提花圆机选针器编址器设计
提花圆机选针器编址器设计[20200408101606]
摘 要
传统的提花圆机选针器的编址是通过8位拨码开关来实现的，由于拨码开关编址的不稳定性。本文设计了一个基于AT89S52单片机的选针器编址器，在选针器现有电路的基础上，做出适当修改，实现通过软件设置选针器地址。它包括按键输入模块、显示模块和发送选针器地址模块，能够直观的显示用户输入的地址信息与要发送给选针器的地址信息，简化用户的操作，采用并行接口发送用户键入的地址，提高提花圆机的生产效率。
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关键字:51单片机地址显示按键设定数据发送
目录
1.引言 1
2.系统方案设计 3
2.1 任务与要求 3
2.1.1任务 3
2.1.2要求 3
2.2 方案设计 3
3.系统硬件电路设计 5
3.1单片机选型与分析 5
3.1.1 主要性能 5
3.1.2端口介绍 6
3.2 编址电路设计 7
3.3 显示电路设计 8
3.3.1 LED数码管 8
3.3.2 74HC245概述 9
3.4 JTAG下载调试接口 12
3.5元器件清单 13
4.系统软件模块设计 14
4.1 整体框图设计 14
4.2 按键编址模块程序设计 16
4.3 地址显示模块程序设计 18
4.4 地址发送模块程序设计 21
5.调试 24
5.1程序调试软件 24
5.2程序烧写软件 25
5.3调试过程中的问题与解决方法 26
6.总结 27
7.参考文献 29
1.引言
面对花型图像的丰富多样化，人们开始着手借助于计算机对花型进行设计、分解。?目前针织机械借助于高科技术已经到达了一个世界较高的水平。从一开始的电子选针器由计算机数字化控制，到后来的可以自动卷罗布；这期间市场和企业的运营模式也在潜移默化地在随着改变，从计算机控制单个针织机器发展到目前的控制多台机器，生产管理也从早期的工人近距离看护，发展到利用远程生产管理系统进行管理。
电子选针器在电脑提花控制器与电脑提花大圆机机器部份之间起到了一个桥梁功用，也作为控制器的终极的一个执行部件，花型的编织都是经过电脑提花控制系统对其的控制来完成的【1】。其主要由电脑控制系统控制其完成相应的动作，织出花型数据所要求的花型。
选针器包含以下功能：(1)接收从机（单片机）发送过来的数据的功能；（2）数据的解析，将从机发送的地址信号和数据信号进行解释分析；（3）按照拨码开关设定的地址来选择选针器；（4）选针控制信号的输入；（5）选针控制信号锁存；（6）选针刀片的启动【2】。
了解了电子选针器的功能后，下面介绍其控制系统的结构，结构有两部分组成，一部分是控制部分，另一部分是机械部分；按照控制系统的不同功用，控制部份被进一步划分为选择译码锁存模块和选针器控制模块。机械部分功能是将压电陶片的微小动作进一步放大，使被选中的刀片的动作与提花圆机的机械要求相符。控制系统采用的是两级主从控制。主机主要负责处理和传输数据信号，以及处理编码器信号，把从机需要完成的动作的信号传送给从机；从机主要负责接受与保存数据信号，并在统一的控制数据指挥下读取各自保存的数据，这些被读取的数据被转化为一组控制选针器工作的信号，带动选针器工作。选针器里面的组成为可编程逻辑芯片（解码芯片）、8个拨码开关、光电耦和与压电陶瓷片。解码芯片工作原理是按照拨码开关设定的地址，与启动数据进行比较选择，得出匹配的启动信号，由光耦驱动相应的压电陶瓷片动作，从而完成选针。
控制选针器的控制系统采用的是集散式控制，每一组选针器是经总线由单片机控制的，每组选针器的数量为18个。单片机与选针器的连接是采用的20芯排线，在每个选针器上都设有一个CPU芯片与一个8路拨码开关。拨码开关按照如下规则设定:ON对应的逻辑状态为0，反之即为1，拨码开关的设定值用一个字节的16 进制数表示，即为拨码开关的地址信息。地址值与选针器的号码存在一一对应的关系。
以上就是选针器大致的工作原理，考虑到在实际生产中，拨码开关的使用存在诸多不便，比如，每次拨动开关都需要打开盒盖，影响了选针器的密封性；拨码开关使用久了就会失效，造成编码错误，而且拨码开关的更换也比较繁琐。所以，本课题设想用一套能通过软件设置地址的设备即编址器来代替拨码开关，以解决上述问题。2.系统方案设计
2.1 任务与要求
2.1.1任务
在了解现有提花圆机选针控制架构的基础上，利用现有并行总线实现选针器地址的设置与读取。进行总线控制电路、按键电路、显示等电路的设计，完成处理器的选型与端口配置；进行相关软件设计，实现选针器地址输入、显示与设定功能，具有读选针器地址功能。同时考虑系统的扩展功能，如增加CAN总线的设置功能，为系统改进提供准备。系统应具有携带方便、低功耗的特点，最终完成实验室的相关调试。
2.1.2要求
了解提花圆机的控制结构与功能原理；掌握一定的单片机硬件设计与软件设计方法；熟练掌握Protel99se或Altium Designer的原理图、PCB板设计。在完成硬件设计、软件设计的基础上实现现场调试。最终提供控制板实物一套，设计图纸一份。
2.2 方案设计
分析了设计要求后，对相应模块进行设计，系统总体方案设计如图2-1。本系统主要是将数字显示在数码管上，所以硬件电路相对简单，不需要大量硬件。选针器与AT89S51之间的数据传输通过20位并行接口实现，AT89S51和数码管通过8位并行接口通信。
图2-1 方案设计框图
3.系统硬件电路设计
3.1单片机选型与分析
3.1.1 主要性能
本文以单片机AT89S52为主控芯片。AT89S52作为一种CMOS类型的微控制器，具有耗能低、性能高的特点，拥有8K 的Flash存储器;片上Flash容许程序存储器在系统可编程，亦适于普通编程器【3】。
AT89S52微处理器主要特点如下:
AT89S52支持2种软件可选择节电模式【4】。在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作【5】。掉电保护模式下，RAM里面的数据将被保留，振荡器停止工作，单片机所有动作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
3.1.2端口介绍
3-1 单片机系统图
在这个电路中，P3.6端口外接了一个反相器，提供发送地址的有效信号。
单片机设有4个8位I/O端口（P0、P1、P2和P3口），这些I/O口都是双向的，每个端口既可以用作输入也可以用作输出。P0口为双向三态输入/输出口。P1、P2、P3口为准双向三态输入/输出口（当作为输入功能时，必须先将“1”写入口锁存器，所以被称为准双向三态输入/输出口）。
本文设计的编址器涉及到4个I/O口，分别是：
P1、P2口分别与数码管的位选线、段选线相连，是用来显示按键输入的选针器的地址；
P0口与选针器相连接，是用来并行发送选针器地址数据的端口，控制选针器动作；
P3口与按键相连接，用来设定选针器的地址；
XTAL1和XTAL2引脚上连接一个晶体振荡器，再在其后并接两个30pF的电容，组成单片机的时钟电路，工作于内部时钟模式。时钟电路如图3-2所示。
图3-2 时钟电路图
RST引脚接如图3-3所示的复位电路，此部分电路的功能是对单片机系统初始化，或者在单片机死机状态下，使内部程序重新开始运行。
图3-3 复位电路图
摘 要
传统的提花圆机选针器的编址是通过8位拨码开关来实现的，由于拨码开关编址的不稳定性。本文设计了一个基于AT89S52单片机的选针器编址器，在选针器现有电路的基础上，做出适当修改，实现通过软件设置选针器地址。它包括按键输入模块、显示模块和发送选针器地址模块，能够直观的显示用户输入的地址信息与要发送给选针器的地址信息，简化用户的操作，采用并行接口发送用户键入的地址，提高提花圆机的生产效率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:51单片机地址显示按键设定数据发送
目录
1.引言 1
2.系统方案设计 3
2.1 任务与要求 3
2.1.1任务 3
2.1.2要求 3
2.2 方案设计 3
3.系统硬件电路设计 5
3.1单片机选型与分析 5
3.1.1 主要性能 5
3.1.2端口介绍 6
3.2 编址电路设计 7
3.3 显示电路设计 8
3.3.1 LED数码管 8
3.3.2 74HC245概述 9
3.4 JTAG下载调试接口 12
3.5元器件清单 13
4.系统软件模块设计 14
4.1 整体框图设计 14
4.2 按键编址模块程序设计 16
4.3 地址显示模块程序设计 18
4.4 地址发送模块程序设计 21
5.调试 24
5.1程序调试软件 24
5.2程序烧写软件 25
5.3调试过程中的问题与解决方法 26
6.总结 27
7.参考文献 29
1.引言
面对花型图像的丰富多样化，人们开始着手借助于计算机对花型进行设计、分解。?目前针织机械借助于高科技术已经到达了一个世界较高的水平。从一开始的电子选针器由计算机数字化控制，到后来的可以自动卷罗布；这期间市场和企业的运营模式也在潜移默化地在随着改变，从计算机控制单个针织机器发展到目前的控制多台机器，生产管理也从早期的工人近距离看护，发展到利用远程生产管理系统进行管理。
电子选针器在电脑提花控制器与电脑提花大圆机机器部份之间起到了一个桥梁功用，也作为控制器的终极的一个执行部件，花型的编织都是经过电脑提花控制系统对其的控制来完成的【1】。其主要由电脑控制系统控制其完成相应的动作，织出花型数据所要求的花型。
选针器包含以下功能：(1)接收从机（单片机）发送过来的数据的功能；（2）数据的解析，将从机发送的地址信号和数据信号进行解释分析；（3）按照拨码开关设定的地址来选择选针器；（4）选针控制信号的输入；（5）选针控制信号锁存；（6）选针刀片的启动【2】。
了解了电子选针器的功能后，下面介绍其控制系统的结构，结构有两部分组成，一部分是控制部分，另一部分是机械部分；按照控制系统的不同功用，控制部份被进一步划分为选择译码锁存模块和选针器控制模块。机械部分功能是将压电陶片的微小动作进一步放大，使被选中的刀片的动作与提花圆机的机械要求相符。控制系统采用的是两级主从控制。主机主要负责处理和传输数据信号，以及处理编码器信号，把从机需要完成的动作的信号传送给从机；从机主要负责接受与保存数据信号，并在统一的控制数据指挥下读取各自保存的数据，这些被读取的数据被转化为一组控制选针器工作的信号，带动选针器工作。选针器里面的组成为可编程逻辑芯片（解码芯片）、8个拨码开关、光电耦和与压电陶瓷片。解码芯片工作原理是按照拨码开关设定的地址，与启动数据进行比较选择，得出匹配的启动信号，由光耦驱动相应的压电陶瓷片动作，从而完成选针。
控制选针器的控制系统采用的是集散式控制，每一组选针器是经总线由单片机控制的，每组选针器的数量为18个。单片机与选针器的连接是采用的20芯排线，在每个选针器上都设有一个CPU芯片与一个8路拨码开关。拨码开关按照如下规则设定:ON对应的逻辑状态为0，反之即为1，拨码开关的设定值用一个字节的16 进制数表示，即为拨码开关的地址信息。地址值与选针器的号码存在一一对应的关系。
以上就是选针器大致的工作原理，考虑到在实际生产中，拨码开关的使用存在诸多不便，比如，每次拨动开关都需要打开盒盖，影响了选针器的密封性；拨码开关使用久了就会失效，造成编码错误，而且拨码开关的更换也比较繁琐。所以，本课题设想用一套能通过软件设置地址的设备即编址器来代替拨码开关，以解决上述问题。2.系统方案设计
2.1 任务与要求
2.1.1任务
在了解现有提花圆机选针控制架构的基础上，利用现有并行总线实现选针器地址的设置与读取。进行总线控制电路、按键电路、显示等电路的设计，完成处理器的选型与端口配置；进行相关软件设计，实现选针器地址输入、显示与设定功能，具有读选针器地址功能。同时考虑系统的扩展功能，如增加CAN总线的设置功能，为系统改进提供准备。系统应具有携带方便、低功耗的特点，最终完成实验室的相关调试。
2.1.2要求
了解提花圆机的控制结构与功能原理；掌握一定的单片机硬件设计与软件设计方法；熟练掌握Protel99se或Altium Designer的原理图、PCB板设计。在完成硬件设计、软件设计的基础上实现现场调试。最终提供控制板实物一套，设计图纸一份。
2.2 方案设计
分析了设计要求后，对相应模块进行设计，系统总体方案设计如图2-1。本系统主要是将数字显示在数码管上，所以硬件电路相对简单，不需要大量硬件。选针器与AT89S51之间的数据传输通过20位并行接口实现，AT89S51和数码管通过8位并行接口通信。
图2-1 方案设计框图
3.系统硬件电路设计
3.1单片机选型与分析
3.1.1 主要性能
本文以单片机AT89S52为主控芯片。AT89S52作为一种CMOS
AT89S52微处理器主要特点如下:
AT89S52支持2种软件可选择节电模式【4】。在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作【5】。掉电保护模式下，RAM里面的数据将被保留，振荡器停止工作，单片机所有动作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
3.1.2端口介绍
3-1 单片机系统图
在这个电路中，P3.6端口外接了一个反相器，提供发送地址的有效信号。
单片机设有4个8位I/O端口（P0、P1、P2和P3口），这些I/O口都是双向的，每个端口既可以用作输入也可以用作输出。P0口为双向三态输入/输出口。P1、P2、P3口为准双向三态输入/输出口（当作为输入功能时，必须先将“1”写入口锁存器，所以被称为准双向三态输入/输出口）。
本文设计的编址器涉及到4个I/O口，分别是：
P1、P2口分别与数码管的位选线、段选线相连，是用来显示按键输入的选针器的地址；
P0口与选针器相连接，是用来并行发送选针器地址数据的端口，控制选针器动作；
P3口与按键相连接，用来设定选针器的地址；
XTAL1和XTAL2引脚上连接一个晶体振荡器，再在其后并接两个30pF的电容，组成单片机的时钟电路，工作于内部时钟模式。时钟电路如图3-2所示。
图3-2 时钟电路图
RST引脚接如图3-3所示的复位电路，此部分电路的功能是对单片机系统初始化，或者在单片机死机状态下，使内部程序重新开始运行。
图3-3 复位电路图
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