機(jī)電控制技術(shù)第一章-上海交通大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院

1、主講人：劉利,上海交通大學(xué)機(jī)電控制研究所lili630@sjtu.edu.cn021-34206294,2008.1.7,交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)控制課程系列,考試課、專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課,一、教學(xué)要求的基本層次,教學(xué)要求分為三個(gè)層次，即：掌握、理解和了解。1.掌握 本課程的重點(diǎn)內(nèi)容要求達(dá)到全面、深入地掌握程度。并能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題，這是學(xué)位考的重點(diǎn)考核內(nèi)容。2.理解 本課程的一般內(nèi)容要求能夠理解，并能夠進(jìn)行分析和判斷

2、。3.了解 本課程的一些基本概念要求能夠了解。同時(shí)一些涉及數(shù)學(xué)、電子的內(nèi)容不要求進(jìn)一步深入和擴(kuò)展的要求。,二、考題類型,一、選擇題（包括單、多選擇）二、簡答題三、程序分析題（包括PLC、單片機(jī)）四、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括低壓電器、PLC、單片機(jī)的硬、軟件）五、分析、判斷題 注：取消填空題！,三、復(fù)習(xí)范圍和具體要求,第一章 概述復(fù)習(xí)內(nèi)容：第三節(jié)：機(jī)電控制系統(tǒng)的基本要素和功能第四節(jié)：控制系統(tǒng)的基本概

3、念具體要求：1、機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大構(gòu)成要素、五大功能及它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、控制系統(tǒng)基本類型3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成。4、控制系統(tǒng)的基本要求。以上內(nèi)容需要掌握。,重要內(nèi)容的回顧 （教材P3 ～12）1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成,機(jī)電一體化的形人結(jié)構(gòu),機(jī)電一體化系統(tǒng)的各部分的作用,1、機(jī)械本體（結(jié)構(gòu)功能） 由機(jī)械零件組成，能夠傳遞運(yùn)動(dòng)并完成某些有效工作的裝置。2、能源（運(yùn)轉(zhuǎn)功能）:提供能量，轉(zhuǎn)換成需要的形式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能

4、。3、檢測(cè)傳感裝置:檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能4、電子控制單元:處理、運(yùn)算、決策，實(shí)現(xiàn)控制功能.5、執(zhí)行機(jī)構(gòu):包括機(jī)械傳動(dòng)與操作機(jī)構(gòu)，接收控制信息，完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能和能量轉(zhuǎn)換功能。 。,2、控制系統(tǒng)的基本類型,按輸入量的特征分類,恒值控制系統(tǒng)：系統(tǒng)輸入量為恒定值?？刂迫蝿?wù)是保證在任何擾動(dòng)作用下系統(tǒng)的輸出量為恒值。如：恒溫箱控制、電網(wǎng)電壓、頻率控制等。隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）：輸入量的變化規(guī)律不能預(yù)先確知

5、，其控制要求是輸出量迅速、平穩(wěn)地跟隨輸入量的變化，并能排除各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律。如：仿形加工系統(tǒng)、火炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等程序控制系統(tǒng)：輸入量的變化規(guī)律預(yù)先確知，控制器按照預(yù)先確定的順序，或按照一定邏輯順序逐次對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行控制，使被控對(duì)象按照要求而運(yùn)動(dòng)。程序控制主要包括如下三種形式：,,,,按系統(tǒng)中傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類,連續(xù)控制系統(tǒng)： 系統(tǒng)中各部分傳遞的信號(hào)為隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。連續(xù)控制系統(tǒng)通常采用

6、微分方程描述。離散（數(shù)字）控制系統(tǒng)： 系統(tǒng)中某一處或多處的信號(hào)為脈沖序列或數(shù)字量傳遞的系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)通常采用差分方程描述。,方程系數(shù)與時(shí)間的關(guān)系->定常、時(shí)變*,,按系統(tǒng)元件特性分類,線性控制系統(tǒng)：由線性元件組成，輸入輸出問具有疊加性和均勻性性質(zhì)。以線性微分方程來表述。,非線性控制系統(tǒng)：系統(tǒng)中有非線性元件，輸入輸出間不具有疊加性和均勻性性質(zhì)。用非線性微分方程來表述。,開環(huán)控制與閉環(huán)控制,控制系統(tǒng)根據(jù)有無反

7、饋?zhàn)饔每煞譃槿悾?開環(huán)控制,控制器與被控對(duì)象間只有順序作用而無反向聯(lián)系且控制單方向進(jìn)行。,數(shù)控機(jī)床的開環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖,優(yōu)點(diǎn)：簡單、穩(wěn)定、可靠。若組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值比較穩(wěn)定，且外界干擾較小，開環(huán)控制能夠保持一定的精度。,缺點(diǎn)：精度通常較低、無自動(dòng)糾偏能力。,閉環(huán)控制,閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過程有直接影響。閉環(huán)的作用：應(yīng)用反饋，減少偏差。,優(yōu)點(diǎn)：精度較高，對(duì)外部擾動(dòng)和系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感,缺

8、點(diǎn)：存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問題，系統(tǒng)性能分析 和設(shè)計(jì)麻煩。,半閉環(huán)控制,特點(diǎn)：反饋信號(hào)通過系統(tǒng)內(nèi)部的中間信號(hào)獲得。,3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成,6校正元件：用以改善系統(tǒng)控制質(zhì)量的裝置。校正元件分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種。控制系統(tǒng)中比較元件、放大元件、執(zhí)行元件和反饋元件等共同起控制作用，統(tǒng)稱為控制器。實(shí)際的控制系統(tǒng)中，擾動(dòng)總是不可避免的，擾動(dòng)分為內(nèi)部擾動(dòng)和外部擾動(dòng)。但在控制系統(tǒng)中，擾動(dòng)集中表現(xiàn)在控制量與被控量的偏差上，因此

9、，可以將控制系統(tǒng)的擾動(dòng)等效為對(duì)控制對(duì)象的干擾。,4、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求,穩(wěn)定性：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的振蕩傾向及其恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。,穩(wěn)定的擺,不穩(wěn)定的擺,(b)穩(wěn)定,(c)不穩(wěn)定,注意：控制系統(tǒng)穩(wěn)定性由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所決定，與外界因素?zé)o關(guān),準(zhǔn)確性：控制精度，以系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差來衡量。穩(wěn)態(tài)誤差是指輸入量作用系統(tǒng)后，系統(tǒng)的調(diào)整（過渡）過程結(jié)束而趨于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與給定量之間的差值。,快速性：系

10、統(tǒng)輸出量和輸入量產(chǎn)生偏差時(shí)，系統(tǒng)消除這種偏差的快慢程度?？焖傩员碚飨到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。,注意：不同性質(zhì)的控制系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定性、精確性和快速性要求各有側(cè)重。系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性、快速性相互制約。如提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，可能會(huì)引起振蕩，穩(wěn)定性變差；改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性，控制過程可能過于遲緩，甚至控制精度降低。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。,第二章 機(jī)電控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型此部分內(nèi)容只需一般了解第三章傳感器技術(shù) 此章內(nèi)容省略,第四章繼電接觸控制系

11、統(tǒng)設(shè)計(jì),復(fù)習(xí)內(nèi)容4.1 常用低壓電器4.2 電氣原理圖的畫法規(guī)則4.3 基本控制電路4.4 三相異步電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體要求：1、掌握各種常用低壓電器（空氣開關(guān)、中間繼電器、空氣開關(guān)熔斷器、接觸器、熱繼電器）的功能及應(yīng)用場合；2、了解常用低壓電器文字與圖形符號(hào)；3、掌握基本控制電路（包括三相異步電機(jī)啟動(dòng)、停止控制系統(tǒng)）4、能夠根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的低壓電器控制系統(tǒng)。,重要內(nèi)容回顧1、常用低壓電器 （見教材P75~

12、80),斷路器(又稱空氣開關(guān)）作用：  不頻繁地接通或斷開負(fù)載電路       具有過載、短路、失壓保護(hù)功能結(jié)構(gòu)：自動(dòng)開關(guān)從結(jié)構(gòu)由三部分組成：主觸點(diǎn)及滅弧系統(tǒng)（執(zhí)行部分）——接通/分?jǐn)嘀麟娐?；各種脫扣器（感測(cè)元件）——接收電路的故障信號(hào)；操作機(jī)構(gòu)（機(jī)械傳遞部件）——由脫扣器接收信號(hào)后由它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)跳閘的任務(wù)。,工作原理： （過電流脫扣器的自

13、動(dòng)開關(guān)原理結(jié)構(gòu)圖）,斷路器文字與圖形符號(hào),繼電器,作用：根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，接通/斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的。種類： 電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器及壓力繼電器等；中間繼電器特點(diǎn)：中間繼電器（KA）實(shí)質(zhì)上是電壓繼電器的一種，但它的觸點(diǎn)數(shù)多，觸點(diǎn)的容量大（額定電流5—10A）。作用：信號(hào)傳遞、放大、分路、反相。圖形、文字符號(hào)：,時(shí)間繼電器,定義：線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過一定延時(shí)再動(dòng)作的

14、繼電器 種類：斷電延時(shí)時(shí)間繼電器、通電延時(shí)時(shí)間繼電器。,圖形、文字符號(hào),觸點(diǎn)表示含義具體見教材P103,熱繼電器,作用：利用熱效應(yīng)原理，對(duì)電機(jī)或電氣設(shè)備過載起保護(hù)作用。,長期過載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、斷相運(yùn)行均會(huì)引起過電流。,接觸器,作用：接觸器是一種用來頻繁地接通或斷開有負(fù)載的主電路的自動(dòng)控制器。與繼電器的區(qū)別： 主、輔觸點(diǎn)之分 按主觸點(diǎn)通過的電流是直流還是交流，接觸器分為直流/交流接觸器。主觸點(diǎn)容量大。圖形

15、及文字符號(hào)：,2、基本控制電路（見教材P105~116),（1）啟動(dòng)、自鎖與停止控制電路生產(chǎn)設(shè)備在使用時(shí)，一般都必須有啟動(dòng)與停止按鈕，用于控制設(shè)備的啟動(dòng)與停止。（2）長動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)控制生產(chǎn)設(shè)備在正常情況下是連續(xù)工作，即所謂長動(dòng)；而點(diǎn)動(dòng)是指按下按鈕時(shí)，設(shè)備工作，手松開按鈕時(shí)，設(shè)備立即停止工作。（3）互鎖控制 是指多組控制電路相互禁止，即一個(gè)動(dòng)作禁止其他動(dòng)作。（4）多點(diǎn)控制多點(diǎn)控制電路設(shè)置多套起、停按鈕，分別安裝在設(shè)備的多個(gè)操作位

16、置。（5）順序控制 用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備依次動(dòng)作的控制要求。,Part1 自動(dòng)啟/?？刂?依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象 ----自鎖為什么加自鎖？為什么用點(diǎn)動(dòng)開關(guān)？啟動(dòng)、停止優(yōu)先級(jí)？,起?？刂齐娐返谋Ｗo(hù)分析,過載保護(hù)： 熱繼電器FR用于電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，其在控制電路的常閉觸點(diǎn)打開，接觸器KM線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)M停止工作。排除過載故障后，手動(dòng)使其復(fù)位，控制電路可以重新工作。短路保護(hù)：

17、 熔斷器組FU1用于主電路的短路保護(hù)，F(xiàn)U2用于控制電路的短路保護(hù)。欠壓、零壓保護(hù)： 當(dāng)電源電壓嚴(yán)重下降或電路失電，接觸器各觸點(diǎn)復(fù)位斷開電動(dòng)機(jī)的電源，一旦電源恢復(fù)，不操作起動(dòng)按鈕，KM線圈不會(huì)再次自行通電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)，從而避免事故發(fā)生。即自鎖電路具有欠壓和失壓保護(hù)。,a) 按鈕操作：SB3常閉觸點(diǎn)用來切段自鎖電路實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。b) 轉(zhuǎn)換開關(guān)控制：SA合上，有自鎖電路，SB2為長動(dòng)操作按鈕；SA斷開，無自鎖電路，

18、SB2為點(diǎn)動(dòng)操作按鈕。c) 中間繼電器KA控制：按動(dòng)SB2、KA通電自鎖，KM線圈通電，此狀態(tài)為長動(dòng)；按動(dòng)SB3、KM線圈通電，但無自鎖電路，為點(diǎn)動(dòng)操作。,Part2 長動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)控制,KM,KM,,結(jié)論:由N個(gè)電器都能控制甲接觸器通電,則N個(gè)電器的常開觸點(diǎn)應(yīng)并聯(lián)接到甲接觸器的線圈電路上;由N個(gè)電器都能控制甲接觸器斷電,則N個(gè)電器的常閉觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)接到甲接觸器的線圈電路上;,Part3 多點(diǎn)控制,Part4 互鎖－正反轉(zhuǎn)控制電路,控

19、制要求： 正、反轉(zhuǎn)；如何實(shí)現(xiàn)？缺點(diǎn)?,,,,,,,Part4 互鎖－正反轉(zhuǎn)控制電路之一,主電路：KM1主觸點(diǎn)接通正相序電源—M正轉(zhuǎn)。KM2主觸點(diǎn)接通反相序電源—M反轉(zhuǎn)。控制電路：SB1控制正轉(zhuǎn)，SB2控制反轉(zhuǎn)，SB3用于停止控制。KM的常閉觸點(diǎn)用于互鎖控制，即使在接觸器故障情況下，也可以保證不發(fā)生主電路短路現(xiàn)象。,,正－停－反,,,,Part4 互鎖－正反轉(zhuǎn)控制電路之二按鈕聯(lián)鎖功能,使用和常開觸點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的常閉觸

20、點(diǎn)的斷開對(duì)方支路線圈電流，再利用常開觸點(diǎn)的閉合接通通電線圈電流。,正－反－停,a）KM1的輔助常開觸點(diǎn)起自鎖和順控的雙重作用。b）單獨(dú)用一個(gè)KM1的輔助常開觸點(diǎn)作順序控制觸點(diǎn)。c）M1—>M2的順序起動(dòng)、M2－>M1的順序停止控制。,Part5 順序控制,結(jié)論,基本電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.自鎖： 接觸器常開觸點(diǎn)與啟動(dòng)按鈕常開觸點(diǎn)相并聯(lián)。2.互鎖： 兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方線圈的電路中。3.點(diǎn)動(dòng)： 無自

21、鎖環(huán)節(jié)。4.多地： 啟動(dòng)按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)、停止常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。5.順序： 若啟動(dòng)順序?yàn)?先甲后乙,則在乙線圈電路中串聯(lián)甲的常開觸點(diǎn);若停止順序?yàn)?先乙后甲,則在甲停止按鈕并聯(lián)乙的常開觸點(diǎn);,（6）三相異步電機(jī)控制電路,降壓啟動(dòng)控制電路星形－三角形制動(dòng)控制電路電磁機(jī)械制動(dòng),異步電機(jī)星-三角形啟動(dòng),Y接法,三角形接法,為什么采用時(shí)間繼電器？,,,,KM2,異步電機(jī)制動(dòng)控制之一電磁機(jī)械制動(dòng),1、電磁機(jī)械制動(dòng)原理： 抱

22、閘的電磁線圈YB通電時(shí)，電磁力克服彈簧的作用，閘瓦松開，電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)。,3、低壓電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）皮帶運(yùn)輸機(jī)的電氣控制線路設(shè)計(jì),,KT4停止,工藝要求,停止時(shí)順序?yàn)椋?#--2#--3#，并具有一定時(shí)間間隔，以保證停機(jī)后不殘余貨物；不論2#或3#機(jī)出現(xiàn)故障，1#機(jī)必須停機(jī)，以免繼續(xù)進(jìn)料，造成貨物堆積；啟動(dòng)時(shí)順序?yàn)椋?#--2#--1#，并具有一定時(shí)間間隔，以免貨物在皮帶上堆積，造成后面皮帶重載啟動(dòng)必要的常規(guī)保護(hù)（如失壓、過

23、載、短路等）,主電路設(shè)計(jì),電機(jī)：三相交流異步電機(jī)，因?yàn)槠鬏敊C(jī)屬于長期工作，不需要調(diào)速、也不需要正/反轉(zhuǎn)；啟動(dòng)方式：直接啟動(dòng)。由于電網(wǎng)相對(duì)電機(jī)容量足夠大，且三臺(tái)電機(jī)又不同時(shí)啟動(dòng)，故不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大沖擊；停止方式：自由停機(jī)。皮帶運(yùn)輸機(jī)不經(jīng)常停機(jī)，且對(duì)停機(jī)時(shí)間、準(zhǔn)確度無特殊要求；常規(guī)保護(hù)；熔斷器（短路）熱繼電器（過載）中間繼電器（失壓）；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

24、,,,,,FU,FU,QS,KM,FR1,PE,M,SB1,KA,（2）送料小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),工藝過程：在限位開關(guān)SQ4處裝料，裝料時(shí)間為10秒；在限位開關(guān)SQ3處卸料，卸料時(shí)間為15秒；,卸料口,根據(jù)工藝確定控制系統(tǒng)工作過程,裝料條件：啟動(dòng)信號(hào)及左到位信號(hào)動(dòng)作：啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT1右行條件：KT1＝10秒動(dòng)作：電機(jī)正轉(zhuǎn)卸料條件：右到位信號(hào)動(dòng)作：啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT2左行條件：KT2＝15秒動(dòng)作：電機(jī)反轉(zhuǎn),根據(jù)控

25、制系統(tǒng)工作過程選擇器件,輸入器件按鈕：SB0啟動(dòng)、SB2停止執(zhí)行器件接觸器：KM1/KM2(電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)）檢測(cè)器件限位開關(guān)SQ3/SQ4、通電延時(shí)時(shí)間繼電器KT1/KT2、中間繼電器KA,SB2,SB0,卸料,模擬試題一、簡答題,1． 中間繼電器和接觸器有何異同？在什么條件下可以用繼電器來代替接觸器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)?2． 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，熱繼電器會(huì)不會(huì)動(dòng)作？為什么？3． 既然在電動(dòng)機(jī)的主電路中裝有熔斷器

26、，為什么還要裝熱繼電器？裝有熱繼電器是否可以不裝熔斷器？為什么？4． 繼電器接觸器控制線路中一般應(yīng)設(shè)哪些保護(hù)？各有什么作用？短路保護(hù)和過載保護(hù)有什么區(qū)別？零電壓保護(hù)的目的是什么？,二、設(shè)計(jì)題,1、設(shè)計(jì)一個(gè)控制線路，要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)10S后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)，運(yùn)行5S后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止并同時(shí)使第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)，再運(yùn)行15S后，電動(dòng)機(jī)全部停止。 2、某機(jī)床主軸和潤滑油泵各由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，要求主軸必須在油泵開動(dòng)后才能起動(dòng)。

27、主軸能正反轉(zhuǎn)并能單獨(dú)停車，有短路、零壓及過載保護(hù)等。試?yán)L出電氣控制原理圖。,3、自動(dòng)定時(shí)攪拌機(jī)如下圖所示。按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，控制出料閥門A關(guān)閉，進(jìn)料閥門B打開，開始進(jìn)料。當(dāng)罐內(nèi)的液面上升到一定的高度時(shí)，液面?zhèn)鞲衅鞯腟L1的常開觸點(diǎn)接通，關(guān)閉進(jìn)料閥門B，同時(shí)啟動(dòng)攪拌電機(jī)M，開始攪拌。在攪拌3分鐘后，停止攪拌，打開出料閥門A。當(dāng)罐內(nèi)液面下降到一定位置，液面?zhèn)鞲衅鱏L2常開觸點(diǎn)斷開，關(guān)閉出料閥門B，又重新打開進(jìn)料閥門A，又一次進(jìn)料，重復(fù)上述過程

28、，完成自動(dòng)定時(shí)攪拌。請(qǐng)用低壓電器構(gòu)成此控制系統(tǒng)。,,第六章 可編程序控制器,復(fù)習(xí)內(nèi)容1 可編程控制器PLC概述2 PLC的組成3 基本工作原理4 編程語言及程序編程設(shè)計(jì)5 順序步進(jìn)指令及編程具體要求1、掌握PLC的構(gòu)成以及各部分的作用；2、掌握PLC循環(huán)掃描三個(gè)階段完成什么任務(wù)；3、掌握PLC各基本邏輯指令的功能和梯形圖編程規(guī)則，并能將梯形圖、語句表、波形之間的相互關(guān)系及轉(zhuǎn)換4、能根據(jù)工藝要求，編寫相應(yīng)的用

29、戶程序。,重要內(nèi)容回顧,1、PLC的基本組成(見教材P169~173) 主要由中央處理單元、輸入模塊、輸出模塊、通信接口、電源、功能模塊等部分組成.,（1）中央處理單元CPU,CPU是PLC系統(tǒng)的核心．它通過輸入裝置讀入外設(shè)的狀態(tài)，由用戶程序處理，并根據(jù)處理結(jié)果通過輸出裝置去控制外設(shè).（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)．（3）輸入／輸出部件 通過I／O接口可以檢測(cè)被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，以

30、這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)．同時(shí)PLC又通過I／O接口將處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，以實(shí)現(xiàn)控制．（4）電源部件 供內(nèi)部電路使用,或有些機(jī)型還向外提供24VDC的穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電,（5）功能模塊,功能接口模塊是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器，以及外界過程與控制器系統(tǒng)總線相連的接口．它和控制器的CPU模塊通過系統(tǒng)總線相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在CPU模塊的協(xié)調(diào)管理

31、下獨(dú)立地進(jìn)行工作．,2、PLC掃描工作方式,,,（1）輸入采樣階段,調(diào)理電路：它包括電平轉(zhuǎn)換、光電隔離、濾波電路；輸入映像區(qū)：在PLC的存儲(chǔ)器中專門存放輸入數(shù)據(jù)的區(qū)域；輸入刷新：當(dāng)CPU采樣時(shí)，輸入信號(hào)由緩沖區(qū)進(jìn)入輸入映像區(qū)；注：只有在采樣時(shí)，輸入映像區(qū)的數(shù)據(jù)才與輸入信號(hào)一致，其他時(shí)間范圍內(nèi)輸入信號(hào)變化是不會(huì)影響輸入映像區(qū)的數(shù)據(jù)的！,(2) 執(zhí)行用戶程序操作,（3）輸出刷新階段,輸出狀態(tài)刷新： CPU不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，當(dāng)前處

32、理的結(jié)果放在輸出映像區(qū)內(nèi)，在程序執(zhí)行結(jié)束后（或下次掃描用戶程序之前），才將輸出映像區(qū)的數(shù)據(jù)通過鎖存器輸出到輸出端子上,順序執(zhí)行程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,3、基本邏輯指令（見教材P180~191)輸入繼電器(X),每一個(gè)輸入電路單元相當(dāng)于一個(gè)輸入繼電器。輸入電路D1、T1導(dǎo)通相當(dāng)于繼電器線圈接通。內(nèi)部電路通斷相當(dāng)于繼電器常開、常閉觸點(diǎn)的通斷。輸入繼電器作用：接收來自外部的開關(guān)信號(hào)。輸入繼電器由外部信號(hào)來

33、驅(qū)動(dòng)，而不能由程序的指令來驅(qū)動(dòng)。輸入繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。,,輸出繼電器(Y),輸出繼電器作用：將PLC的信號(hào)傳送到外部負(fù)載的器件。輸出繼電器按程序執(zhí)行結(jié)果而被驅(qū)動(dòng)，它有一個(gè)外部輸出的常開觸點(diǎn)，有許多常開、常閉觸點(diǎn)可以在編程中運(yùn)用。輸出繼電器也采用八進(jìn)制編號(hào)。,,輔助繼電器(M),輔助繼電器作用：同繼電器控制系統(tǒng)的中間繼電器類似。輔助繼電器帶有若干常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，供編程使用，輔助繼電器的觸點(diǎn)不可直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，要通過輸出繼電

34、器才能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輔助繼電器分為:通用輔助繼電器和保持輔助繼電器,,移位寄存器,移位寄存器由輔助繼電器組成，8個(gè)或16個(gè)組成一組。當(dāng)輔助繼電器已用作移位寄存器時(shí)，這一輔助繼電器不可另作它用。移位寄存器的每一位都可帶有相應(yīng)的接點(diǎn)去控制其他邏輯行；OUT決定移位寄存器首位的狀態(tài)，SFT為1，右移1位，RST為1移位寄存器各位均清零。,定時(shí)器T,在PLC內(nèi)定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的，時(shí)鐘脈沖分為1ms、10ms、100ms，定時(shí)器

35、一旦接通，即開始作加法運(yùn)算，當(dāng)?shù)扔谠O(shè)定值，定時(shí)器才有輸出;定時(shí)器分為普通定時(shí)器、累積型定時(shí)器當(dāng)定時(shí)器輸入斷開，定時(shí)器復(fù)位（普通定時(shí)器）；定時(shí)器是通電延時(shí)型定時(shí)器.,,,T450,,K200,計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)器分為16位加計(jì)數(shù)器、32位雙向計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入從斷到通，計(jì)數(shù)值加1；當(dāng)設(shè)定值＝K，輸出觸點(diǎn)動(dòng)作 ； 每個(gè)計(jì)數(shù)器都具有掉電保護(hù)； 當(dāng)計(jì)數(shù)器的復(fù)位端接通時(shí)，計(jì)數(shù)器將終止計(jì)數(shù)，設(shè)定值并立即返回初始值。,K,語句

36、表－－基本邏輯指令,FX系列PLC共有27條基本邏輯指令。1、LD(常開觸點(diǎn)）LDI (常閉觸點(diǎn)）、Y、M、T、C邏輯開始：在梯形圖中表示一個(gè)邏輯行的開始；2、OUT Y、M、T、C 線圈驅(qū)動(dòng)指令：不能驅(qū)動(dòng)X，OUT用于T、C時(shí)必須緊跟K；,3、AND ANI串聯(lián)連接指令：4、OR ORI 并聯(lián)連接指令,5、ORB 串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接指令：,LD X400AND X401AND X402LD X403AND X40

37、4ORB,6、ANB并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接指令,LD X400OR X402LDX401OR X403OR X404ANB,7、PLS、 PLF ：上升沿、下降沿微分輸出指令下降沿微分輸出指令：其作用是將較寬的脈沖輸入信號(hào)變成脈寬為一個(gè)掃描周期的脈沖信號(hào) 。指令可以用于Y、M。,,,,8、 檢測(cè)上升沿和下降沿的觸點(diǎn)指令LDP、ANDP(與）和ORP（或）：檢測(cè)上升沿的觸點(diǎn)指令，觸點(diǎn)的中間有一個(gè)向上的箭頭，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指定元

38、件波形的上升沿（OFF變?yōu)镺N）時(shí)接通一個(gè)掃描周期。LDF、ANDF (與）和ORF （或）：檢測(cè)下降沿的觸點(diǎn)指令，觸點(diǎn)的中間有一個(gè)向下的箭頭，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指定元件波形的下降沿（ON變?yōu)镺FF）時(shí)接通一個(gè)掃描周期。上升沿指令和下降沿指令可以用于X、Y、M、T、C和S。,9、SET：置位指令，使操作保持ON的指令。 SET指令用于Y、M、和S； RST：復(fù)位指令，使操作保持OFF的指令。，RST指令的可以用于復(fù)位Y、M、S、T

39、、C，將對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零。 這兩條指令具有記憶功能；,,10、MC、 MCRM主控指令、主控復(fù)位指令：兩條指令必須同時(shí)使用，MC用于分支處，形成新母線；分支電路執(zhí)行結(jié)束后，用MCR指令返回原母線。MC和MCR指令中包含嵌套的層數(shù)N0 ~ N7 ，N0為最高層，最低層為 N7,LD X002MC N0 M100LD X000OUT Y001LD X003OUT

40、 Y000MCR N0LD X001OUT Y002,11、棧存儲(chǔ)器與多重輸出指令,在PLC中有11個(gè)存儲(chǔ)器，它們用于存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，稱為棧寄存器。MPS（Push）、MRD（Read）和MPP（Pop）指令分別是進(jìn)棧、讀棧和出棧指令，它們用于多重輸出電路。堆棧采用“先進(jìn)后出”的數(shù)據(jù)存取方式。MPS指令用于存儲(chǔ)電路中有分支處的邏輯運(yùn)算結(jié)果，以便以后處理有線圈的支路時(shí)可以調(diào)用該運(yùn)算結(jié)果。使用一次MPS指令，

41、邏輯運(yùn)算結(jié)果壓入堆棧的第一層，堆棧中原來的數(shù)據(jù)依次向下一層推移。MRD指令讀取存儲(chǔ)在堆棧最上層的電路分支點(diǎn)處的運(yùn)算結(jié)果，讀數(shù)后堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不會(huì)上下移動(dòng)。MPP指令時(shí)，堆棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，最上層的數(shù)據(jù)在讀出后從棧內(nèi)消失。,4、編程規(guī)則,梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)可在編制用戶程序時(shí)多次引用，既可常開又可常閉．梯形圖中輸入觸點(diǎn)和輸出線圈不是物理觸點(diǎn)和線圈， 輸出線圈中對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能用該編程元素直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)．梯

42、形圖每一行都是從左母線開始，線圈接在右母線，所有的觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊；,輸出線圈不能直接與左母線相連，如需要，可以通過一個(gè)沒有使用元件的常閉（動(dòng)斷）接點(diǎn)或者用特殊輔助繼電器來連接。在每一邏輯行上串聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)放在上方,在每一邏輯行上并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)放在左邊,如果在同一程序中，同一輸出元件的線圈使用二次或二次以上，稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤操作，應(yīng)該盡量避免。但不同編號(hào)的輸出元件可以并行輸出。,5、基本指令的應(yīng)

43、用,優(yōu)先電路： 有二個(gè)輸入按鈕來控制二路輸出。先按鈕者有優(yōu)先權(quán)，后者無效。當(dāng)X001先接通，M100（自鎖）使Y001有輸出，同時(shí)M100的常閉觸點(diǎn)斷開，即使X002接通，Y002沒有輸出。同樣，X002先接通，M101動(dòng)作，Y002有輸出。M101的常閉觸點(diǎn)斷開，Y001沒有輸出。 優(yōu)先電路可用在電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。,延時(shí)電路,振蕩電路,2分頻電路,6、FX系列PLC 的順序步進(jìn)指令,1、狀態(tài)器S0~S499（見教材表6－

44、4）；2、步進(jìn)指令STL,狀態(tài)器S,狀態(tài)器用于順序控制類型的控制程序中的編程器件其在梯形圖中的表示符為：狀態(tài)器的特點(diǎn)：STL接點(diǎn)應(yīng)與左母線相連，STL接點(diǎn)接通后，其后電路塊才接通，而STL接點(diǎn)斷開，其后電路塊不再被執(zhí)行；與STL接點(diǎn)相連的起始觸點(diǎn)用LD/LDI指令開頭；,,,,,,,,,,,,,,,,STL,如通過Sa的STL接點(diǎn)將狀態(tài)器Sb置位，則狀態(tài)器Sa立即自動(dòng)復(fù)位，即在STL指令中S狀態(tài)轉(zhuǎn)移后，上一狀態(tài)具有自動(dòng)復(fù)位功

45、能；只有用S/R指令，才能對(duì)STL接點(diǎn)后的狀態(tài)器置位或復(fù)位；使用STL指令時(shí)允許雙線圈輸出；同一狀態(tài)器的STL接點(diǎn)只能使用一次；STL狀態(tài)器可作為一般輔助繼電器使用，此時(shí)STL不能使用；STL接點(diǎn)后不能用MC/MCR指令，但可用CJP/EJP指令；在一系列的STL指令的最后，必須用RET指令返回。,編程方式-狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(順序功能圖）,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是用狀態(tài)來描述工藝流程的圖。通常，將一個(gè)動(dòng)作要求作為一個(gè)狀態(tài)，用一個(gè)

46、相應(yīng)的狀態(tài)器來表示。一個(gè)完整的狀態(tài)有三大要素組成。（驅(qū)動(dòng)處理、轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)移目標(biāo)）,X002,編程舉例－旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（見教材P216）,凸輪,,,,,,,電機(jī),,,X003,X004,啟動(dòng),7、系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)一個(gè)異步電機(jī)降壓啟動(dòng)控制系統(tǒng),啟動(dòng),停止,過載,物料自動(dòng)混合控制,按下啟動(dòng)按鈕SB1，開始下列操作。（1） 電磁閥F1打開，注入物料A；（2）高度到達(dá)L2，（此時(shí)L2、L3均為ON）時(shí)，關(guān)閉閥F1，同時(shí)開啟電磁閥F2，注入物料

47、B；（3）當(dāng)液體上升到L1時(shí)，關(guān)閉閥F2。停止物料B注入后，啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)M，使A、B兩種物料混合15s。 （4）15s后停止攪拌，開啟電磁閥F4，放出混合物料， （5）當(dāng)液面高度降到L3后，再經(jīng)10s關(guān)閉電磁閥F4。,物料自動(dòng)混合 PLC I/O配置及接線圖,物料自動(dòng)混合控制的梯形圖,出料閥,物料自動(dòng)混合控制的梯形圖(續(xù)）,注：停止操作： 按下停止按鈕SB2，在當(dāng)前過程完成以后，才停止操作，回到初始狀態(tài)。,液位下

48、限,進(jìn)料閥1、2以及電機(jī)與出料閥互鎖,模擬試題,一、簡答題,構(gòu)成PLC的主要部件有哪幾個(gè)？各部分主要作用是什么？描述PLC的工作方式。輸入映像寄存器、輸出映像寄存器、輸出寄存器在PLC中各起什么作用？二、指令編程見教材P221習(xí)題6－6,三、設(shè)計(jì)題,1、用兩個(gè)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)電路。在X402接通81000S后，將Y436接通。畫出梯形圖。2、試用PLC按行程原則實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的夾緊――正轉(zhuǎn)――放松――反轉(zhuǎn)控制。畫出梯形圖。

49、3、電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)，控制要求如下 （1）可手動(dòng)上升、下降。 （2）自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，上升6S――停9S――下降6S――停9S，反復(fù)運(yùn)行1h，然后發(fā)出聲光信號(hào)，并停止運(yùn)行。 試用PLC實(shí)現(xiàn)控制要求，并編出梯形圖程序。,第七章單片微型計(jì)算機(jī)原理,復(fù)習(xí)內(nèi)容5.1 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器5.2 單片機(jī)指令系統(tǒng)5.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器5.4 中斷系統(tǒng)5.5 存儲(chǔ)器擴(kuò)展具體要求1、掌握MCS-51

50、單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2、掌握MCS-51單片機(jī)的指令分類、尋址方式（相應(yīng)尋址空間）、傳輸數(shù)據(jù)指令（MOV MOVX MOVC),并能進(jìn)行程序分析。3、掌握MCS-51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)的工作原理與控制字4、掌握存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法。,重要內(nèi)容的回顧1、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)(見教材P229～232）微處理器、存儲(chǔ)器加上I/O接口電路組成微型計(jì)算機(jī)。各部分通過地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）和控制總線（CB）相連。,存儲(chǔ)器在結(jié)構(gòu)上分為

51、兩種：哈佛結(jié)構(gòu)、普林斯頓結(jié)構(gòu)MCS－51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)。在物理結(jié)構(gòu)上有4個(gè)存儲(chǔ)空間： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在邏輯結(jié)構(gòu)上有3個(gè)存儲(chǔ)空間： 片內(nèi)片外統(tǒng)一編址64K的程序存儲(chǔ)器、256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、64K片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在訪問三個(gè)不同的邏輯存儲(chǔ)空間時(shí)，采用不同指令和控制信號(hào)。,程序存儲(chǔ)器,作用：用于存放程序和常數(shù)表格一般采用只讀式存儲(chǔ)器ROM、EPROM、EEPRO

52、M；特點(diǎn):尋址范圍64K，與之對(duì)應(yīng)的編址為0000H~FFFFH；片內(nèi)片外統(tǒng)一編址，先片內(nèi)再片外，片內(nèi)片外連續(xù)二者不重合；有6個(gè)特殊單元：(*見教材P230表7－3）0000H： 程序入口地址0003H： 外部中斷INT0入口地址000BH： 定時(shí)器T0/C0溢出中斷入口地址0013H： 外部中斷INT1入口地址： 001BH： 定時(shí)器T1/C1溢出中斷入口地址： 0023H： 串行口中斷入口地址；,

53、注意事項(xiàng),系統(tǒng)若擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0、P2口與16位地址線連接；對(duì)于片內(nèi)有存儲(chǔ)器的單片機(jī)，EA＝1；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSEN只用于外部ROM取指，對(duì)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器無效；6個(gè)特殊單元一般存放一條無條件跳轉(zhuǎn)語句；訪問外部ROM時(shí)，用MOVC指令。,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,作用：用于存放運(yùn)算中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩存、標(biāo)志位等。 一般采用讀寫存儲(chǔ)器:靜態(tài)和動(dòng)態(tài)RAM；特點(diǎn)：片內(nèi)、片外分別編址，片內(nèi)RAM的地址00和～FFH,

54、片外RAM的地址為：0000H~FFFFH;外部RAM用數(shù)據(jù)指針DPTR尋址，由管腳RD/WR控制RAM的讀出/寫入。內(nèi)RAM00H～7FH的低128字節(jié)空間又可分成三個(gè)物理空間：工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。,2、 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng),（1）基本特點(diǎn)：MCS－51的基本指令共有111條.按功能分：數(shù)據(jù)傳送類（29條）算術(shù)運(yùn)算類（24條）邏輯運(yùn)算及移位類（24）控制轉(zhuǎn)移類（17條）位操作類（17條）,所謂

55、尋址方式是指指令代碼中操作數(shù)地址的各種規(guī)定。MCS－51單片機(jī)共有5種尋址方式： 立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址。立即尋址：指令中給出操作數(shù)如： MOVA，#30H MOVDPTR，#3000H直接尋址：指令中給出操作數(shù)的地址如： MOVA，30H MOVA，P1,（2）尋址方式,寄存器尋址：對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作如：

56、MOVA，R1寄存器間接尋址：寄存器中給出操作數(shù)的地址如：MOVA，@R1MOVXA，@R1變址尋址（基址寄存器+變址寄存器間接尋址）： 以DPTR或PC為基址寄存器，A為變址寄存器，兩者內(nèi)容相加形成16位操作數(shù)的地址如：MOVCA，@A+DPTRMOVCA,@A+PC,（3）尋址方式 與尋址空間,3、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（見教材P232~234),（1）作用：定時(shí)、計(jì)數(shù)、波特率

57、發(fā)生器；（2）主要特性：具有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0/C0 T1/C1;每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都有4種工作方式；任一定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在定時(shí)/計(jì)數(shù)到后可由程序安排產(chǎn)生中斷。（3）結(jié)構(gòu)：加法計(jì)數(shù)器TL（低8位）、TH（高8位）寄存器；TMOD方式寄存器TCON控制寄存器,GATE,,加法計(jì)數(shù)器TL、TH(*見表7－7、～表7－9）,作為定時(shí)器時(shí)，加法器對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)；作為計(jì)數(shù)器時(shí)，加法器對(duì)芯片引腳P3.4/P3.5輸

58、入的外部脈沖計(jì)數(shù)（下降沿）；加法器的初始值可由程序設(shè)定，設(shè)置不同值，則定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍不同，并且加法器的內(nèi)容可通過程序讀到CPU中。方式寄存器TMOD(89H)作用：用來選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式；格式:,0方式：13位定時(shí)/計(jì)數(shù)1方式：16位定時(shí)計(jì)數(shù)2方式：8位自動(dòng)轉(zhuǎn)載計(jì)數(shù)定時(shí)3方式：T0分為兩個(gè)8位的定時(shí)計(jì)數(shù),控制寄存器(88H),作用：控制T0/C0、T1/C1的運(yùn)行；格式：(高4位，低4位用于中斷）,中斷標(biāo)志位

59、可由硬件自動(dòng)清零，也可由程序清零,0工作方式：（1）由TL的低5位與TH8位構(gòu)成13位T/C； 可用程序?qū)?～8191的某一數(shù)據(jù)送入TL、TH作為初始值，加法器溢出后，必須重新對(duì)TL/TH賦初始值。（2）作為計(jì)數(shù)器時(shí)，外部計(jì)數(shù)脈沖的頻率小于1/24fosc并且高、低電平的寬度大于一個(gè)機(jī)器周期（CPU在每一個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣P3.4或P3.5）；（3）定時(shí)時(shí)間由T=(8192-X)Tcy決定，計(jì)數(shù)值由C,（4）T

60、/C工作方式,=(8192-X)決定；,,,,定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例,定時(shí)器工作方式的選擇,當(dāng)fosc為6MHz時(shí)，Tcy＝2us則各工作方式的最大的定時(shí)時(shí)間為：8位2的8次方×2＝512us；13位 T=16.384ms16位 T=131.074ms采用復(fù)合方式。即T0設(shè)成定時(shí)時(shí)間為100毫秒，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后將P1.0取反，再加到T1作為計(jì)數(shù)脈沖。一個(gè)脈沖周期為100ms+100ms故計(jì)數(shù)5個(gè)脈沖即為

61、1秒，此時(shí)將P1.7取反一次。,定時(shí)/計(jì)數(shù)初始值的計(jì)算與裝入,T0、T1的初始值按補(bǔ)碼計(jì)算；對(duì)于T0的初始值X1的公式 (2的16次方－X1)*2us=100msX1=15536=3CB0H TL=B0 TH=3C對(duì)于C1的初始值X2的公式（2的8次方－X2)=5X2=251=FBH TL1=TH1=FB,4、 中斷系統(tǒng)(見教材P238~251),（1） 什么叫中斷？ CPU暫時(shí)中止其正在執(zhí)行的程

62、序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請(qǐng)求中斷的那個(gè)外設(shè)或事件的服務(wù)程序，等處理完畢后再返回執(zhí)行原來中止的程序, 叫做中斷。 （2） 為什么要設(shè)置中斷？ ⑴ 提高CPU工作效率 ⑵ 具有實(shí)時(shí)處理功能 ⑶ 具有故障處理功能 ⑷ 實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作,,（3）特點(diǎn)：,5個(gè)中斷源它們分別是：INT0、INT1、C0/T0、C1/T1、串行口中斷；具有優(yōu)先級(jí)管理功能即可分為2個(gè)優(yōu)先級(jí)，其中每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)可由程序指定；每個(gè)中斷源都有各自的中斷標(biāo)志位。,

63、(4)中斷結(jié)構(gòu),中斷源和中斷控制寄存器,Part1 中斷源 中斷源是指能發(fā)出中斷請(qǐng)求，引起中斷的裝置或事件。 80C51單片機(jī)的中斷源共有5個(gè)，其中2個(gè)為外部中斷源，3個(gè)為內(nèi)部中斷源：⑴INT0: 外部中斷0，中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.2輸入。⑵INT1: 外部中斷1，中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.3輸入。⑶ T0: 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)由 P3.4輸入。⑷ T1: 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷，對(duì)外

64、部脈沖計(jì)數(shù)由 P3.5輸入。⑸ 串行中斷: 包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。,外部中斷（P3.2/P3.3),（1）激活方式： 電平觸發(fā)（低電平有效）、邊沿觸發(fā)(下降沿有效）；激活方式由特殊寄存器TCON的低4位決定：,,中斷標(biāo)志,IT0=0電平觸發(fā)IT0=1邊沿觸發(fā),（2）兩種觸發(fā)方式的區(qū)別,邊沿觸發(fā)方式的最大的優(yōu)點(diǎn)是中斷請(qǐng)求信號(hào)不會(huì)丟失（中斷請(qǐng)求信號(hào)的寬度大于一個(gè)機(jī)器周期），CPU將中斷標(biāo)

65、志位置1，至到CPU響應(yīng)中斷后，硬件自動(dòng)將標(biāo)志位清零。電平觸發(fā)方式?jīng)]有中斷標(biāo)志位，并且響應(yīng)中斷后，不能自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求信號(hào)。,中斷程序ANL P1, #0FEHORL P1, #01HP1.0輸出負(fù)脈沖使D觸發(fā)器的Q端為1撤消引起重復(fù)中斷的INT0低電平信號(hào),定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷,當(dāng)C/T溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置位TF0/TF1，CPU響應(yīng)中斷后，由硬件自動(dòng)清除中斷標(biāo)志。 另可由程序?qū)F0/TF1置位或清除。串行口接收/發(fā)

66、送中斷完成一幀信號(hào)的接收/發(fā)送時(shí)，由硬件自動(dòng)置中斷標(biāo)志位（串行口控制寄存器SCON的RI/TI,地址98H，具有位尋址功能)，CPU響應(yīng)中斷后，必須由軟件清除。,Part2 中斷控制,中斷控制主要解決三類問題：中斷屏蔽控制，即什么時(shí)候容許或禁止CPU響應(yīng)中斷；中斷的優(yōu)先級(jí)，即多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)發(fā)生時(shí)，先響應(yīng)哪個(gè)中斷請(qǐng)求；中斷的嵌套，即CPU正在響應(yīng)一個(gè)中斷時(shí)，是否容許響應(yīng)另一個(gè)中斷請(qǐng)求。,中斷控制寄存器,中斷允許控制IE(A8H具

67、有位尋址功能) 5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否響應(yīng)由特殊寄存器IE決定，其格式為：,中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP(B8H具有位尋址功能),1高優(yōu)先級(jí)、0低優(yōu)先級(jí),1中斷允許、0中斷禁止,(5)基本規(guī)則,同一級(jí)別的各種中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷時(shí)，CPU響應(yīng)中斷的順序?yàn)椋篒NT0 、T0、INT1、T1、串行口；低優(yōu)先級(jí)中斷可被高優(yōu)先級(jí)中斷所中斷；一種中斷一旦被響應(yīng)，與它同級(jí)的中斷不能再響應(yīng)；幾個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生，CPU響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中

68、斷。,(6)中斷響應(yīng)過程,中斷處理過程一般分為3階段：中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回。其流程圖如下：,中斷響應(yīng)條件：EA=1并且中斷源的中斷允許,中斷受阻的情況 同級(jí)或高級(jí)的中斷已在進(jìn)行中；（保證正常的中斷嵌套） 當(dāng)前的機(jī)器周期不是正在執(zhí)行的指 令的最后一個(gè)周期；（保證每條指令執(zhí)行的完整性） 正在執(zhí)行的指令是返回指令或是對(duì)專用寄存器IE、IP進(jìn)行讀寫的指令，只有在執(zhí)行這些指令之后，至少在執(zhí)行一條其它指令后，才會(huì)響應(yīng)。（保證中斷