基于单片机的凸轮控制器软硬件实现_唐中燕

1、2012年9月第26期科技视界0引言凸轮主要用于检测机械设备某一个轴的角位置,当到达不同的角位置时发出不同的开关状态信号。例如按照工艺要求,某凸轮的功能为:每周包含4个区间(00600、6101200、12103000、30103600,其中1、3区间为ON 状态,2、4区间为OFF 状态。当改变工艺过程时,需重新制作机械凸轮,十分不方便。利用单片机的记忆功能及软硬件可方便的设计一个凸轮控制器,而构成一个或多个“电子凸轮”。“电子凸轮”的工艺改变十分灵活,满足了需经常改变工艺过程的实际需要。1参数设置为了方便灵活的改变凸轮工艺,可利用单片机存储数据的功能,事先按照工艺要求将凸轮数据参数设置在存

2、储器中,通过改变所存储的数据参数就可改变凸轮工艺。本设计可实现最多8个电子凸轮,若每个电子凸轮最多可以有8个区间。则对应数据参数表如表1表3所示。电子凸轮区间数表:共8个数据,每个数据占1字节,对应一个电子凸轮,表示其区间数。只给出了0#凸轮数据;电子凸轮区间设置表:共8组数据,每组数据对应一个电子凸轮,每组数据中有8个数据,每个数据2字节,共占16字节,给出了该电子凸轮的各区间角度。只给出了0#凸轮的数据;电子凸轮区间状态表:共8组数据,每组数据占1字 节,对应一个电子凸轮,给出了该电子凸轮在各区间要输出的开关状态信号。只给出了0#凸轮的数据。表1电子凸轮区间数表表2电子凸轮区间设置表表3电

3、子凸轮区间状态表图1硬件电路原理图基于单片机的凸轮控制器软硬件实现The Realization of the Cam Controller Base on Micro-computer唐中燕TANG Zhong-yan(华北电力大学河北保定071003(North China Electric Power University,Baoding Hebei,071003【摘要】基于单片机的凸轮控制器是通过软硬件结合实现的。根据送入单片机的转轴角位置信号以及事先设置好的凸轮数据参数,控制器即可产生相应凸轮开关状态信号。实现方法方便、灵活。【关键词】单片机;凸轮;流程图;汇编语言0#41#

4、5;2#×7#×0#60°120°300°360°1#××7#×0#××01011#7#机械与电子2012年9月第26期科技视界以这些表格为基础,配以相应的软硬件就可方便、快捷地实现8个电子凸轮的功能。2硬件设计本设计的硬件电路原理图如图1所示。利用8个光电编码器可检测8个转轴的角位置。转轴每转1°编码器输出一个脉冲,单片机对该脉冲进行计数即可得到转轴的角度。编码器输出脉冲作为D触发器的控制脉冲,8个D触发器的输出端经OC门线或在一起,接到单片机外部中断0(/INT0引脚。当

5、8个光电编码器中的任一个输出脉冲信号时,会使相应D触发器输出为“1”,经反相后为“0”,引起/INT0的中断触发,单片机中断响应后转去执行中断服务程序。在中断服务程序中首先要进行中断源的查询,即通过查询P1口线的状态判断是哪个编码器发出的脉冲,然后进行对应脉冲的计数、计算对应转轴的转动角度。因为中断采用的是电平触发方式,所以还要从P2口相应引脚输出负脉冲,以撤销中断申请。P0口用于输出8个电子凸轮所发出的开关状态信号。3软件设计单片机得到每个转轴的实际角度后,再判断该角度处在相应电子凸轮的哪个区间,然后输出对应的开关状态信号。上述控制过程在中断服务程序中进行。8个电子凸轮要输出的开关状态信号共

6、8个。在RAM中设一个输出状态信号的缓冲区,为1个单元,称为输出控制字。当经过以上数据处理、判断,得到需输出的区间状态后,先将它写入输出控制字中的对应位,再将该字中数据送到对应输出接口P0实现输出。主程序及中断服务程序如下:JD EQU10H;计数单元首地址BH EQU20H;编号存放单元地址SJJD0EQU21H;角度存放单元地址SJJD1EQU22HCZZ EQU23H;控制字存放单元地址TAB1EQU0800H;表1首地址TAB2EQU0810H;表2首地址TAB3EQU0890H;表3首地址ORG0000HSJMP MAINORG0003HSJMP IINT0ORG0030HMAIN:

7、MOV R0,#JD;16个计数单元清0MOV R1,#10HUP:MOVR0,#00HINC R0DJNZ R1,UPSETB EA;开外中断0SETB EX0CLR IT0;电平触发方式SJMP$IINT0:JB P1.0,NEXT0;查询中断源JB P1.1,NEXT1JB P1.2,NEXT2JB P1.3,NEXT3JB P1.4,NEXT4JB P1.5,NEXT5JB P1.6,NEXT6JB P1.7,NEXT7SJMP NEXTNEXT0:CLR P2.0;撤消0#编码器中断申请NOPNOPSETB P2.0MOV BH,#00H;保存编号0ACALL JS;计数、计算转轴角

8、度SJMP NEXTNEXT1:CLR P2.1;撤消1#编码器中断申请NOPNOPSETB P2.1MOV BH,#01H;保存编号1ACALL JS;计数、计算转轴角度SJMP NEXTNEXT2:CLR P2.2NOPNOPSETB P2.2MOV BH,#02HACALL JSSJMP NEXTNEXT3:CLR P2.3NOPNOPSETB P2.3MOV BH,#03HACALL JSSJMP NEXTNEXT4:CLR P2.4NOP机械与电子2012年9月第26期科技视界NOPSETB P2.4MOV BH,#04HACALL JSSJMP NEXTNEXT5:CLR P2.5

9、NOPNOPSETB P2.5MOV BH,#05HACALL JSSJMP NEXTNEXT6:CLR P2.6NOPNOPSETB P2.6MOV BH,#06HACALL JSSJMP NEXTNEXT7:CLR P2.7NOPNOPSETB P2.7MOV BH,#07HACALL JSSJMP NEXTJS:MOV R0,#JD;子程序MOV A,BH;计算计数单元地址RL AADD A,R0MOV R0,AMOV A,R0;计数ADD A,#01HMOVR0,ACLR AINC R0ADDC A,R0MOVR0,ACJZER0,#01H,N;角度超限判断DEC R0处理CJZER0

10、,#105,NMOVR0,#01HINC R0MOVR0,#00HN:MOV SJJD1,R0;保存转轴角度DEC R0MOV SJJD0,R0RETNEXT:MOV A,BH;获取编号MOV DPTR,#TAB1;查TAB1表,获取区MOVC A, A+DPTR间数MOV R0,AMOV R1,AMOV A,BH;获取编号MOV B,#16;使DPTR指向TAB2表MUL AB相应位置MOV DPTR,#TAB2ADD A,DPLMOV DPL,ACLR AADDC A,DPHMOV DPH,AL:CLR A;查TAB2表,获取MOVC A,A+DPTR相应区间角度值MOV30H,AINC

11、DPTRCLR AMOVC A,A+DPTRCJNE A,SJJD1,L2;转轴角度与区间角度MOV A,30H比较CJNE A,SJJD0,L2L1:MOV R5,DPH;在该角度区间MOV R4,DPLCLR C;使R1指向相应区间MOV A,R1INC ASUBB A,R0MOV R1,AMOV A,BH;获取编号MOV DPTR,#TAB3;使DPTR指向TAB3ADD A,DPL表相应位置MOV DPL,ACLR AADDC A,DPHMOV DPH,ACLR A;查TAB3表,获取相应凸轮MOVC A,A+DPTR状态数据L3:RRC A;获取相应区间状态到CyDJNZ R1,L3

12、MOV R1,BH;将Cy送到A的相应(下转第452页机械与电子2012年9月第26期科技视界4.3成矿模式卢栾成矿系列的形成在时间、空间和成因上与燕山期壳幔质重熔型浅成中浅成花岗斑岩斑状花岗岩密切相关,它们是在岩浆演化早期形成黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩之后进一步演化产生的花岗斑岩(斑状花岗岩及与其有关的岩浆期后热液的作用下形成的。当岩体侵位时,自岩体向外,形成大面积的热变质角岩和大理岩,它们是后期成矿的基础,多为赋矿围岩。不同类型的矿床和不同成矿元素组合,是同一成矿热液在不同的演化阶段作用于不同性质围岩的结果。当围岩为碳酸盐岩石时,在接触带及其附近形成钙质矽卡岩型钼钨矿床(三道庄南泥

13、湖和镁质夕卡岩型铁钼矿床(上房沟,并以交代作用为主。形成时间较早。当围岩为硅铝质岩石时,主要在岩体及各种角岩中形成细脉浸染状矿化的斑岩型钼矿床,其矿化围岩更大,可以叠加在矽卡岩和大理岩之上,并以充填为主,形成时间较晚。在更晚的时间,在远离岩体的外围、在不同性质的围岩中形成规模较小的脉状铅锌矿床,一般含钼钨较低。5找矿前景分析根据以上的论述及分析,得出以下结论:5.1研究区位于华北陆块南缘富Mo、Pb、Zn、Ag地球化学性,华北陆块是中晚元古代边缘活动带,俯冲作用促使了含矿热液的广泛运移,并产生了重熔岩浆,燕山期岩浆活动为该区多金属成矿提供的热源、矿化剂及成矿物质。区内广泛分布碳酸岩盐中Pb、Z

14、n、Ag元素不仅含量高,而且后生叠加分异强。因此,该区不仅存在大型超大型矿床的物质条件,而且具备矿液运移的构造条件和岩浆热事件。5.2Pb、Zn、Ag多金属成矿与燕山期中酸性小岩体密切相关,中酸性小岩体可能与同期的大岩基同源、同质,成矿围岩碳酸岩盐建造,容矿空间为岩体周围段裂构造及褶皱转折端。因此,向深部寻找大型超大型热液交代层控Pb、Zn、Ag矿床潜力很大。5.3区内燕山期中酸性小岩体及其内外接触带,主要产斑岩型矽卡岩型钼钨矿、钼铜矿,呈细脉浸染状产出,该类型矿床工作程度较高,已发现并勘查的有南泥湖、上房沟、三道庄及马圈等钼(钨矿。小岩体外围是层状矽卡岩型多金属矿床,形成铅、锌、铁、铜、硫等

15、矿种,呈似呈状、透镜状产出,如冷水北沟铅锌硫多金属矿床等,该类矿床工作程度甚低。目前在各矿周围发现有层状矽卡岩型铅锌硫矿(化点零星分布,展示了广阔的找矿前景。5.4官道口群、栾川群和陶湾群为滨海、浅海、陆棚相陆源碎屑碳酸盐岩,强烈的浅源火山喷(气发活动,在官道口群和栾川群鱼库组形成多层位分布的硅质条带(团块、硅质岩等,大红口组火山岩为水下喷发、以幔源物质为主混入有部分壳源物质形成了南泥湖组中的含Pb、Zn、Ag矿化的层状矽卡岩带,官道口群大量的重晶石岩(脉,从官道口群栾川群陶湾群,地层中碳质成分逐渐增高,反映出板内裂谷盆地是含盐度较高、半封闭封闭的滞流、还原条件的古海盆环境,结合区内Pb、Zn、Ag矿化特征,本区寻找超大型沉积喷流型(热水沉积矿床的潜力很大。【参考文献】1罗铭玖,等.河南省主要矿产的成矿作用及矿床成矿系列M.北京:地质出版社,2000.2王志光,崔毫,徐孟罗.华北地块南缘地质构造演化与成矿M.北京:冶金工业出版社,1997.3徐文超,等.河南省栾川县南泥湖钼(钨矿田外围银铅锌多金属成矿地质条件分析及找矿前景J.矿产与地质,2003,17(3.4燕长海,等.河南马超营独树一带银铅锌成矿地质条件分析及找矿前景J.中国地质,2002,29(3.责任编辑:尹雪梅S(上接第289页位CLR AL4:RLC ADJNZ R1,L4MOV R1,#