起重机超载限制器

摘要

本文主要说明起重机超载限制器的设计和实现，阐述了当今比较实用、性价比较高的单片机在工矿企业、施工现场的一个应用。

本文将整个系统的设计开发过程整理成档展现给读者。它从前言、问题提出、需求分析、可行性研究、概要设计、详细设计逐层深入地把系统进行了分析研究，很好的介绍了如何运用单片机技术开发此系统的全过程。

相信通过本文的介绍，您将对此系统有一个清晰的认识，也将为所有感兴趣于此类技术的读者给以帮助。

Abstract

In this article, the design and the realization of crane overload killer is mainly explained. The application of SCM is set forth.

This article reorganizes the overall system design performance history the files to unfold for the reader. It from the foreword, the question proposed, the demand analysis, the feasibility study, the outline design, the detailed design thoroughly have carried on by the level the system the analysis research, how good has the very introduction utilized monolithic integrated circuit technology development this system the entire process.

Through this article introduction, you will have a clear cognition of this system. It may give help to the readers which have interest in the technology.

目录

前言 (5)

第一章需求分析 (6)

1．1 问题的提出 (6)

1. 2 任务概述 (6)

第二章总体方案 (7)

2．1 硬件设计 (7)

2. 2 程序设计 (7)

2.2.1 初始化程序 (7)

2.2.2 数据采集子程序 (8)

2.2.3 自重值显示程序 (11)

2.2.4 采集毛重程序 (13)

2.2.5 判断是否预警或报警程序 (14)

2.2.6 显示子程序 (16)

2.2.7 超载计数单元值显示程序STEP (16)

2.2.8 中断服务子程序INT0 (18)

2.2.9 中断服务子程序INT1 (19)

2.2.10 延时子程序DS1、DS2、DS3 (21)

第三章系统软件及流程图 (22)

3.1 系统流程图 (22)

3.2 系统软件 (22)

第四章结束语 (29)

附录 (30)

参考资料 (31)

前言

单片机是一门应用性很强的专业课，其理论与实践技能是从事机电类专业技术工作的人员不可缺少的，理论与实践的密切结合，是学好单片机的重要特点。虽然现在又涌现出很多其他类似的技术，如PLC，但是单片机由于性价比高，仍然深受广大用户的喜爱。它的应用很多，深入到我们生活的方方面面，如洗衣机、冰箱……

如今的单片机的发展是很快的，有许多系列，虽然有很多相似之处，但每个系列都有其自身的特点，MCS-51系列就是其中一个大系列，很多初学者都从它那个系列的一种单片机中慢慢学习，然后在触类旁通的学习其他的功能更强大的类型的。

单片机技术不单是软件上的技术，更是软件与硬件的结合的一种技术，硬件是软件的基础。硬件的发展是超前软件的发展的，但是离开了硬件的考虑，那软件设计也是徒劳的。

第一章需求分析

1.1 问题的提出

近年来，工矿企业、施工现场经常发生工伤事故，其中有很多是由于起重机和行车引起的烧毁电机、钢绳裂断等事故，因而对起重机和行车加装超载限制器势在必行。

起重机超载限制器主要用于对工矿企业和施工现场的起重机、行车进行超载限制，它能有效地进行劳动保护，避免工伤事故的发生。

1.2 任务概述

当起重机超载限制器工作时，若起重机承受物体在额定值的90%以内，则该限制器能显示物体的实际重量；若物体的重量超过额定值的90%但在105%以内，该限制器在显示重物实际重量的同时发出声光预警信号；若物体的重量达到或超过额定值的105%，该限制器将发出报警信号，同时自动切断起重机电源。该限制器还能自动记录超载次数，供劳动部门检查。

第二章总体方案

根据上述介绍的工作原理和技术要求，可知该应用系统实际上是一个典型的数据采集与控制系统，数据采集的对象是一路压力（拉力），故选用压力（拉力）传感器进行物理量的测量，控制对象是断电及报警装置，故选用继电器及声响电

路进行断电及报警。

2．1 硬件设计

硬件电路图如附录所示，模拟信号放大部分选用运算放大器OP07，A/D转换器选用MC 14433，系统主机选用8031单片机，扩充一片程序存储器2716，地址及数据锁存器选用74 LS 373，4线-7线译码器选用4511，驱动器选用MC 1413，基准电压源选用MC 1403，数码显示部分选用BS 212共阴数码管，音响部分选用一片KD 9561。

硬件系统上电工作后，由压力（拉力）传感器来的微弱电信号经OP07放大后送到MC 14433进行A/D变换，MC 14433送出的4位8421BCD码及4位选通信号一起送到8031单片机的P1口，8031根据P1口来的信号进行处理判别后送4511和MC 1413译码驱动显示。若采集到的物重达到或超过额定值的90%，则P3.0送出低电平驱动声光预警电路。若采集到的物重达到或超过额定值的105%，超载计数单元加1，由P3.1送出低电平，驱动声光报警电路，并由继电器切断起重机电源。硬件部分还设计了一个掉电保护电路，当80C31系统的电源出现意外下降情况突然下降或消失时，可由掉电保护电路保护80C31内存单元的内容。

2. 2 程序设计

在任务的总体设计思想和硬件之后，就开始设计程序，根据前面介绍的工作原理和技术指标，软件设计主要任务有：

2.2.1 初始化程序

初始化程序主要用于来确定堆栈、程序状态字、对存储单元清0、让数码管闪烁显示全0 十次。

START ： MOV SP，#60H ；初始化

MOV PSW，#00H

CLR A ；清21H、22H单元

ANL 21H，A

ANL 22H，A

MOV R0，#0AH ；全0闪烁十次

LOOP ： MOV A，#0F0H ；全0显示

MOVX ＠R1，A ；送P0口显示

LCALL DS1 ；调用延时子程序

MOV A，#00H ；显示全暗

MOVX ＠R1，A

LCALL DS1

DJNZ R0，LOOP ；闪烁完十次否