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AT89S51单片机冲床控制器方案
双击自动滚屏 恒邦自动化培训2013-10-30 阅读:2149次 关注微信公众号 PLC958,获取最快捷,最有用的技术资讯
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西门子S7-200编程电缆PC-PPI

系统硬件配置以AT89S51单片机为核心。AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4Kb ISP(In-system programmable)可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,内置看门狗(WDT)电路。
  功能强大的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。采用该单片机设计的冲床控制器,具有以下几个特点:

图1 控制器的硬件结构框图


● 控制器采用PLC设计的理念,可靠性高,抗干扰能力强。
● 面板上6位七段LED显示,既可以用来调节参数,工作时也可以显示计数值。
● 模块化设计,体积小巧,便于安装。
● 利用AT89S51具有ISP的功能,可现场下载程序以实现可编程控制器的功能。

 

硬件设计


  控制器的硬件结构如图1所示,主要有键盘显示电路、EEPROM电路、掉电检测、程序下载接口、光电隔离输入输出等模块组成。电源模块是用TOP220Y设计的具有+24V和+5V输出的开关电源。当系统断电瞬间掉电检测电路发信号给AT89S51,系统立即把参数和计数值存放到EEPROM电路中。


  键盘显示电路如图2所示,为了节省I/O口线,这里复用了P0口的低3位。下面介绍该电路的工作原理:显示时,先置P3.3,P0.0~P0.5为高电平,再依次将显示内容所对应的编码经串入并出的移位寄存器74HC164输出到共阴极数码管,然后把要显示的位选置低,延时1ms,再把该显示的位选置高。只要这种动态扫描的频率足够高,本控制器采用80Hz,由于人眼的视觉暂留特性,就可以实现显示的功能,并没有闪烁的现象。扫描键盘时,把P3.3置为低电平,这时74HC164的输出均为低电平,这样就防止了在扫描键盘时干扰显示。当没有键按下时,读出的P0.0~ P0.2均为低电平,当有键盘按下时,相应输入会读出为高电平,再经延时去抖动法可判断出是哪个键被按下,再转到相应键的功能程序。本控制器的显示扫描、键盘扫描、键的去抖动都是放在定时器中断中完成的。

图2 键盘显示电路结构原理图


  光电隔离输入电路如图3所示,输入端子和COM端子之间用无电压接点或NPN开集电极晶体管连接,为了可靠起见,输入电流为7mA,则输入为ON。当输入电流低于1.5mA则输入为OFF。输出电路采用光电隔离的继电器输出,将控制器内部电路与外部电路进行电气隔离,防止外部的干扰。

图3 光电隔离输入输出电路

 

具体应用


  冲床控制接线如图4所示,工作时,面板上的6位数码管显示计数值,当需要设置参数时,按下功能建5秒后,可依次设定单次动作持续时间、需润滑的工作次数、润滑持续时间等参数。


  转动选择开关到单次行程位置,滑块处于上死点范围内时,左手右手按钮同时按下,则双联阀得电,滑块往复运动一次,当凸轮转到制动位置时,控制器使双联阀失电,使滑块停在上死点的位置。

图4 冲床控制接线图


  当选择开关置于寸动位置时,同时按下左、右手按钮,控制器使双联阀得电,可使滑块动作,松开按钮,控制器使双联阀失电,滑块随即停止。


  本文所述的用AT89S51单片机设计的冲床控制器,经试验运行,该控制器的运行可靠、抗干扰能力强,与软件算法设计以及光电保护的配合,可有效防止冲床的连冲,保障了操作人员的安全。另外,AT89S51单片机因其指令系统丰富、小巧、低价、灵活易扩展等独特的优点,在所设计的冲床控制器使整个系统的性价比得以大幅度的提高。

 
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