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毕业设计指导书

机电一体化专业毕业设计

指导书

课题一、两种液体混合装置的PLC设计

一、设计任务及要求

本系统为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液

体阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机。

控制要求如下：

按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液体阀门打开20秒将容器放空后关闭：

液体A阀门打开，液体A流入容器。

当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。

液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。

搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。

当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过5秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。

停止操作:

当前的液体混合操作完毕后。

按下停止按钮SB1，停止操作。

二、提交的文件

1、毕业论文

2、原程序或原文件

3、产品调试运行结果

三、设计资料

1、硬件接线图

2、PLC输入输出接线

符号

地址

作用

SB

I0.0

启动开关

SL1

I0.1

上液面传感器

SL2

I0.2

中液面传感器

SL3

I0.3

下液面传感器

YV1

Q0.0

液体A阀门

YV2

Q0.1

液体B阀门

YV3

Q0.2

混合液体阀门

YKM

Q0.3

搅拌

3、梯形图

四、语句表程序设计

语句表程序

LDI0.0

OM1.0

AI0.4

=M1.0

Network2

LDM0.6

AT39

ANM1.0

OM0.0

OSM0.1

ANM0.1

=M0.0

Network3

LDM0.0

AI0.0

LDM0.6

AM1.0

AT39

OLD

OM0.1

ANM0.2

=M0.1

TONT37,20

Network4

LDM0.1

AT37

OM0.2

ANM0.3

=M0.2

=Q0.0

Network5

LDM0.2

AI0.2

OM0.3

ANM0.4

=M0.3

=Q0.1

Network6

LDM0.3

AI0.1

OM0.4

ANM0.5

=M0.4

=Q0.3

TONT38,60

Network7

LDM0.4

AT38

OM0.5

ANM0.6

=M0.5

Network8

LDM0.5

ANI0.3

ANM0.0

ANM0.1

OM0.6

=M0.6

TONT38,60

Network9

LDM0.1

OM0.5

OM0.6

课题二基于单片机的8路抢答器的设计

一、设计要求

电路上电以后，既无任何显示，也听不到抢答的音乐声。

当主持人按下总控制按钮ST后，随即便可看到显示‘，0’，这个数字，此后就正式进人了选手按键抢答的状态，若无选手抢答，就保持显示‘，0’，，一直等待下去;如果有选手最早按下了51—58中的一个按钮，那么显示数字就不再显示“0’’，会变成第一个被按下的抢答键号（即数字1到数字8中的某一个数），同时能听到“叮一一咚”、“叮—咚”的两声音乐提示，此后的其他人无论如何按抢答键都无效，显示的数字不会发生任何改变，音乐声也不可能再响第二次;在选手回答问题的过程中，他的抢答键号会一直保留显示，直到本轮抢答结束，主持人按下总控制按钮ST为止，显示才恢复到“0’’，新一轮抢答再度开始，如此反复下去。

二、提交的文件

1、毕业论文

2、原程序或原文件

3、产品调试运行结果

三、资料

1、硬件设计方案

其工作原理为主逻辑电路的工作原理介绍如下：

参看图2—1。

ICl为CD4532八输入优先权编码器，IC2为CD4042四D锁存器，IC3为CD4511七段译码驱动器，IC4为CD4514二一十六线译码器。

其作用是将八路按键的输入转化成三位二进制编码，同时由GS端指示编码的有效性。

没有键按下时GS为低电平、输出无效的000，反之GS高电平、此时的代码有效，如果为000则是0号键的代码。

之所以采用优先权编码器，是考虑如果有多个键真正的同时按下（时间上的差别微小到电路无法区分）时，稳定输出这几个键中优先权最高的键的代码。

电路的关键之处是对IC2四D锁存器的巧妙利用，其CP端与Q0相连。

由其功能表可知，无任何键按下时，ICl的GS端为0，故IC2的CP端为1，IC3的BI端为0，IC4的INH端为1，由于IC2的M模式控制端为1，而且各锁存器的输出跟随对应输入的变化，Q1—Q3为无效的000，IC2处于一个稳态；此时IC3处于消隐状态，数码管无任何显示，IC4处于输出禁止状态，L0—L7也全灭。

当AN0-AN7中有任何一个键按下时，ICl输出有效数据的同时其GS端变为1，该组数据（包括GS）到达IC2锁存器输出端时CP端获得下降沿，数据被锁存的同时禁止了后继输入，也就是当抢先选手的编号被锁存的同时屏蔽了后继选手的动作；此时IC3和IC4均正常工作，数码管显示抢先选面前手的编号，该选手的灯也点亮了。

当主持人按下AN8时（此时AN0—AN7应该无键按下，ICl的GS端为0），IC2的M端变为0，由功能表知锁存器先是处于跟随状态，其CP端恢复为1，后是CP的正跳变使锁存器转为锁存状态（即无效数据状态），IC3消隐，IC4输出禁止。

然后AN8松开，M端恢复为1，锁存器又回到初始的跟随状态，为下一轮抢答作好准备。

图2—1第一方案电路图

最终方案

相较第一方案而言此方案如图2—2采单片机为控制核心大大简化了系统电路结构，把各种处理的功能整合在了单片机内部。

此设计方案把软件的设计作为设计重点，在原始的单一功能上添加了倒计时抢答、纠正同时按键问题等新颖的附属功能。

并保留了传统的光亮报警部分。

图2—2最终方案电路图

2、软件设计方案

系统软件由主程序和INT0中断服务组成。

主程序由验键，违规显示，倒计时等功能子程序组成，系统完成初始化后循环检查各个功能当用户使用某个功能时，按下相应的按钮（或开关）单片机进入相应的功能处理。

INT0中断服务程序完成抢答信号采样和识别处理。

主程序流程图：

图4－1主程序流程图

INT0中断服务程序框图：

图4—2中断服务程序框图

五、程序：

ORG00H

JMPSTART

ORG0BH

JMPTIMER

START:

MovTMOD,#01H

MovTH0,#0BDH

MovTL0,#0C0H

MovIE,#82H

Mov20H,#10

Mov21H,#10

MovR7,#10

CLRTR0

A4:

JNBP1.0,B0_0

JNBP1.1,B1_1

JNBP1.2,B2_2

JNBP1.3,B3_3

JNBP1.4,B4_4

JNBP1.5,B5_5

JNBP1.6,B6_6

JNBP1.7,B7_7

B0_0:

AJMPB0

B1_1:

AJMPB1

B2_2:

AJMPB2

B3_3:

AJMPB3

B4_4:

AJMPB4

B5_5:

AJMPB5

B6_6:

AJMPB6

B7_7:

AJMPB7

Movp2,#10H

CALLDELAY

ANLP2,#00H

MovP2,#20H

CALLDELAY

ORLP2,#00H

JBP3.0,A4

SETBTR0

A1:

MovA,20H

MovDPTR,#TABLE

MovcA,@A+DPTR

ADDA,#10H

MovP2,A

CALLDELAY

ANLP2,#00H

MovA,21H

MovDPTR,#TABLE

MovcA,@A+DPTR

ADDA,#20H

MovP2,A

CALLDELAY

ANLP2,#00H

MovA,#01H

CJNEA,21H,A1

MovA,#01

CJNEA,20H,A1

JMPSTART

TIMER:

DJNZR7,A2

MovTH0,#0BDH

MovTL0,#0C0H

MovR7,#16

DJNZ20H,A2

Mov20H,#10

DJNZ21H,A2

MOV21H,#10

A2:

RETI

B0:

MOVP2,#11H

ACALLDELAY

AJMPA4

B1:

MOVP2,#12H

ACALLDELAY

AJMPA4

B2:

MOVP2,#13H

ACALLDELAY

AJMPA4

B3:

MOVP2,#14H

ACALLDELAY

AJMPA4

B4:

MOVP2,#15H

LCALLDELAY

LJMPA4

B5:

MOVP2,#16H

ACALLDELAY

AJMPA4

B6:

MOVXP2,#17H

LCALLDELAY

LJMPA4

B7:

MOVP2,#18H

;ACALLDELAY

;ALJMPA4

DELAY:

MOVR6,#248

DJNZR6,$

RET

TABLE:

DB00H,00H,01H,02H,03H,04H

DB05H,06H,07H,08H,09H

END

课题三基于单片机的数字钟的设计

一、设计要求

（1）系统实现每日24小时的时钟，用数码管显示时、分、秒。

（2）实现时间的调整。

（3）实现整点报时功能。

二、提交的文件

1、毕业论文

2、原程序或原文件

3、产品调试运行结果

三、资料

3.1设计思想

单片机控制系统是整个控制系统的核心，它完成整个系统的信息处理及协调功能。

本次我们选用ATMEL公司的AT89C51芯片；其功能强大，兼容性好。

AT89C51是与8051兼容的CHMOS微控制器。

与CHMOS工艺的8051一样，支持软件选择的空闲和掉电两种节电方式。

在AT89C51的P2.0—P2.3是数码管的段选；P2.4—P2.6是数码管的位选。

P1.0和P1.1是发光二极管。

是显示制式切换后的工作制式.P1.2是蜂鸣器，作闹铃和准点报时用。

P0.0—P0.7是按键的判断输入口，是对时间调整\闹铃时间设置,和其他功能的区分。

3.2系统框图

图3-1

第4节硬件设计

4.1元器件清单

表4-1元器件清单表

器件

数量/规格

单面覆铜板

1块

AT89C51单片机

1块

74LS47

1块

74LS138

2块

74LS148

1只

VD5026

1只

VB5027

1只

共阳数码管

8只

9012三极管

8只

按钮开关

18只

蜂鸣器

1只

电阻

10k，4.7k，100，8.2k，100k，200k

发光二极管LED

2只

电容器

10uf（1只），30pf（2只）

晶振

12M（1只）

接插件

8口（4副），2口（2副）

底座

6只

语音芯片

1只

芯片

6块

5.2程序代码

k0bitp0.0

k1bitp0.1

k2bitp0.2

k3bitp0.3

k4bitp0.4

k5bitp0.5

k6bitp0.6

k7bitp0.7

xiaoshidata2ah

fengzhongdata2bh

miaodata2ch

org0000h

jmpstart

org000bh

jmptim0

start:

movsp,#70h;设置堆栈在70H

mov28h,#00;显示寄存器初值为12H

mov2ah,#12h

mov2bh,#00

mov2ch,#00

movtmod,#00000001b

movth0,#high（65536-4000）

movtl0,#low（65536-4000）

movie,#10000010b

movr4,#250

setbtr0

loop:

jbp0.0,n2

calldelay

mova,2ch

adda,#01h

daa

mov2ch,a

cjnea,#60h,n1

mov2ch,#00

n1:

jnbp0.0,$

calldelay

n2:

jbp0.1,n4

calldelay

mova,2bh

adda,#01h

daa

mov2bh,a

cjnea,#60h,n3

mov2bh,#00

n3:

jnbp0.1,$

calldelay

n4:

jbp0.2,loop

calldelay

mova,2ah

adda,#01

daa

mov2ah,a

cjnea,#24h,n5

mov2ah,#00

n5:

jnbp0.2,$

calldelay

jmploop

tim0:

movth0,#high（65536-4000）

movtl0,#low（65536-4000）

pushacc

pushpsw

djnzr4,x2

movr4,#250

callclock

calldisp

x2:

callsaomiao

poppsw

popacc

reti

saomiao:

movr0,#28h

inc@r0

cjne@r0,#6,x3

mov@r0,#0

x3:

mova,@r0

adda,#20h

movr1,a

mova,@r0

swapa

orla,@r1

movp2,a

ret

clock:

mova,2ch

adda,#1

daa

mov2ch,a

cjnea,#60h,x4

mov2ch,#00

mova,2bh

adda,#1

daa

mov2bh,a

cjnea,#60h,x4

mov2bh,#00

mova,2ah

adda,#1

daa

mov2ah,a

cjnea,#24h,x4

mov2ah,#00

x4:

ret

disp:

movr1,#20h

mova,2ch

movb,#10h

divab

mov@r1,b

incr1

mov@r1,a

incr1

mova,2bh

movb,#10h

divab

mov@r1,b

incr1

mov@r1,a

incr1

mova,2ah

movb,#10h

divab

mov@r1,b

incr1

mov@r1,a

ret

delay:

movr6,#60

d1:

movr7,#248

djnzr7,$

djnzr6,d1

ret

end