机械系统微机控制研究.docx

绪论机械系统控制的分类，按控制用的微机类型分：单片机、DSP、PLC等机械自动控制系统的基本结构由三部分构成：传感器、运算单元和执行机构。传感器是将机械类信号转换为电信号的装置，是实现自动检测和自动控制的关键环节；运算单元是控制的核心；执行机构是将电能转换为机械能的动力传动装置。微机控制的优点：灵活性好、实时性好、集成度高、柔性好、抗干扰能力强、升级方便等。传感器基本参数包括：静态参数:线性度、灵敏度、精度、稳定性、分辨率等。动态参数:上升时间、响应时间、峰值时间、超调时间。其它参数:量程、抗干扰能力、应用范围等。模拟量输出通道基本构成：计算机-锁存-D/A-被控对象单片机、DSP、PLC的优势和应用：单片机的体积小、成本低、控制功能强大、抗干扰能力强。广泛应用于工业控制现场（－40～＋85度），用于简单系统的控制和复杂系统的底层控制。应用：洗衣机、小型加热炉。DSP可进行指令的并行处理，信号处理能力强，具有高速的运算能力，I/O功能非常丰富。应用：语音处理、网络协议、信号处理、控制；手机。PLC抗干扰能力强，逻辑控制功能强、运算能力相对较弱，模块化设计使组合设计方便，编程方便，适用于全部为开关量的逻辑控制，或大量逻辑控制加少量模拟量的系统。应用：电梯单片机单片机：单片微型计算机，在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、I/O、A/D、D/A、CT/TM等功能。ADuc812属于增强型8052，ADuc812特点：–8位CPU–32位双向可寻址I/O线–3个16位定时器/计数器–9个中断源分两个优先级–8KBFlash程序存储器–640BFlash数据存储器–16MB外部数据存储器–A/D和D/A功能、I2C等ADuc812的CPU为8位CPU。CPU的一个机器周期由6个状态（12个振荡脉冲）组成。1机器周期=12内核时钟大多数指令的执行时间为1个机器周期，MUL（乘法）和DIV（除法）指令需要4个机器周期，中断响应最短需要3个机器周期最长需要8个机器周期。定时器的时间基准为机器周期，每个机器周期定时器的当前值＋1。ADuC812 有3 个16 位定时器/计数器，每一个计时器包括了两个8 位的寄存器，THx和TLx。当作为定时器使用时，TLx在每一个时钟周期都增加。而每一个时钟周期都包含了12个内部核心时钟，因此最大计时频率只能是内核时钟频率的1/12。当作为计数器使用时，TLx在每一个外部事件输入管脚（T0、T1、T2）上的1 到0 跳变将增加1。为了能够保证外部事件信号能被正确采样到，事件信号必须要在低于内核时钟频率的1/24 的频率下工作。ADuC812 共有4 个8 位I/O 口。P0可作为输入输出口，也可作为地址总线。P1 是八位的输入端口，也可作为AD 输入转换通道，两功能都是输入，此端口不能输出，为了让P1 作为数字输入端口，需要向对应端口写0，如果向P1 端口写1，则P1 的此端口将作为AD 转换通道使用。P2 口是八位的带上拉电阻的双向口，也作为扩展应用中的地址总线使用。P3 是是八位的带上拉电阻的双向口，同时P3 的各个端口都定义了特殊的用途单片机开发环境为KeilC；使用5V稳压电源要进行程序下载，首先要进行下列重置步骤：先按下PSEN 键，在保持PSEN 按下的同时，按下RESET 键并抬起，最后抬起PSEN 键，此时单片机进入等待程序烧写状态。发光二极管、按键、数码管都是I/O 的扩展电路中断源：? 外中断：INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引脚产生– 电平中断：低电平引起中断。– 脉冲中断：下降沿引起中断。状态至少维持1个机器周期。? 定时中断：T0和T1? 串行中断：接收和发送完成。响应某个中断需要4个条件：（1） EA=1（2）屏蔽寄存器相应位为1（3）中断事件发生：TCON（8位寄存器，对应不同中断）或SCON中相应位为1（8位寄存器对应不同中断）（4）当前中断优先级最高中断的响应：产生可执行中断后，硬件系统会自动产生一条长调用指令，LCALL Addr16。不同中断对应的地址如下表。中断请求的撤销：中断响应后，TCON或SCON中相应的中断标志位应该清除，否则还可能再引起中断。1 定时器中断请求是自动清除的。2 脉冲方式的外中断可以认为是自动清除的。3 电平方式的外中断标志是自动清除的，但中断请求不能自动清除。4 串行通讯中断的标志位需要软件清除。因为在中断程序中需要判定是TI还是RI。中断控制：有4个SFR（特殊功能寄存器Special Function Register）与中断控制有关。分别是： IE、IP 、TCON、SCON＝1：允许中断＝0：禁止中断定时器/计数器：ADuC812 有3 个16 位定时器/计数器，每一个计时器包括了两个8 位的寄存器，THx和TLx。当作为