条带切割机控制系统设计论文

毕业设计说明书题目条带切割机控制系统设计学号姓名班级专业机械设计制造及其自动化指导教师学院机械工程学院答辩日期摘要本文简要介绍了条带切割机控制系统的设计方法及工作原理。本系统具备液晶显示、电机运动状态显示、延时动作设置、数值记忆、检测布条盘满盘状态、设定加工长度和速度控制等功能。系统以STC89C52RC单片机为核心，采用CS1621液晶显示器、矩阵按键、霍尔磁感、满盘开关、报警电路、掉电存储器EEPROM及调速电机等几部分硬件电路，已完成对已卷长度、设定长度及电机速度的显示和调节。同时含有本控制系统的全部外围硬件电路，并设计了原理图和PCB图，编写出系统软件程序，最后完成了联机调试，达到了设计的要求。关键词单片机；条带切割机；电机速度；矩阵按键；ABSTRACTTHEPAPERHASBRIEFLYINTRODUCEDTHEDESIGNMETHODANDTHEWORKINGPRINCIPLEOFSTRIPCUTTINGMACHINESYSTEMISPROVIDEDWITHLCDDISPLAY,MOTORSHOW,ADEFERREDACTIONSETS,NUMERICALMEMORY,TESTSTRIPSFULLSTATE,SETTHELENGTHOFPROCESSINGANDCONTROLFUNCTIONSSYSTEMISWITHSTC89C52RCSINGLECHIPASTHECORE,ADOPTINGCS1621LCD,MATRIXPRESS,HALLEFFECTMAGNETICSENSOR,SWITCH,ALARMCIRCUIT,EEPROMMEMORYANDSPEEDREGULATINGMOTORSANDOTHERPARTSOFTHEHARDWARECIRCUITHAVECOMPLETEDITSLENGTH,SETTHELENGTHANDTHEVOLUMEDISPLAYANDADJUSTMENTOFTHEMOTORSPEED,WHILEIHAVECMPLETEDALLTHEPERIPHERALHARDWAREOFTHECONTROLSYSTEMCIRCUIT,SCHEMATICANDPCBDESIGNCONTAINED,WRITTENSYSTEMSOFTWARESEQUENCERANGE,FINALLYIHAVECOMPLETEDTHEONLINEDEBUGGING,MAKINGTHESYSTEMMEETDESIGNREQUIREMENTSKEYWORDSSINGLECHIPMICROCONTROLLERSTRIPCUTTINGMACHINEMOTORSPEEDMATRIXKEYS目录摘要IABSTRACTII第1章绪论1第2章控制系统的总体设计方案221课题分析222条带切割机的设计方案与论证3第3章硬件原理电路图的设计与分析631单片机最小系统电路设计及I/O口分布63238矩阵按键电路733液晶显示电路834电机速度电路1135霍尔速度传感器电路1236满盘开关电路1237LED照明电路1338报警电路13第4章系统的软件设计与分析1441主程序144238矩形按键扫描程序1643液晶驱动及初始化程序1944电机控制程序2245EEPROM掉电保护程序2446报警程序2547中断服务程序26第5章制作调试2851制作2852调试29第6章总结30参考文献31附录33附录1传统条带切割机线路图附录2原理图附录3PCB图附录4实物图附录5控制面板布线与效果图附录6元器件清单附录7条带切割机接线图说明附录8控制系统使用说明书附录9源代码致谢52第1章绪论18世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工工具的时代。业革命首先出现于工场手工业新兴的棉纺织业等一批轻工业中。到现在，轻工业划分为22大类，44个行业，产品50多万种，涵盖了衣、食、住、行、用、玩各个方面。改革开放以来，我国轻工业有了飞速发展，不仅从根本上改变了我国消费品短缺的状况，而且产品大量出口。目前我国已跻身世界轻工产品生产和消费大国的行列。总体上看，近10年我国轻工行业实现了较快增长，经济运行的质量和效益都较好。我国轻工业产品中的家用电器、五金制品、制浆造纸、钟表、啤酒、皮革及皮革制品等的产量已排名世界首位或位居前列，我国已成为世界轻工生产和消费大国。条带切割机正是这些轻工业产业不可或缺的必备设备之一。随着工业自动化的进步、控制技术的发展及受数字技术和微处理技术的影响，人们对工业过程控制的终端执行器提出了新的要求工业自动化。工业自动化，主要指在工业生产中应用自动化技术，实现产品的无间断自动生产，并以此加快产品的制造速度，由于其对人工需求较少，故可以有效的降低生产中的人工成本，这在当今工人工资急剧上涨的背景下十分重要。同时，在某些生产、加工领域，人工操作有一定的危险性或其精度等无法满足生产要求，在这些领域中，工业自动化技术的应用可以说是必须的。本课题涉及的条带切割机控制系统设计即属于工业自动化设备。近几十年来，在工业制造领域，由于人工成本的大幅提升，使得工业自动化在大量企业中开始推广，企业对自动化生产的需求又反过来带动包括微电子技术、计算机制造技术及各类控制理论在内的大量自动化生产相关领域技术的发展，在这种相互促进中，自动化技术有了长足进步，相比较以往，现今的自动化生产有了质的飞跃。国外发达国家切割行业90为数控切割机下料，仅10为手工下料，而我国用数控切割机下料仅占下料总量的10以下，其中数控等离子切割比例更小。绝大多数仍采用手工或半自动切割，笨重落后，劳动强度大，生产效率低，而且材料浪费严重，因此十分有必要发展并普及数控切割机以改变这一落后现状。条带切割机控制系统设计的，如改用现在使用单片机的有关知识对其进行精确的运动控制，使条带切割机能对切出来的布进行长度记录，用限位传感器实现对满盘的检测和报警提醒等功能。不仅替代了目前不少单位普遍采用的手工开料的落后工艺，减轻了劳动强度，而且提高了劳动工效，保证了落料的精度。同时很好的满足了工厂对自动化技术的需求，也避免了特殊行业上出现员工荒的现象，保证企业正常的发展，进一步促进国民经济的发展。图11条带切割机整体效果图第2章控制系统的总体设计方案21课题分析本设计为一个控制系统，采用单片机作为控制器核心，实现条带切割机控制器的设计。利用单片机技术，取代传统的以控制按钮、可调开关、时间继电器、行程开关、接触器等组成的机械式控制方式，传统条带切割机接线图详见附录1，最主要目的是对条带切割进行智能化改进。根据设备的实际情况和生产要求，需解决以下四点问题滚布筒电机及变频器拖布盘电机滚布筒滚布筒电机速度调节旋钮间距调整手柄刀具调节旋钮张紧机构1滚布筒和拖布盘电机可精确调速；2可实现两种工作模式，即设定长度和满盘切割模式；3可显示工作状态和相关数据；4具备自动报警功能。22条带切割机的设计方案与论证221设计方案的选择针对传统的条带切割机切割精度低、加工速度慢、安全系数低、可控性差等问题，根据实际情况和现实要求，主要进行以下两点改进1）滚布筒和拖布盘精确控制及调速；根据设备的实际使用情况与成本控制，对滚布筒电动机选择，根据设计要求与具体情况，选择传统条带切割机的鼠笼式三相异步电动机及配套变频器，如下图21（A）、21（B）所示。图21滚布筒电机及配套变频器相比滚布筒电动机，托布盘电机要求没那么高，选用普通减速电机，图22，为普通交流减速电机及配套驱动器。图22交流减速电机及配套驱动器传统条带切割机则是采用可调旋钮和继电器相结合的的方法对电机进行启停控制，本次设计则是选用光耦控制，更加精确，大大提高了控制实用性。对于电机调速，有调压调速、变极调速、变频调速和电磁调速四种方法。针对滚布筒电机实际情况，有调压调速与变频调速两种方案选择。调压调速优点1可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用，效率高；2装置容量与调速范围成正比，适用于7095的调速。缺点功率因素较低，有谐波干扰，正常运行时无制动转矩，适用于单象限运行的负载。变频调速优点1）无附加转差损耗，效率高，调速范围宽；2）对于低负载运行时间较多，或起停运行较频繁的场合，可以达到节电和保护电机的目的。缺点技术较复杂，价格较高。滚布筒电机和拖布盘在两个工作模式下均有可能频繁启停与调速范，应选择变频调速。原控制系统采用，外接可调电阻再接变频器，改变电阻大小，从而控制变频器，最终控制电机速度。由于变频调速技术和传统方法在精确性、灵敏性和安全性等方面的缺点，本系统将采用一个数字定位器，通过数字电位器来调整频率，与传统的旋钮式调速方法相比，更加灵敏、体积也更加小。对市面上较成熟的数字电位器，如图23为X9313数字电位器，进行电机调速试验，经过多次试验，效果均不理想，故采用自制数字电位器。详情见电机调速电路模块。图23X9313数字电位器2）滚布筒和拖布盘间的联动协作。原系统通过传统常用低压电器时间继电器和复合开关，对电机进行联动控制。本次设计中，采用单片机进行时间设定及控制，不仅更加精确，同时不再需要时间继电器和复合开关，使结构更加简单，成本也进一步降低。本方案采用单片机控制来实现条带切割机控制系统的设计，其电路简单、人机界面友好、功能齐全，智能化程度高、操作更加简便。222设计方案的论证本次设计使用AT89C52RC单片机完成此次设计。此款单片机与MCS51兼容，含有32个可编程I/O线，两个16位定时/计数器，5个中断源，可编程串行通道，红外接收装置等部件，为实现上述功能提供了大量硬件。根据要实现的功能特点，本次设计主要用到以下模块中断服务，电机调速、EEPROM存储、液晶显示系统工作状态功能，硬件上采用1621液晶显示器、38矩形按键、行程（满盘）开关、霍尔传感器、LED灯、蜂鸣器、继电器等。此设计是利用单片机对滚布筒与托布盘电机启停控制。由液晶实现已卷长度、设定长度、电机档位与启停以及其他的显示，采用线反转法取得键值，并由按键处理程序对取得的键值进行处理，实现条带切割机主辅电机启动方式和工作方式的控制。单片机AT89C52传感器电路按键电路液晶显示电路满盘开关电路报警电路电机调速电路图24系统总体框图在本系统中使用到的芯片都是符合设计要求的，使用的芯片实用且经济。如EEPROM是STC89C52RC本身自带的，运行响应速度更加快捷。还有LED液晶显示器，体积小、微功耗、显示内容丰富超薄轻巧等优点，在很多场合得到运用。在校期间对VB、C语言等汇编语言的学习，同时也学习了基于STC89C52RC的单片机编程方法和技巧，现已能独立进行编程、调试等相关工作。利用这些资源可使条带切割机具完成下功能1液晶屏显示功能显示滚布筒电机和托布盘电机运行状态（包括运行、停止）、转速档位、布条盘满盘等状态的指示；显示布条盘已卷布条的总长度、显示设定切带长度值等；238矩阵按键式键盘操作面板，可进行多种状态切换及数值输入等；3实时检测布条盘满盘状态，触发中断功能；4具有数值记忆功能，单片机内EEPROM能实时保存所需存储数据；5报警功能，蜂鸣器可对各种状态方式进行提示或报警；第3章硬件原理电路图的设计与分析31单片机最小系统电路设计及I/O口分布在本设计的自动计数控制系统中，控制的核心是STC89C52单片机，该单片机是51系列增强型8位单片机，它提供了4个8位的I/O口，分别为P0、P1、P1、P2和P3，实现数据的输入和输出，内部有2个16位定时器/计数器，用于实现定时和计数功能，并且片内含有256个RAM单元以及8KB的ROM存储单元实现数据和程序的存储，便于用电的方式瞬间擦除和改写，其外部晶振一般用110592MHZ，一个指令周期为1US。其最小系统主要包括复位电路、震荡电路以及存储器选择模式（EA脚的高低电平选择），电路如下图31所示图31单片机最小系统为合理利用单片机的端口资源，并且兼顾程序设计的便利，将系统的输出和输入端口作如如表31所示硬件说明。表31STC89C52主要管脚功能表单片机端口外围接口电路硬件模块P00P02液晶显示集成电路模块P03LED（照明）电路模块P04P07托布盘电机调速电路模块P10P07，P25P2738矩阵按键电路模块P20P24滚布筒电机调速电路模块P30蜂鸣器电路模块P31限位（满盘）开关电路模块P32外部中断（霍尔）电路模块P36滚布筒电机启停电路模块P37拖布盘电机启停电路模块3238矩阵按键电路按键是最常用的单片机输入设备，可通过按键输入数据或命令，实现简单的人机通信。常用的键盘接口分为独立式按键接口和矩阵式键盘接口。本系统采用38矩阵按键，电路如图32所示。图中的三条行线和八条列线可分别接入P25P27和P10P17的端口，该端口各位都上拉一个1K的上拉电阻。图3238矩形按键电路图以及对应的键值38矩形按键在控制面板的效果图，详见附录4控制面板布线与效果图，如图33所示，本系统设置了24个按键，采用查询方式处理，其功能如下图33按键效果图33液晶显示电路CS1621是一种具有微控制器接口，由存储器映射的324点阵式LCD控制驱动器。电路上电时清零复位，通过命令端进行工作状态设置，通过片选、读、写、修改操作，按照一一对应的原则，驱动LCD显示器。该电路可用于点阵式LCD显示驱动，各SET端是相互独立的，且容易对RAM数据进行修改，所以设定动作延时确定状态已卷长度清零1）删除设定长度2）删除目前运动状态LED开关托布盘速度加减托布盘启停滚布筒启停滚布筒速度加减显示阵内容灵活，可随用户任意制定，它与单片机的接口如图34所示。图34CS1621液晶驱动芯片接口电路图1）RAM静态显示存储器（RAM）结构为32X4位，贮存所显示的数据。RAM的内容直接映射成LCD驱动器的内容。RAM中的数据可被READ、WRITE和READMODIFYWRITE命令存取。RAM中的内容映射至LCD的过程如下图35所示图35RAM映射图相对应的本系统所采用RAM内容如下图36所示图36本系统采用RAM内容图2）LED驱动器CS1621是一个128（32X4）点阵LCD驱动器，它可以驱动1/2或者1/3偏置，2、3、4个COM端的LCD显示器，这个特性使得CS1621适合多种LCD显示器，LCD驱动时钟产生于系统时钟，不管系统时钟来源于110592KHZ晶振频率还是片内RC振荡器频率或者外部频率，LCD驱动时钟的频率总是256HZ。34电机速度电路341滚布筒电机速度电路滚布筒电机在两个工作模式下均有可能频繁启停与切调速范围较大，针对滚布筒电机调速方案选择变频调速，由于变频调速技术缺点，本系统自制一个数字定位器，通过数字定位器来调整频率本系统采用自制数字定位器，给外接的变频器输出不同档位的电阻，通过变频器的转换，输出不同频率，从而改变电机的速度。下面简单介绍数字定位器的工作原理，数字定位器用于电机调速，由单片机送入5个二进制数表示的031速度挡位，通过74HC154处理，输出相应的数字信号，再通过光耦截至或者导通，从而输出与速度档位相对应的电阻。举例，如要输出档位1，那么接74HC154芯片编号为V102引脚输出0，另外引脚输出为1，那么编号为U6光耦处于导通状态，其它光耦均截至，那么输出100欧的电阻，再通过调频器输出对应频率控制电机频率，以上为自制数字定位器工作原理举例说明。如图37滚布筒电机调速电路图。342布盘电机速度电路托布盘电机调速与滚布筒电机调速相类似，也是采用数字定位器，通过外接调频器转化，从而输出不同频率，最后实现改变托布盘电机的116档调速，如图38托布盘调速电路图所示，托布盘电机调速原理与滚布筒电机调速的原理类似，在此不多做介绍。图37滚布筒电机调速电路图图38托布盘调速电路图35霍尔速度传感器电路霍尔速度传感器是一种基于霍尔效应的磁电传感器，由于半导体比金属有高得多的霍尔系数，故用半导体制成的霍尔传感器具有对磁场敏感度高、结构简单、使用方便等特点。如图39所示，采用P32口外接霍尔速度传感器，对已卷长度进行计数，相比传统计数方式更加方便可靠123传VCPINT0GDJOKR5F图39霍尔传感器电路36满盘开关电路如图310所示，本系统采用P31外接满盘开关（行程开关），当满盘开关闭合后，系统报警，可满足满盘工作设计要求。S图310满盘开关电路37LED照明电路如图311为LED电路，采用外接LED，由另外220V交流电供电，LED体积小，耗电量低使用寿命长，在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时，高亮度、低热量，环保LED是由无毒的材料作成，可以回收再利用。10KR24DIOEL传QNP3图311LED电路38报警电路不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号，经过放大电路，由蜂鸣器发出。如图312所示的报警电路。图312报警电路原理图第4章系统的软件设计与分析41主程序条带切割机的程序流程图如图41所示。该控制器软件的设计采用模块化架构，其软件部分主要包括主程序、按键扫描子程序、液晶显示子程序、中断服务程序、自定义字库显示子程序以及EEPROM掉电保护子程序等。当接通电源后，芯片开始工作，内部程序先是初始化，并输出显示上一次断电后已卷长度、设定长度、滚布筒电机与托布盘电机速度档位以及此时系统运动状态。判断按键来确定是何种工作状态。具体操作为系统上电后，进入系统初始态两个电机停止，照明开启，液晶屏上显示“已卷长度”值以及“设定长度”值为上次关机时的数值，滚布筒档位和托布盘档位显示当前处于最低速度档，液晶屏右侧的机床状态栏显示“滚布筒停止”“托布盘停止”。并对定时中断内，扫描按键按下情况及获取键值进行处理，检测满盘开关及加工情况，判断是否进入报警状态，然后进行数据更新并显示结果。具体程序VOIDMAINVOIDALLSCREENDISPALY/全屏显示子程序VOIDCLEARSCREENVOID/清屏子程序VOIDDELAYNNINTMSVOIDLCD_INITVOID/液晶初始化IT01EX01EA1TMOD0X10ET11TR11TH16553610000/256TL16553610000256/中断初始化WHILE1ALLSCREENDISPALY/液晶显示IF（STATUS0）/初始状态ELSEIF（STATUS1）/设定编辑状态ESEIF（STATUS2）/时间设定状态ELSEIF（STATUS3）/已卷长度等于设定长度状态ELSEIF（STATUS4）/满盘报警状态液晶、中断、系统初始化、读取EEPROMLCD显示键值检测及处理YESNONO开始设定长度已卷长度满盘开关闭合蜂鸣器报警、电机暂停；报警状态LCD显示数据更新电机控制长度设置键按下设定长度状态延时设置键按下设定延时状态满盘报警状态NONONOYESYES清零键按下已卷长度清零电机工作状态电机停止状态删除键按下电机停止状态NOYESYESYES图41条带切割机的主程序流程图4238矩形按键扫描程序由于按键数量及状态较多，本文采用图形方法在系统各个状态下说明每个按键用途，系统状态转移图如图42所示清零确定/清零延时确定删除滚布筒启停1）滚布筒启停2删除1）当“设定长度”“已卷长度”2满盘开关闭合1）确定2）滚布筒启停停机状态延时设置状态已卷长度清零状态报警状态工作状态长度设定状态设置确定图42系统状态转移图具体操作如下系统上电后，处于系统初始状态停机状态，可通过滚布筒、拖布盘启停按键启动电机，进入工作状态。工作状态时按下“删除”键或“电机启停”键时，系统进入正常停机状态。在停机或工作状态时可对电机进行速度调节。停机时按下“设置”键系统进入长度设定状态，此时只响应数字键09和确定键。设置完毕后按下“确定”，进入停机状态。按下延时键，进入延时状态，可对延时时间进行设定，此时只响应数字键09和确定键。设置完毕后按下“确定”，进入停机状态。若想要在任意计数时刻重新从0开始计数，依次按下“清零”“确认”键即可。工作状态时，如果已切带的长度到达设定长度值，系统将进入报警状态，电机处于停止状态，只响应“确定”和“删除”按键；若想要继续下一个指定同样长度的切带加工，按下“确定”按键即可；若需要清除当前指定长度的切带加工，按下“删除”按键，此时机床进入停机状态。或满盘开关开启，进入停机状态，只响应“确定”和“删除”按键；按下“确定”，滚布筒立即以满盘时的状态动作；如果不想继续原先的状态切带加工，按下“删除”即可，这时机床处于停止状态。按键入口P1、P2初始化赋值PRE_SCAN1SCAN1PRE_SCAN2SCAN2FLAG1按键按下真的按下FLAG2获取键值按键出口档位连加抬起FLAG0连加FLAG0FLAG1FLAG2YESNOYESYESYESYESYESYESNONONONONONO图43矩形键盘扫描程序流程图矩形键盘扫描子程序流程图如图43所示。键盘扫描程序用于完成按键的判断、按键的去抖动以及按键的键值处理、存储，本次设计运用了线反转法并将扫描程序放入中断中处理。每隔10MS进入中断一次，对按键进行扫描，判断是否有按键按下，若有FLAG1；FLAG1时进入后再次扫描按键从而判断是否真的按下，若真的按下FLAG2,并判断是哪个键被按下获取键值，进入时FLAG2，则判断按键是否抬起，若按键没有抬起，则需判断键值进而判断是否进行连加处理。具体程序IF（STATUS0）/初始状态IF（JIANZHI10）STATUS1ELSEIFJIANZHI13STATUS2ELSEIF（STATUS1）/设定编辑状态IFJIANZHI11STATUS0按键扫描程序P10XFFP2P2_NOP_NOP_SCAN1P1P10X00P2P2|0XE0_NOP_NOP_SCAN2P2IFFLAG0/初始态/按键按下ELSEIFFLAG1按键真的按下ELSEELSEIFFLAG2/按键抬起43液晶驱动及初始化程序本系统液晶驱动采用CS1621进行驱动，CS1621可以通过S/W来设置，设置CS1621和传送LCD显示数据的指令共有两种模式，分别为命令模式和数据模式。对CS1621的设置称作命令模式，其ID是100，有系统设置命令、系统频率选择命令、LCD结构命令、蜂鸣频率选择命令和操作命令组成。数据模式包括READ、WRITE和READMODIFYWRITE操作。如下表所示为数据模式ID和命令模式ID表41数据模式ID和命令模式ID操作模式IDREAD数据110WRITE数据101READMODIFYWRITE数据101COMMAND命令100模式命令出现在数据和命令传送之前。出现连续指令，命令模式ID100可以被忽略。但系统工作在不连续命令或连续地址数据模式，CS管脚应设置为1，而之前的工作模式讲被复位。一旦CS管脚为0，将出现一个新的工作模式ID。本文采用时序图如图44所示。图44WRITE模式（指令码101）注X忽略；A5A0RAM地址；D3D0RAM数据；D/C数据/命令模式；DEF上电预置复位；110，101和100均是模式命令。WRITE模式的格式为101指令A5A4A3A2A1A0地址D0D1D2D3数据，根据WRITE模式格式的特点，关键步骤分析101指令用一个字节表示为10100000，当WR0，利用VOIDTRANSFER_OUT3,0XA0101指令，VOIDTRANSFER_OUTUCHARCOUNT,UCHARSHUJU中，COUNT为SHUJU前位数，SHUJU为一个字节的数。由表42得出，约定引脚5（PIN）为地址位开始位，即为地址位0。那么接下来到引脚33为地址位28。当本系统有28个地址，需要5位二进制表示，而地址位由6个二进制表示，故使A50，剩下五位二进制可以表示32个地址位，即0至28地址位，把上述六位用一个字节表示，即0XYYA5A4A3A2A1A0XX，其中X为1或者0均可，本文设定X为0。举例，如要送入地址位0，那么0X0000000000,如要调用VOIDTRANSFER_OUT6,0XAB送入即可。根据此方法如表所示表42031位地址对应表根据上表采用的方法，得出本系统地址位数组如下UCHARTAB10X00,0X04,0X08,0X0C,0X10,0X14,0X18,0X1C,0X20,0X24,0X28,0X2C,0X30,0X34,0X38,0X3C,0X40,0X44,0X48,0X4C,0X50,0X54,0X58,0X5C,0X60,0X64,0X68,0X6C,0X70,0X74,0X78,0X7C本系统数据为半个字节，具体传送的内容如下表43所示，送入数据D0D1D2D3，用一个字节表示0XYYD0D1D2D3XXXX，调用VOIDTRANSFER_OUT4,0XCD对于液晶上09数字显示，如图45所示图45显示数字电路对应图根据上图一个数字显示数据用一个字节表示为0XYYFGEXABCD，X的值为具体情况而定，举例，如要送入一个1，B、C为1，A、D、D、F、E、G为0，组成一个字节为0XYY000X0110。照此方法可推出其它，如下表所示表44数字显示对应表输入输出0XYFGEXABCDBF101016010X7D25F01136040XDB5F1161E0070X8DF119100不显示0X59本设计令X为1，由上表得出09、“不显示”和“”数组，如下表示UCHARTAB20XBF,0X16,0X7D,0X5F,0XD6,0XDB,0XFB,0X1E,0XFF,0XDF,0X10,0X59以上说明了液晶显示关键三步。具体程序和操作为VOIDCLEARSCREENVOID；/清屏系统初始化VOIDLCD_INITVOID；/CS1621指令代码VOIDLCD_WR1ITEUCHARADDRESS,UCHARSHUJU；/写入的通讯地址与数据VOIDTRANSFER_OUTUCHARCOUNT,UCHARSHUJU；/传送的位数与传送的数据VOIDALLSCREENDISPALY；/液晶显示停机/工作/设置/清零/报警状态时，第一行和第二行可分别实时显示“已卷长度”和“设定长度”数值，范围为“099999”。滚布筒档位显示为第三行，档位每加2，往前升一格；拖布盘档位显示为第四行档位每加1，往前升一格，最小一格，满格为16。满盘时，“布条盘满盘”字样闪烁；已卷长度到达设定长度值后，液晶屏第二行将变成闪烁显示“”符号字型。延时状态时，液晶屏只显示屏幕第二行的中间一个字符（系统默认为0）。具体程序/已卷长度数值LCD_WRITE1,TEMPER10/位置1/LCD_WRITE2,TEMPER100/10/位置2/LCD_WRITE3,TEMPER1000/100/位置3/LCD_WRITE4,TEMPER10000/1000/位置4/LCD_WRITE5,TEMPER/10000/位置5/设定长度数值LCD_WRITE6,TEMPER110/位置6/LCD_WRITE7,TEMPER1100/10/位置7/LCD_WRITE8,TEMPER11000/100/位置8/LCD_WRITE9,TEMPER110000/1000/位置9/LCD_WRITE10,TEMPER1/10000/位置10/44电机控制程序本系统有滚布筒电机和托布盘电机，通过STC89C52RC单片机输出不同的数字信号，经过数字电位器转化成输出不同数值的电阻，进一步将转化出的档位电阻传送给调频器，由调频器转化出相对应的频率，从而改变电机的转速。调速操作流程见下图。具体操作为系统上电后，两个电机停止，滚布筒档位和托布盘档位显示当前处于最低速度档。在滚布筒/拖布盘停止状态下按下“滚布筒停止/启动”/“托布盘停止/启动”，将启动滚布筒/启动托布盘电机；在滚布筒/托布盘运行状态下按下“滚布筒停止/启动”/“托布盘停止/启动”，将使滚布筒/托布盘电机停止转动；档位加减控制可以按下“”或“”键对电机转速进行升速或降速的调速控制。短时间触按按键可以获得微量的速度增量或减量调节，长时间按下按键可以实现连续较快的加速或者减速调节；当按键按下时，可以听到蜂鸣器发出的按键音，如果当前速度已经到达最大或者最小速度，蜂鸣器将停止鸣叫；转速的选择可以在电机开启之前选定，也可以在电机开启之后做调节；电机当前运行状态在液晶屏上右侧做实时跟踪显示。电机控制入口滚布筒设置拖布盘设置开开GUNRUNGUNRUNGUNSTOPGUNSTOPDANGWEIDANGWEIDANGWEI1DANGWEITUORUNTUORUNTUOSTOPTUOSTOPNONONONOYESYESYESYESDANGWEIDANGWEI1616DANGWEI1DANGWEI1DANGWEI11DANGWEI1NOYESDANGWEI1DANGWEI11616NOYES电机控制出口图46电机控制流程图具体程序IFSTATUS0IFJIANZHI16GUNRUNGUNRUNGUNSTOPGUNSTOPGUNGUNRUN/滚布筒开关/滚布筒调速IFJIANZHI17DANGWEI2IFDANGWEI231IFJIANZHI18IFDANGWEI20DANGWEI2COUNT450IFJIANZHI19TUORUNTUORUNTUOSTOPTUOSTOPTUOTUORUN/拖布盘开关IFJIANZHI20DANGWEI1IFDANGWEI116DANGWEI116COUNT40IFJIANZHI21IFDANGWEI11DANGWEI1COUNT45045EEPROM掉电保护程序将条带切割机设置的数据储存在单片机自带的EEPROM内，这样就可以有掉电保护功能，以免丢失数据。如表45STC89C52RC单片机内部EEPROM详细地址表所示，共有8个扇区，每个扇区有512字节。表45STC89C52RC单片机内部EEPROM详细地址表EEPROM内保存数据有本系统需要记忆“已卷长度”“已卷总长度”“设定长度”和“延时时间”四个数据及EEPROM掉电保护程序。具体过程为VOIDIAPIDLE/DISABLE；/关闭IAP功能，清相关的特殊功能寄存器，使CPU处于安全状态BYTEIAPREADBYTEWORDADDR/读一字节，调用前需打开IAP功能，入口ADDR字节地址，返回DATE读出字节VOIDIAPERASESECTORIAP_ADDRESS/擦除扇区IAPPROGRAMBYTEIAP_ADDRESSK,XIANSHIK/写入这次要存储的数据具体操作为已卷长度的记忆在设置切割长度时，输入数值完毕按下“确定”，先擦除第二扇区所有数据SECTOR_ERASE0X2205然后将设定长度TEMPER1划分为三部分存入；第一部分存放万位和千位BYTE_PROGRAM0X2200,TEMPER1/1000第二部分存放百位和十位BYTE_PROGRAM0X2201,TEMPER11000/10第三部分存放个位BYTE_PROGRAM0X2202,TEMPER110系统上电后数据将被读出；TEMPER1BYTE_READ0X22001000BYTE_READ0X220110BYTE_READ0X2202延时时间的记忆延时设置时，输入数值完毕按下“确定”，先擦除第五扇区所有数据SECTOR_ERASE0X2805由于延时范围为09，只需一个字节0256的存储置即可，BYTE_PROGRAM0X2800,YANSHI满盘抱警状态时按下“确定”，延时时间数据被读出YANSHIBYTE_READ0X2800已卷长度和已卷总长度的记忆工作状态时，外部中断进入（霍尔磁感打开）N次，已卷长度和已卷总长度均加1后，分别擦除第一和第六扇区所有数据SECTOR_ERASE0X2005，SECTOR_ERASE0X2A05然后将已卷总长度TEMPER和已卷长度TEMPER2同设定长度TEMPER1样分为三部分存入BYTE_PROGRAM0X2000,TEMPER/1000BYTE_PROGRAM0X2001,TEMPER1000/10BYTE_PROGRAM0X2002,TEMPER10BYTE_PROGRAM0X2A00,TEMPER2/1000BYTE_PROGRAM0X2A01,TEMPER21000/10BYTE_PROGRAM0X2A02,TEMPER210系统上电后数据将被读出TEMPERBYTE_READ0X20001000BYTE_READ0X200110BYTE_READ0X2002TEMPER2BYTE_READ0X2A001000BYTE_READ0X2A0110BYTE_READ0XA202。46报警程序本系统有两种情况会发生报警1在切带加工过程中，如果已切带的长度到达设定长度值，系统自动记忆当前机床速度状态，并使机床暂时处于停止运行状态，蜂鸣器长鸣一声，表示设定长度已切割完成。2机床在切带工作的过程中，机床将实时检测布条盘的状态，当布条盘满盘后，机床自动记忆当前机床速度状态，并使机床暂时处于停止运行状态，蜂鸣器长鸣一声，向操作者发出提示。报警入口设定长度已卷长度满盘开关开启满盘闪烁蜂鸣器开、电机停止NOYESYESNO报警出口STATUS3图47报警程序流程图具体程序/已卷长度等于设定长度报警IFTEMPER2TEMPER1/满盘报警IFXW0FLAG21STATUS4ELSE47中断服务程序本系统用到外部中断0与内部定时器中断1。外部中断0服务流程图如图410所示，外部中断0来记录霍尔传感器脉冲次数，从而转化已卷长度，即外部中断0中断N次N为中断次数为1米比例系数，可根据实际具体情况改变，系统得出已卷长度增加1米，并判断数据是否大于99999，同时判断已卷长度是否等于设定长度。具体程序VOIDYJVOIDINTERRUPT0IFGUNRUNTEMPERTEMPER2IFTEMPER2TEMPER1TL06553610000256COUNT1COUNT2IFGUNRUN1P2P2_NOP_NOP_SCAN1P1P10X00P2P2|0XE0_NOP_NOP_SCAN2P2外部中断入口TEMPER、TEMPER2存储数据GUNRUN1TEMPER99999TEMPER0TEMPER1TEMPER2蜂鸣器开、STATUS3YESNOYESYESYESNONO外部中断出口定时中断入口COUNT150TH1TL1赋值；COUNT1、COUNT2COUNT10,BJ0YESNOCOUNT2100COUNT20是否有按键按下获取键值YESYESNONO定时中断出口图410外部中断0流程图图411定时中断1流程图第5章制作调试51制作本次设计制作过程包括绘制原理图、PCB图、焊接等。其中的每一个环节都不能有任何差错，制作时要格外小心谨慎。首先，绘制原理图之前所需各模块电路的原理、连接和组成元器件。原理图绘制完毕后就可进行PCB的设计。设计绘制PCB前应了解相关元器件的封装。原件的封装对于元件的排布十分重要，只有知道元件封装才能合理安排布局。同时，需要会使用一款电子绘图软件，能够使用它绘制出原理图，PCB图。设计中使用的是PROTLE2004软件，它是一款很常用的基础绘图软件。然后，图绘制好之后就是开发板的制作，制作过程中应根据所绘的原理图来连接各个元器件，确保接线网络准确无误。如果能够印制电路板，可以直接根据绘制的PCB图印制电路板。本次制作是在万能板上焊接电路。此操作中最重要的是布局，根据各个元器件之间的连接关系，以及各自的封装，在万能板上合理摆放各个器件。布局中，根据控制实用方便，焊接清晰方便，外观明了等原则，使控制器使用起来方便，焊接起来轻松。原件布局好之后就开始焊接线路网络，焊接的先后顺序是最小系统，液晶显示器，38矩阵按键，电机调速