自动加料机控制系统设计

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口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这个是可用作输入口。P1口作输入口使用时,因为有内部上拉电阻,那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。

(1)电源和接地引脚(2个) GND:接地脚;

VCC:正电源脚,接+5V脚。 (2)外接晶体引脚(2个)

XTAL1:接到晶体的一端。在振荡电路中,它作为输出端。振荡电路的频率直接影响着晶体本身具有的频率。当外部的时钟电路提供频率时,这个引脚就会得到时钟电路送至的外部脉冲,这也是检查振荡电路的方法,只要外接一个示波器,然后观察脉冲信号就可判断振荡电路的好坏。

XTAL2:接外部晶体的另一端。它是振荡电路反向放大器的输入端。采用外部时钟的时候,这个引脚必须要接地。

(3)复位引脚(1个)

REST:该引脚为单片机的上电复位引脚,高电平有效。当单片机电源电压和单片机工作电压一致的时候,与此同时单片机振荡器也进入正常工作状态,复位引脚如果能连续得到两个机器周期大小的高电平,就可以实现复位操作,使单片机恢复到最初始的状态。

(4)控制引脚(3个)

ALE/PROG:地址锁存允许信号。当访问外部存储器时,ALE用来锁存P0扩展地址低8位的地址信号;当外部存储器没有得到访问时,ALE端就会以其自身的频率输出,大小是时钟振荡频率的1/6。当然它也可用于外部定时或其他需要。另外,该引脚还是一个复用脚,在编程期间,将用于输入编程脉冲。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。不是每个时候都会出现/PSEN有效,只有当外部程序存储器取指令的时候,才会出现/PSEN信号,而且是每个机器周期出现两次。在其他情况,每个周期出现的这两次有效的/PSEN信号将不会出现,比如在访问外部数据存储器的时候,而且此时/PSEN产生的是负脉冲,它的作用是对外部程序存储器进行读操作。

EA/VPP:内外程序存储器选择控制引脚。当/EA接高电平时,单片机先从

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内部程序存储器取指令;当程序长度超过FLASH ROM的容量时,自动转向外部程序存储器;当/EA为低电平时,单片机则直接从外部程序存储器取指令。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为重新复位;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,/EA/VPP引脚也可提供12V编程电源(VPP)。

(5)输入/输出引脚(32个)

P0口:P0是一个漏极开路的8位准双向输入输出口,作为漏极开路的输出端口,每位能驱动8个LS型TTL负载。当P0在锁存器写入的电平全为高电平的时候,就表示P0口此时是作为输入口使用,而当P0口全部端口不接任何外围设备的时候,可以把此时的P0口当做一个输入,而且是阻抗值非常高的输入。

在单片机访问片外存储器时,P0口作为一种数据总线,而且只能提供低8位,并且是分时提供。在访问期间,作为P0口内部的上拉电阻,其表示有效。对其他一些单片机,比如8751,它不需要对EPROM进行外扩,所以P0口可作为一个数据输入输出口。此时若P0口被用作输入口时,就必须接上拉电阻。

P1口:P1口内部有上拉电阻,因此可以作为准双向I/O口。P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。由于内部上拉的缘故,当P1口的管脚写入“1”后,内部上拉为高电平时,就表示其可用作输入端口,当P1口被外部下拉为低电平时,表示其将作为输出电流端口。在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。

3.6 复位电路

复位电路大大提高了自动加料机电路的工作稳定性,所以复位电路在整个控制系统中非常重要。在通电的一瞬间来使得高电平复位是复位电路的第一要务。本系统使用手动复位,手动复位不需要复杂的步骤,只要通过一键操作,就能使单片机达到复位状态。系统上电运行后,如果需要复位,只需通过手动复位就可以实现。本系统使用的复位为手动复位,电路如图3.10所示。

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5V

RST

10uF

RESET

5.1K

图3.10 手动复位电路

为了确定单片机能正常的工作,以及在工作工程中出现问题有所解决措施,复位电路在单片机使用过程中必不可少。一些单片机在一开始工作的时候就需要复位,这样是要使得单片机的各个部分都处在一种初始化状态,这样在运行程序过程中才不会出现错误。按下复位按钮时,单片机初始化的值为0000H。另一方面,当程序在运行的过程中,如果出现错误就会使得单片机进入死循环,得不到正常的结果,这时候只要通过复位按键,就能使单片机重新进入到初始状态,重新工作。单片机内部有一个施密特触发器,外端有一个引脚是RST引脚,通过引脚与触发器相连就能使得单片机复位有效。此时如果RST引脚上获取一个时间大小为2个机器周期以上的持续高电平,那么CPU就可以将系统复位。手动按钮复位和上电自动复位是最常见的两种复位方式。

1.手动按钮复位

手动按钮复位非常简单,只要一个按钮把正电源线和复位输入端RST相连就可以。当需要复位的时候,只需要有人用手指按下按钮,此时RST端就会得到一个高电平,由于人的反应有一定的时间,所以按钮按下保持电路通畅的时间足以使单片机复位。

2.上电自动复位

STC89C52的上电复位电路结构更为简单,但原理较为复杂。它是在RST复位输入引脚上没有直接与电源线相连,而是中间接一电容,然后接至VCC端,最后在电容下接一个电阻到地即可。CMOS型的单片机的复位端是连接一个电阻的,所以在对CMOS型的单片机进行连接上电复位电路时,下拉电阻可以省掉,

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外接电容的大小也减至1uF。上电复位电路的原理是电源给电容通电,通电过程中会给复位端一个短暂的高电平,充电过程中,由于电容的特性,复位端在收到一个的短暂的高电平之后,随着电容存储电量的增加,高电平信号会慢慢减小。所以,复位端接收到高电平信号的时间长短主要取决于电容的充电时间长短。复位端必须得到足够的高电平信号时间,才能够进行复位。

3.积分型上电复位

积分型上电复位与其他两种复位电路不同,在复位端的引脚上必须要接一个非门电路。接至5V电源后,由于电容C的充电特性和非门电路的作用,会使复位电路出现两种操作。一是通电,会使复位端得到高电平;二是通过复位按键使得复位引脚得到一段时间高电平。这样就能够实现上电复位和开关复位两种操作。在一般使用过程中,这种上电复位方式很少使用。

单片机复位电路主要有四种类型。 (1)微分型复位电路; (2)积分型复位电路; (3)比较器型复位电路; (4)看门狗型复位电路。 本系统采用的是手动按钮复位。

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