MCS-51单片机在注塑过程中的顺序控制

夏晓玲

(鄂州大学　机电工程系,　湖北　鄂州　436000)

摘要:该文介绍了运用MCS -51单片机及其接口,实现对注塑过程中的顺序控制,针对控制中的实际问题,进行状态检测和显示,对于故障现象给出声、光提示和报警,并作出抗干扰设计,保证系统可靠稳定运行。

关键词:单片机;接口;顺序控制;抗干扰设计　　中图分类号:TP271+2

文献标识码:A 文章编号:1008-9004(2004)04-0031-03

　　一、引言

微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物,由于实际应用的需要,它正向着两个不同的方向发展:一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展,另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。单片机因其将处理器(CPU )、随机存储器(RAM )、只读存储器(ROM )、中断系统、定时/计数器以及I/O 口集成在一块芯片上而得名[1]。单片机主要应用于控制领域,用以实现各种测试和控制功能。

在工业控制中,像冲压、注塑、制瓶、轻纺等生产过程都是一些连续生产过程,按某种顺序有规律地完成预定的动作,对这类继续生产过程的控制称作顺序控制。

注塑机工艺过程大致分为“合模———注塑———延时———开模———产伸———产退几个顺序动作。本文基于以上情况用MCS —51单片机对注塑机工艺过程实行控制,具体介绍了控制原理与组成,单片机及接口电路,控制方框流程图,系统软件设计,以及实际运行情况等。

二、控制原理及组成

据2004年《中国教育技术装备》,本系统由以下几部

分组成:1、单片机;2、I/O 接口;3、电气控制;4、给定及显示;5、状态检测及显示打印;6、故障检测及声光报警;7、抗干扰电路;8、系统工作软件。

键盘输入给定、相应参数设置,充分利用单片机及接口电路,实现运行过程中的各项控制,声、光报警,显示和打印等。在系统设计中考虑了多项故障保护和检测:过电压保护、欠电压保护、过电流保护、光电隔离等。

在抗干扰方面,在单片机外围扩展了看门狗电路,在没有外干扰情况下,程序定时地输出一个脉冲信号,使看门狗电路复位,重新监视程序工作。一旦程序受到干扰,发生了乱跑或死循环,这时候就没有定时地输出的脉冲信号加到看门狗电路,使其复位,从而一直计时,直至超出设定范围,此时将产生一个复位信号,使得单片机复位,把跑丢的程序拉回来,保证系统受到干扰时能自行复位,继续工作。

三、MCS -51单片机系统及其接口

1、MCS -51单片机系统

8031是MCS -51系统中51子系列中的一种单片机,

它的内部包含以下几个部件,如图1[1]

。

图1　MCS -51单片机系统结构框图

第11卷　第4期V oL.11　N o.4

鄂　州　大　学　学　报

Journal of E zhou University 2004年10月

Jan.2004

收稿日期:2004-04-30

作者简介:夏晓玲(1967—

),女,湖北鄂州人,鄂州大学机电工程系讲师。研究方向:单片机。

　　(1)1个8位的处理器(CPU ):由运算器和控制器两部分组成。

(2)128B 的内部数据存储器(RAM )(3)2个16位的定时/计数器。(4)K B 外部数据存储器。(5)K R 外部程序存储器。(6)4个8位并行I/O 口。(7)1个片内振荡及时钟电路。(8)1个可编程全双工串行口。

(9)具有5个中断源,2个优先级的中断系统。2、I/O 接口及应用

8031单片机有4个8位双向I/O 端口(P0、P1、P2、P3),

每个口都能地作为输入和输出口,其中P0口为三态双向口,在访问片外数据存储器时,可分时传送低8位地址和数据。而P1、P2、P3口则是准双向口,访问外部数据存储器时,由P1口传送高8位地址。P3口除了作为基本

I/O 口使用外,还具有第二功能。

在此控制应用中,用8031的P1口中的P1.0-P1.5控制注塑机的六道工序,控制电路如图2所示[2]。其中,W L

-电光隔离,WF -功率放大,XT -电磁铁。设每道工序延

时时间如表1[3]。P3.4为开工启动开关,高电平启动。

P3.3为外部故障输入模拟开关,低电平报警,P1.7为报警

声音输出

。

图2　注塑控制电路表1工序延续时间

工序合模

注射加热

开模

产伸

产退

时间(s

)

0.5

4.5

5

1

3.5

2.0

四、控制流程图和系统软件

1、控制流程图,如图3和图4[2]。

图3　程序控制流程图

图4　中断服务子程序流程图

2、系统软件[4]

ORG 0013H LJMP PO16ORG 0190H

PO10:M OV P1,#7FH OR L P3,#00H

PO11:JNB P3.4,PO11;开工吗?OR L IE ,#84H

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第11卷

OR L IP ,#01H

M OV PSW ,#00H ;初始化M OV SP ,#53H

PO12:M OV P1,#7EH ;第一道工序AC A LL PO1B

M OV P1,#7DH ;第二道工序AC A LL PO1D

M OV P1,#7BH ;第三道工序AC A LL PO1B

M OV P1,#77H ;第四道工序AC A LL PO1B

M OV P1,#6FH ;第五道工序AC A LL PO1B

M OV P1,#5FH ;第六道工序AC A LL PO1B AC A LL PO12S JMP PO12PO16:M OV B ,R2PO17:M OV P1,#7FH M OV 20H ,#0A0H PO18:SET B P1.7AC A LL PO1A C LR P1.7AC A LL PO1A

D JNZ 20H ,PO18C LR P1.7AC A LL PO1A JNB P3.3,PO17M OV R2,B RETI

PO19:M OV R2,#10H AC A LL DE LY RET

PO1A :M OV R2,#06H AC A LL DE LY RET

PO1B :M OV R2,#30H AC A LL DE LY RET

五、系统运行及结论

本系统运用MCS -51单片机及其接口实现对注塑过程中的顺序控制,针对控制中的实际问题,进行状态检测和显示,对于故障现象给出声、光提示和报警,并作出抗干扰设计,保证系统可靠稳定运行。在软件设计中,采用了一定的技巧,特别是各种参数及位置状态采用查表法,多任务的中断等,使得软件运行灵活、可靠。本系统相当于一个变结构、变参数的综合控制系统,可以在类似问题的各项控制中进行推广应用。

【参考文献】

[1]何立民.单片机高级教程[M].1999.

[2]李广第.单片机基础[M].　北京:航空航天大学出版社,2001.

[3]胡乾斌.单片微型计算机原理与应用[M].　武汉:华中科技大学出版社,2003.

The Order Control of the Mounding Process with

A MCS -51Single -chip Computer

XIA Xiao -ling

Abstract :This article presents the method for realizing the order control of the m ounding process with a MCS -51single -chip

computer and its interface.Aiming at the possible problems occurring in the control period ,this article als o introduces the method to exam 2ine and indicate the fault state with s ound and light and to adopt the anti -jamming design to ensure the stable performance of the system.

K ey w ords :

single -chip computes ;interface ;the order control ;anti -jamming design

第4期

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