绕线机计数器设计(编辑修改稿)

绕线机计数器设计(编辑修改稿)内容摘要：

1)当 X=0、 Y=0 时，将使两个 NAND 门之输出均为 1，违反触发器之功用，故禁止使用。 如真值表第一列。 (2)当 X=0、 Y=1 时，由于 X=1 导致 NANDA 的输出为“ 1”，使得 NANDB 的两个输入均为 “ 1”，因此 NANDB 的输出为“ 0”，如真值表第二列。 (3)当 X= Y=0 时，由于 Y=0 导致 NANDB 的输出为“ 1”，使得 NAND1 的两个输入均为“ 1”，因此 NANDA 的输出为“ 0”，如真值表第三列。 (4)当 X= Y=1 时，因为一个“ 1”不影响 NAND 门的输出，所以两个 NAND 门的输出均不改变状态，如真值表第四列。 管脚功能 数据输入端 1A 2A 3A 4A 数据输入端 1B 2B 3B 4B 电源正极 VDD 接地 VSS 数据输出端 1Y 2Y 3Y 4Y 主控制电路 主控制器主要由单片机 AT89C5振荡电路和复位电路三部分组成。 由于它是单片机工作的必要组成部分，所以又称为单片机最小系统。 图 29 最小应用系统 绕线机计数器设计 AT89C51单片机 AT89C51 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 4K 在系统可编程 Flash 存储器。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89C51 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89C51 提供以下标准功能： 4K字节 Flash闪存存储器， 128 字节内部 RAM， 32 个I/O 口线，两个 16 位定时 /计数器；一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。 同时， AT89C51 可降至 0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式，空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM,定时 /计数器，串行通信及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直 到下一个硬件复位。 图 210 AT89C51 引脚图 VCC : 电源 GND : 地 P0 口： P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。 作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL逻辑电平。 对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0 具有内部上拉电阻。 在 flash编程时， P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 输 出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 此xx 大学学士学位 外， 和 分别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入（ ）和时器 /计数器 2 的触发输入（ ），具体如下表 31 所示。 在 flash 编程和校验时， P1 口接收低 8 位地址字节。 表 22 P1口的第二功能 引脚号 第二功能 T2（定时器 /计数器 T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 T2的捕捉 /重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3口亦作为 AT89C51 特殊功能（第二功能）使用，如下表 32 所示。 在 flash编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 引脚号 第二功能 RXD（串行输入） TXD（串行输出） INT0(外部中断 0) INT0(外部中断 0) T0（定时器 0外部输入） T1（定时器 1外部输入） WR(外部数据存储器写选通 ) RD(外部数据存储器写选通 ) 表 23 P3口的第二功能 RST: 复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周 期的高电平时间。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 绕线机计数器设计 振荡电路 AT89C51 单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器， XTAL1 和 XTAL2 分别是放大器的输入、输出端。 石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器，自激振荡器与单片机内部的时钟发生器构成单片机的时钟电路。 在单片机应用系统中，常选用晶体振动器作为外接振荡源，简称晶振。 晶振的频率越高，则单片机系统的时钟频率越高，单片机的运行速度越快。 图 210 振荡电 路 MCS51 系 列单片机的复位是由外部的复位电路实现的。 复位电路的目的是产生持续时间不小于 2 个机器周期的高电平。 单片机通常采用 2 种形式的复位电路：上电自动复位电路和按钮开关复位电路。 图为上电自动复位电路。 上电自动复位电路是通过电容充电来实现的。 在接通电源（上电）的瞬间， RC 电路充电，由于电容 C 两端的电压不能突变，在 RESET 引脚上电压接近电源电压 +5V；随着充电时间的延长，充电电流减小， RESET 引脚的电位也逐渐下降；当电容 C 两端的电压接近 +5V， RESET 引脚也被拉成低电平。 在电容 C 充电过程中，只要 RESET 引脚能够保持10ms 的高电平，就能使单片机有效地复位。 xx 大学学士学位 图 211 复位电路 编码式键盘电路 计数器面板上有 9 个轻触按键，按键值由单片机的 端输入，按键 S SS S S S S S S12 分别是“ L1”按键、“ L2”按键、“ L3”按键、“ L4”按键、“ rel”按键、“ +/r”按键、“ /p”按键和“清零”按键。 当无按键按下时，单片机的 ～ 端读入的应是高电平；若有按键按下时，单片机 ～ 的某位为低电平，并 设置电路同时触发单片机的外中断输入端 INT0，使控制程序转入中断服务程序，来扫描 ～ 的各位是哪个按键被按下，然后转入相应的按键处理程序。 图 212 编码式键盘电路 绕线机计数器设计 数码管显示电路 最常用的数码管为 LED 数码管 ,LED 就是 light emitting diode ，发光二极管的英文缩写。 它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电 路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。 单片机 I/O 的应用最典型的是通过 I/O 口与 7 段 LED 数码管构成显示电路。 七 段 LED数码管发光原理 LED 数码管根据 LED 的接法不同分为共阴和共阳两类，了解 LED 的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。 是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。 将多只 LED 的阴极连在一起即为共阴式，而将多只 LED 的阳极连在一起即为共阳式。 以共阴式为例，如把阴极接地 ，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。 当然， LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。 图 213 数码管原理图 数码显示电路原理 显示电路采用 6 位 LED 数码管， 6 个数码管的 8 段字符负极与单片机 P1 并口的 8 位对应相连。 6 位数码管有个 6 个正极引线。 数码管 8 段字符是用单片机软件来译码的，由xx 大学学士学位 P1 并口输出所需的字符数据， 6 个数码管的正极是快速轮流导通的。 当第 1 位数码管的正极导通时（其它数码管的正极处于截止）， P1 口输出的是第 1 位要显示的数据；过了 2MS，当第 2 位数码管的正极导通时 （第 1 位和其它数码管的正极处于截止）， P1 口输出的是第2 位要显示的数据。 因此 6 个数码管则快速轮流显示各自的字符，由于人眼有视觉暂留特性，所以看到的就是 6 个数码管在固定地显示各自的字符。 图 214 数码显示电路 直流电动机驱动电路 图 215 电动机驱动电路 电机工作原理 三极管的两种状态 :(1)截止状态：当加在三极管发射结的电压小于 PN 结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 (2)饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于 PN 结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。 三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 绕线机计数器设计 当三极管处于截止状态时，电机正常工作；当三极管处于 饱和导通状态时，电机被短路，不能正常工作。 3 软件部分设计 主程序框图 图 31 主程序框图 MAIN: MOV A,SLOW4。 判断是否到减速的数值（千位） xx 大学学士学位 MOV MOVD,LED4 CJNE A,MOVD,LOOP0 MOV A,SLOW3。 判断是否到减速的数值（百位） MOV MOVD,LED3 CJNE A,MOVD,LOOP0 MOV A,SLOW2。 判断是否到减速的数值（十位） MOV MOVD,LED2 CJNE A,MOVD,LOOP0 MOV A,SLOW1。 判断是否到减速的数值（个位） MOV MOVD,LED1 CJNE A,MOVD,LOOP0 MOV A,LED0。 减速（使 口电压下降约 ） MOVC A,@A。