基于单片机的点焊机控制器系统设计
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基于单片机的点焊机控制器系统设计
基于单片机的点焊机控制器系统设计
摘要:本文介绍了用51单片机设计的一种多功能点焊机控制器,具有自动加热、设置炉温、到设置温度自动停止等功能,并且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。
当前市场上的点焊机控制器基本上采用双金属片温控,控温精度低、可靠性差、功能单一。随着微电子技术的发展,单片微处理器功能日益增强,价格低廉,在各方面得到广泛应用。在点焊机控制器中应用单片机,具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。
本文着重于点焊机在智能控制方面的探讨。
关键词:单片机,点焊机,51,加热1 前言
1.1 Proteus仿真软件简介
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件[9]。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、
RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大。
Proteus主要用于绘制原理图并可进行电路仿真,Proteus ARES 主要用于PCB 设计。ISIS 的主界面主要包括:1 是电路图概览区、2 是元器件列表区、3 是绘图区。绘制电路图的过程如下:
单击2 区的P 命令即弹出元器件选择(Pick Devices)对话框,Proteus 提供了丰富的元器件资源,包括30 余种元器件库,有些元器件库还具有子库。利用该对话框提供的关键词(Keywords)搜索功能,输入所要添加的元器件名称,即可在结果(Results)中查找,找到后双击鼠标左键即可将该元器件添到2 区,待所有需要的元器件添加完成后点击对话框
右下角的OK 按钮,返回主界面。接着在2 区中选中某一个元器件名称,直接在3 区中单击鼠标左键即可将该元器件添加到3 区。
由于是英国的软件,特别要注意的是绘图区中鼠标的操作和一般软件的操作习惯不同,这正像是司机座位和人行道走向和国内不同一样。单击左键是完成在2 区中被选中的元器件的粘贴功能;将鼠标置于某元器件上并单击右键则是选中该元器件(呈现红色),若再次单击右键的话则删除该元器件,而单击左键的话则会弹出该元器件的编辑对话框(Edit Component);若不需再选中任何元器件,则将鼠标置于3 区的空白处单击右键即可;另外如果想移动某元器件,则选中该元器件后再按住鼠标左键即可将之移动。
元器件之间的连线方法为:将鼠标移至元器件的某引脚,即会出现一个“×”符号,按住鼠标左键后移动鼠标,将线引至另一引脚处将再次出现符号“×”,此时单击鼠标左键便可完成连线。连线时在需拐弯的地方单击鼠标左键即可实现方向的改变。绘制好电路后,可利用1 区的绿色边框对3 区的电路进行定位。
1.2 Keil编译及调试软件简介
目前流行的51系列单片机开发软件是德国Keil公司推出的Keil C51软件,它是一个基于32位Windows环境的应用程序,支持C语言和汇编语言编程,其6.0以上的版本将编译
和仿真软件统一为μVision(通常称为μV2)。Keil提供包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,由以下几部分组成:μVision IDE集成开发环境(包括工程管理器、源程序编辑器、程序调试器)、C51编译器、A51汇编器、LIB51库管理器、BL51连接/定位器、OH51目标文件生成器以及Monitor-51、RTX51实时操作系统。
应用Keil进行软件仿真开发的主要步骤为:编写源程序并保存——建立工程并添加源文件——设置工程——编译/汇编、连接,产生目标文件——程序调试。Keil使用“工程”(Project)的概念,对工程(而不能对单一的源程序)进行编译/汇编、连接等操作。工程的建立、设置、编译/汇编及连接产生目标文件的方法非常易于掌握。首先选择菜单File—New…,在源程序编辑器中输入汇编语言或C语言源程序(或选择File —Open…,直接打开已用其他编辑器编辑好的源程序文档)并保存,注意保存时必须在文件名后加上扩展名.asm(.a51)或.c;然后选择菜单Project—New Project…,建立新工程并保存(保存时无需加扩展名,也可加上扩展名.uv2);工程保存后会立即弹出一个设备选择对话框,选择CPU后点确定返回主界面。这时工程管理窗口的文件页(Files)会出现“Target1”,将其前面+号展开,接着选择Source Group1,右击鼠标弹出快捷菜单,选择“Add File to Group ‘Source
Group1’”,出现一个对话框,要求寻找并加入源文件(在加入一个源文件后,该对话框不会消失,而是等待继续加入其他文件)。加入文件后点close返回主界面,展开“Source Group1”前面+号,就会看到所加入的文件,双击文件名,即可打开该源程序文件。紧接着对工程进行设置,选择工程管理窗口的Target1,再选择Project—Option for Target ’Target1’(或点右键弹出快捷菜单再选择该选项),打开工程属性设置对话框,共有8个选项卡,主要设置工作包括在Target选项卡中设置晶振频率、在Debug选项卡中设置实验仿真板等,如要写片,还必须在Output选项卡中选中“Creat Hex Fi”;其他选项卡内容一般可取默认值。工程设置后按
F7键(或点击编译工具栏上相应图标)进行编译/汇编、连接以及产生目标文件。
成功编译/汇编、连接后,选择菜单Debug—Start/Stop Debug Session(或按Ctrl+F5键)进入程序调试状态,Keil提供对程序的模拟调试功能,内建一个功能强大的仿真CPU以模拟执行程序。Keil能以单步执行(按F11或选择Debug—Step)、过程单步执行(按F10或选择Debug—Step Over)、全速执行等多种运行方式进行程序调试。如果发现程序有错,可采用在线汇编功能对程序进行在线修改(Debug—Inline Assambly…),不必执行先退出调试环境、修改源程序、对工程重新进行编译/汇编和连接、然后再次进入调试状态的步