起重机超载限制器的设计Word下载.docx

1、VAG：模拟地端。VSS： 数字地端。VR： 基准电压输入端。2）外接电阻及电容端R1：积分电阻输入端，转换电压Vx=2V时，R1=470；Vx=200mV时，R1=27k。C1：积分电容输入端，一般取0.1F。R1/C1：R1与C1的公共端。CLKI、CLKO：外接振荡器时钟调节电阻RC，RC一般 取470左右。3）转换启动/结束信号端EOC：转换结束信号输出端，正脉冲有效。DU：启动新的转换，若DU与EOC相连，每当A/D转 换结束后，自动启动新的转换。4）过量程信号输出端 OR*：当|Vx|VR，输出低电平。5）位选通控制端DS4DS1：分别为个、十、百、千位输出的选通脉冲，DS1对应千

2、位，DS4对应个位。每个选通脉冲宽度为18个时钟周期，两个相应脉冲之间间隔为2个时钟周期。如图所示6）BCD码输出端Q0Q3：BCD码数据输出线。Q3为最高位，Q0为最低位。当DS2、DS3和DS4选通期间，输出三位完整的BCD码数，但在DS1（千位）选通期间，输出端Q0Q3除了表示个位0或1外，还表示被转换电压的正负极性（Q2=1为正）、欠量程还是过量程，具体含义如表所示。表11-2 DS1选通时Q3Q0表示的结果Q3 Q2 Q1 Q0表 示 结 果1 00 1 0 1 1 千位数为0千位数为1结果为正结果为负输入过量程输入欠量程由表11-2可知：1）在Q0=“0”的条件下，Q3=0表示千位

3、（1/2位） 为1， “Q3=1”表示千位为0。2）Q2表示极性， “1”为正极性， “0”为负极性。3）Q0=“1”表示过量程或欠量程,Q3=0 表示过量程，Q3=1表示欠量程。（3）译码器4511 4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1

4、，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。D A、DB、DC、DD、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。8421 BCD 码对应的显示见下图 ：（4）地址及数据锁存器74LS37374LS373是单片机种常用的芯片。它是带三态缓冲输出的8D触发器，起引脚图与结构原理图如下：EG功能直通Qi = Di1保持（

5、Qi保持不变）X输出高阻74LS373引脚图内部结构原理图电路连接图 G输入端，与8031ALE连高电平：畅通无阻。低电平：关门锁存。图中OE使能端，接地。 当G=“1”时，74LS373输出端1Q8Q与输入端1D8D相同； 当G为下降沿时，将输入数据锁存。2.软件设计在任务的总体设计思想和硬件确定之后，就可以开始设计程序，根据前面介绍的工作原理和技术指标，软件设计应完成的任务为：（1）初始化程序初始化程序主要用来确定堆栈，程序状态字，对存储单元清零，让数码管闪烁显示全零10次。流程图如下所示：初始化程序流程图根据流程图，编程如下：START：MOV SP, #60H ;初始化 MOV PSW

6、, #00H CLR A ;清21H,22H单元ANL 21H, AANL 22H, AMOV R0, #0AH ;全0闪烁十次LOOP： MOV A, #F0H ;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 .（2）数据采集子程序 起重机在实际工作前，超载限制器应先检测出起重机挂钩，承重绳等物体的重量，这里把它们称为自重。当起重机实际起吊重物时，检测到的重量成为毛重，而物体的实际重量等于毛重减去自重。程序中数据存储单元为31H（千

7、位和百位），32H（十位和个位）数据采集子程序流程图如下：编程如下：IN1:MOV A, P1 ;输入转换结果 JNB ACC.4, IN1 ;是千位选通否IN2:JNB ACC.3, IN3 ;千位为1否CLR A ;千位为0MOV 31H, ASJMP IN4IN3:MOV 31H, #10H ;千位为1送入31H高四位IN4:MOV A, P1JNB ACC.5, IN4 ;是百位选通位否ANL A, #0FH ;提取百位值ORL A, 31H ;与千位值合并MOV 31H, A ;存入31H单元IN5: MOV A, P1JNB ACC.6,IN6 ; 是十位选通位否SWAP A ;高

8、低四位交换ANL A, #0F0H ; 提取十位值MOV 32H, AIN6: JNB ACC.7, IN6 ; 是个位选通位否 ANL A, #0FH ; 提取个位值 ORL A, 32H ; 与十位值合并MOV 32H, A ;存入32H单元RET ;子程序返回数据采集子程序流程图（3）自重值显示子程序系统开机工作后，首先调用数据采集子程序，获得自重值，然后分别将他们送到 27H和28H单元。自重显示程序是从27H和28H单元中提取千，百，十，个位值，再配上选通位后从数据总线输出。下面是程序流程图和对应的程序：根据流程图编程如下：MOV 27H, 31H ;千，百位送27HMOV 28H,

9、 32H ;十，个位送28HMOV A, 27H提取千位值SWAP AMOV 11H, A ;存入11HMOV 12H, A ;存12H单元MOV A, 28H提取十位值MOV 13H, A ;存入13H提取个位值MOV 14H, A ;存14H单元MOV R0, #0FFH ;设显示次数LOOP1：MOV A, 11H ORL A, #10H ; 组合千位值和选通位输出到显示器 LCALL DS2 ;延时MOV A, 12H ORL A, #20H ; 组合百位值和选通位MOV A, 13H ORL A, #40H ; 组合个位值和选通位MOV A, 14H ORL A, #80H ; 组合

10、十位值和选通位显示次数到否自重值显示子程序流程图（4）采集毛重程序 由于起重机或吊车在吊起重物时存在着一定的加速度，这就会影响到传感器测得的信号的准确性。因此在这里当程序执行完自重测量和显示后，延时约0.5S后再进行毛重测量。同时采用两次采样，采样间隔约0.5S。如果相隔0.5S的两次采样值相等，则表明测量值准确；否则，放弃第一次采样值，并再进行一次采样并比较，直到两次采样的值相等为止。下面是流程图和程序：采集毛重程序流程图OUT1：LCALL DS3 ;延时0.5SOUT2：LCALL IN1 ;调用采集子程序 MOV 23H, 31H MOV 24H, 32H ;将毛重值（1）送23H,2

11、4H单元AAA： LCALL IN1 ; MOV 25H, 31H MOV 26H, 32H ;将毛重值（2）送25H,26H单元 MOV A, 25H ;将毛重值（2）的千百位送A CJNE A, 23H,BBB ;毛重（2）和毛重（1）比较 AJMP CCC ;相等则转入下面程序BBB：MOV 23H, 25H ;不相等，毛重（2）值送23H,24H单元 MOV 24H, 26H SJMP AAA ;重新采样CCC：.（5）判断是否预警或报警程序在执行该程序之前，在中断服务程序中已将毛重值减去自重值，并将物体实际重量的千位和百位存于21H单元，十位和个位存于22H单元。该程序首先判断物体重

12、量是否达到或超过额定值的90%，如果达到或超过这一限定值，预警黄灯亮，并使音响电路发出鸣叫。其次判断物体重量是否达到或超过额定值105%，如果超过这一限值，报警红灯亮，并使音响电路发出报警声，数码管显示当前的重量不再变化，超载计数单元加1。下图为程序流程图：判断是否预警或报警程序流程图CLR C ;清进位标志MOV A, 21H CJNE A, 90%H, SUB1 ;是否超过90%,高2位比较MOV A, 22H ;CJNE A, 90%L, SUB1 ;低2位比较SUB0：CLR P3.0 ;预警 SJMP SUB2 SUB1：JINC SUB0 ;超过额定值90%否 SJMP ADD1S

13、UB2：CLR C MOV A, 21H ;是否超过105% CJNE A, 105%H,SUB6 ;高2位比较 MOV A, 22H CJNE A, 105%L,SUB6 ;SUB3：MOV A, 20H ; 超载，计数单元加1 INC A MOV 20H, ASUB4 ：CLR P3.1 ; 报警，断电 LCALL ADD2 ；调用显示子程序3 SJMP SUB4 ;循环显示SUB5：JNC SUB3 SJMP ADD1 ;未超载，向下执行显示程序（6）显示子程序 显示子程序类似于自重显示程序部分，流程图略。程序如下：ADD2：MOV A, 21H ;显示子程序 ANL A, #0F0H

14、;取千位 SWAP A MOV 15H, A 取百位 ANL A, #0FH MOV 16H A MOV A, 22H ; 取十位 ANL A, #0F0H MOV 17H, A 取个位 MOV 18H A MOV A, 15H ;显示千位 ORL A, #10H MOVX R1, A LCALL DS2 MOV A, 16H ;显示百位 ORL A, #20H MOV A, 17H ;显示十位 ORL A, #40H MOV A, 18H ;显示个位 ORL A, #80H LCALL DS2 RET ;返回主程序（7）超载计数单元值显示程序STEP主程序中通过访问P3.4口是否为“0”进入

15、STEP中，该程序首先将十六进制转换成十进制数，在进行组合显示。采用循环显示一段时间后返回主程序。程序流程图如下：STEP：取超载计数单元内容 MOV B, 64H ;设除数为100 DIV AB除以100取商得百位数 超载计数单元值显示程序STEP流程图MOV 19H, A ;取商为百位数MOV A, B ;取余数继续除MOV B, #0AH; 设除数为10 MOV 1AH, A ;取商为十位数MOV 1BH, B ;取余数为个位数MOV R7, #0FFH ;置循环次数SS：MOV A, 19H组合百位显示码MOVX R1, A ;LCALL DS2 ; MOV A, 1AH组合十位显示码

16、MOV A, 1BH组合个位显示码DJNZ R7, SS ;循环显示次数到否AJMP HH ;跳转执行（）中断服务子程序INT0本中断服务子程序用来实现掉电保护。由INT0发出中断请求，中断服务程序接着用P3.7向定时器555的下触发端送出一个低电平，并置PCON（电源控制寄存器）的PD位（掉电方式位）为“”。注：PD=1时激活掉电工作方式。程序和程序流程图如下：INT0：PUSH ACC ;保护现场PUSH PSWMOV 87H, #02H ; 置PCON的PD=1 CLR P3.7 ;置P3.7输出0 POP PSW ;恢复现场POP ACC RETI ;中断返回中断服务子程序INT0流程

17、图（9）中断服务程序INT1中断服务程序INT1通过用十六进制减法及十进制调整程序实现十进制数相减，来获得物体的实际重量。由于传感器，放大器及A/D转换器存在一定的误差，当程序中出现自重减自重得负值时，采取让显示器显示全0的办法来处理。中断服务程序INT1的流程图和程序如下：INT1：PUSH PSW MOV PSW, #08H ;重置工作寄存器区JB P3.5, rel ;对P3.5判断是否对超载计数器清0MOV 20H, #00H ;超载计数器清0rel： MOV R3, #06H ;设置十进制调整值 MOV R4, #60H; CLR C MOV A, 24H MOV R0, 28H S

18、UBB A, R0 ;对十位，个位做减法 JNC DAA1 ;需十进制调整否 JNB AC, DAA0 ; 需十进制调整否 SUBB A, R3 ;对结果进行十进制调整中断服务程序INT1流程图 DAA0:SUBB A, R4 SETB C ;恢复C为“1” MOV 22H, A ;相减结果（十，个位）送22 单元 SJMP DAA3DAA1:JNB AC, DAA2 ;进行十进制调整DAA2:MOV 22H, ADAA3:MOV A, 23H MOV R0, 27H对千，百位做减法 JC ADD0 ;判断结果为负否 JNB AC, DAA4 ; CLR ACDAA4:MOV 21H, A ;

19、相减结果（千,百位）送21H单元DDD: POP ACCADD0:结果为负，则清0 ANL 15H, AANL 16H, AANL 17H, AANL 18H, ASJMP DDD以上程序中，自重值存储在27H,28H单元；毛重值存储在23H,24H单元，物体实重值存储在21H,22H单元。（10）延时子程序DS1,DS2,DS3DS1： MOV R1, #0FFHDEC1：MOV R2, #0FFH DJNZ R2, $ DJNZ R1, DEC1 RETDS2： MOV R1, #04HDEC2：DJNZ R2, $ DJNZ R1, DEC2DS3： MOV R3, #04HDEC3： LCALL DS1 DJNZ R3, DEC3