经 过几次调试才把开关的输入信号输入到 8255A 中 B 在实现了基本要求之后 之后添加异步电机和 LED 灯 发现输出端口和输入端 口不够使用 于是之后加入了 8155 芯片 用了 A 端口作为输出 B 端口作为输入 但 是 A 端口还需要分别控制不同的硬件 所以把 A 端口又连到了 A3 区的端口来分开 从 而达到了既控制异步电机也控制 LED 灯 C 以上程序调试完发现异步电机转动几乎没有反应 想到需要有延时程序 想到 用 8253 来即时 之后把 8253 加入到程序中 比较幸运的是数码管一次性就成功了 2 运行效果图 3 运行结果分析 运行程序 则首先看到电源指示灯亮 打开启动开关后 异步电机转动表示把工件 运送到三点定位处的工位