智能電動(dòng)小車軟件設(shè)計(jì)
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智能電動(dòng)小車軟件設(shè)計(jì)
目錄
第一章 前 言 1
第二章 方案設(shè)計(jì)與論證 3
一 直流調(diào)速系統(tǒng) 3
二 檢測系統(tǒng) 4
三 顯示電路 9
四 系統(tǒng)原理圖 9
第三章 硬件設(shè)計(jì) 10
一 80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 10
二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11
三 前向通道設(shè)計(jì) 12
四 后向通道設(shè)計(jì) 15
五 顯示電路設(shè)計(jì) 17
第四章 軟件設(shè)計(jì) 20
一 主程序設(shè)計(jì) 20
二 顯示子程序設(shè)計(jì) 24
三 避障子程序設(shè)計(jì) 25
四 軟件抗干擾技術(shù) 26
五 “看門狗”技術(shù) 28
六 可編程邏輯器件 29
第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論 30
致 謝 31
參 考 文 獻(xiàn) 32
摘 要
80C51單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。這里介紹的是如何用80C51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)長春工業(yè)大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的，采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法及測試結(jié)果分析
采用的技術(shù)主要有：
（1） 通過編程來控制小車的速度；
（2） 傳感器的有效應(yīng)用；
（3） 新型顯示芯片的采用.
關(guān)鍵詞 80C51單片機(jī)、光電檢測器、PWM調(diào)速、電動(dòng)小車
Design and create an intelligence electricity motive small car
Abstract
80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.
The adoption of technique as:
(1) Reduce the speed by program the engine；
(2) Efficient application of the sensor;
(3) The adoption of the new display chip.
Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car
第一章 前 言
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。
根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。
這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列中的80C51單片機(jī)。以80C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。80C51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。它是第三代單片機(jī)的代表。
第三代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時(shí)器)﹑高速I/O口﹑計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8ｘC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線----CAN(Controller Area Network BUS).
新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。
本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的80C51為控制核心，80C51采用CHOMS工藝，功耗很低。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是
在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)
CPU必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號(hào)，且程序中發(fā)掃描信號(hào)的地方不能太多。否則，正好在哪里有死循環(huán)，看門狗就不產(chǎn)生記滿輸出信號(hào)，不能重新啟動(dòng)CPU。
4060的記滿輸出信號(hào)不但要接到MCS-51的RST腳，而且還應(yīng)接到其它芯片的RST腳，因?yàn)槌绦騺y飛后，其它具有RST腳的芯片也混亂了，必須全部復(fù)位。
六 可編程邏輯器件
可編程邏輯器件GAL16V8是LATTICE公司研制的一種電可擦除的可重復(fù)編程的低密度PLD器件。它采用更為靈活的可編I/O結(jié)構(gòu)，并采用了先進(jìn)的EECOMS工藝，數(shù)秒內(nèi)即可完成芯片的擦除和編程過程，并可反復(fù)改寫，是產(chǎn)品開發(fā)研制的理想器件之一。
GAL16V8技術(shù)特性
（1）電可擦除工藝
可重編程單元
100％成品率
可重配置邏輯
（2）高性能E2CMOS工藝
低功耗：45mA最大運(yùn)行功耗，35mA最大維持功耗
高速度：15～25us最快存取速度
（3）8個(gè)輸出邏輯單元
對(duì)于復(fù)雜邏輯設(shè)計(jì)具有最大靈活性
GAL16V8可仿真20條引腳的PAL器件，具有功能 / 熔絲圖 /參數(shù)的完全兼容性
（4）預(yù)置、加電復(fù)位全部寄存器
（5）具有保密單元、電子標(biāo)簽
（6）數(shù)據(jù)保持超過20年。
80C51按鍵電路直接由80C51接口電路查詢。消抖(延時(shí)20ms)由軟件延時(shí)完成。
第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論
測試方法與儀器：
1、 測試儀器
測試儀器包括秒表、數(shù)字萬用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器、MCS51仿真機(jī)、直流穩(wěn)壓電源等。
2、測試方法
數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止/導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)；
信號(hào)發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號(hào)的接收與傳輸；
MCS51仿真機(jī)用于測試軟件；
直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電；
秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務(wù)書的基本要求對(duì)制成的電動(dòng)車進(jìn)行產(chǎn)品測試。
測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析：
⑴ 計(jì)時(shí)精度分析 計(jì)時(shí)系統(tǒng)采用了新型顯示芯片。理論上的誤差不到1秒/年。
⑵ 測距精度分析 測速系統(tǒng)采用了電機(jī)軸光電碼盤檢測技術(shù)。電機(jī)軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級(jí)減速，變比1/16。車輪周長135mm,光電碼盤與電機(jī)軸安裝在一起，電機(jī)軸每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生2個(gè)脈沖，車輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生32個(gè)脈沖，理論測量精度可達(dá)135mm/32=4.22mm<4.5mm
⑶ 定位精度分析 本設(shè)計(jì)采用實(shí)際測量與軟件補(bǔ)償技術(shù)，理論上可使定位精度提高到誤差<10mm。
3、結(jié)論
歷時(shí)三個(gè)月的設(shè)計(jì)過程中，我首先邊查資料，邊在實(shí)驗(yàn)室焊接小車的線路板。在焊接過程中，我感覺到即使是一個(gè)簡單的電路，要想很輕松的焊好，也不是很容易的事情。有時(shí)是“虛焊”的原因，有時(shí)可能是阻值選錯(cuò)。在焊接顯示電路時(shí)，我就錯(cuò)將680歐的電阻焊成了6.8千歐。這使我深深感受到理論與實(shí)際間的差距。通過這樣的設(shè)計(jì)，提高了我的動(dòng)手能力。每天在實(shí)驗(yàn)室除了焊接線路板，還可以上機(jī)編程，使我軟件調(diào)試知識(shí)也提高了。
本設(shè)計(jì)采用的是80C51單片機(jī)，這主要是因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的穩(wěn)定性比較好。還可以采用其它系列的單片機(jī)。比如采用陵陽單片機(jī)，就可以簡化編程，但其穩(wěn)定性不是很好。
致 謝
歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)告一段落。經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及白老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。在這段時(shí)間里，白老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他的指導(dǎo)使我受益非淺。同時(shí)本系120實(shí)驗(yàn)室的開放也為我的設(shè)計(jì)提供了實(shí)習(xí)場地。在此對(duì)白文峰老師和牛曉升老師表示深深的感謝。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計(jì)中對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這三個(gè)月的設(shè)計(jì)是對(duì)過去所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
參 考 文 獻(xiàn)
1 何立民,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：航天航空大學(xué)出版社,2～5,46～50
2 李廣弟,單片機(jī)基礎(chǔ),北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2001,56～64
3 何希才,新型實(shí)用電子電路400例,電子工業(yè)出版社,2000年,60～65
4 趙負(fù)圖,傳感器集成電路手冊,第一版,化學(xué)工業(yè)出版社,2004,590～591
5 陳伯時(shí),電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng),第二版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000年6月,127～130
6 張毅剛,彭喜元,新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì),第一版,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003,25～27,411～417
畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機(jī)械系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 附 件： 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日 注： 請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊。 附件 1：外文資料翻譯譯文 應(yīng)用于電氣系統(tǒng)的可編程序控制器 摘要 此項(xiàng)目主 要是研究電氣系統(tǒng)以及簡單有效的控制氣流發(fā)動(dòng)機(jī)的程序和氣流系統(tǒng)的狀態(tài)。它的實(shí)踐基礎(chǔ)包括基于氣流的專有控制器、自動(dòng)化設(shè)計(jì)、氣流系統(tǒng)的控制程序和基于微控制器的電子設(shè)計(jì)。 使用電氣技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)主要由三個(gè)組成部分：發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)，感應(yīng)器或按鈕，狀如花瓣的控制零部件?，F(xiàn)在，大部分的系統(tǒng)邏輯操作的控制器都被程序邏輯控制器（ 取代。 感應(yīng)器和開關(guān)是輸入端，而發(fā)動(dòng)機(jī)的直接控制閥是輸出端，其中有一個(gè)內(nèi)部程序操控所有運(yùn)行必需的邏輯，模擬其他的裝置如計(jì)算器、定時(shí)器等，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。 因?yàn)榭?以根據(jù)需要無數(shù)次創(chuàng)建和模擬這樣的系統(tǒng)，所以皆由 使用，此項(xiàng)目有靈活的優(yōu)點(diǎn)。因此，可以節(jié)省時(shí)間，減少失誤的危險(xiǎn)，同時(shí)在使用相同材料的情況下，它可以更加精密。 市場上的許多家公司都使用了常規(guī)的 不僅可以用氣流系統(tǒng)來控制，還可以用各種電氣設(shè)備。 用途廣泛，可以應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)中，甚至用于建筑物的安全和自動(dòng)化系統(tǒng)中。 由于以上的各種特性，在一些實(shí)際應(yīng)用中 供了很多的資源，甚至包括不控制系統(tǒng)的資源，電氣系統(tǒng)就是一種這樣的應(yīng)用。對(duì)于自動(dòng)化的工程， 使用是比較昂貴的，尤其是對(duì)那些小型的 系統(tǒng)。 針對(duì)這種情況可行的一種辦法是創(chuàng)建一個(gè)可提供特定尺寸和功能的控制器。這種控制器可以根據(jù)微控制器來制作。 這種基于微控制器的適用范圍比較小，只能用于一個(gè)類型的機(jī)器或者可以用做一個(gè)像普通 樣可以被編程的控制器，那樣它就可以通過可變化的邏輯程序來進(jìn)行各種作業(yè)。所有的這些特性根據(jù)具體需要的不同而不同，具體的設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)的不同而不同。但是這種設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)人員非常了解自己的控制器，可以自由掌握控制器的大小尺寸，改變它的功能。這就意味著此項(xiàng)目有更多的獨(dú)特性，但同時(shí)系統(tǒng)的控制也由它的設(shè)計(jì)者所控制。 人們可以從一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中找到三個(gè)上文中提到的基本部件，外加一個(gè)控制系統(tǒng)的邏輯線路。只有成熟先進(jìn)的技術(shù)能做出特定的邏輯線路和執(zhí)行正確操作所需要的部件升級(jí)。 對(duì)于一個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)程序可以完成，但是對(duì)于間接或更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的程序就會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的線路和錯(cuò)誤的信號(hào)。這是就需要另一種方法可以節(jié)省時(shí)間，產(chǎn)生清晰線路，能夠防止偶然的信號(hào)交疊和線路堵塞。 這種方式的不同標(biāo)準(zhǔn)的線路基法叫循序漸進(jìn)式或規(guī)則系統(tǒng)，它對(duì)氣流和電氣系統(tǒng)非常有效，而且也是此項(xiàng)目的一個(gè)基礎(chǔ)。它包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)各個(gè)不同變化所設(shè)基礎(chǔ) 上的系統(tǒng)。 第一步是為每個(gè)步驟設(shè)計(jì)那些種標(biāo)準(zhǔn)的線路。第二步是連接接收來自感應(yīng)器，開關(guān)和先前的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)把空氣或電傳送給每個(gè)步驟的補(bǔ)給線。如圖中所示， 1 和 2 標(biāo)準(zhǔn)線路是為氣流的和電氣系統(tǒng)服務(wù) 上述方法可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)都被很好地用步驟來定義。這也就是說發(fā)動(dòng)機(jī)的每一次運(yùn)動(dòng)變化都是系統(tǒng)的一個(gè)新的狀態(tài)，而兩個(gè)不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變叫做步驟。 先前提到的標(biāo)準(zhǔn)線路可以幫助設(shè)計(jì)人員定義系統(tǒng)的不同狀態(tài)和不同步驟的變化所帶來的不 同環(huán)境。在設(shè)計(jì)的最后階段，系統(tǒng)中會(huì)有一個(gè)從來不變化的序列和明確的輸入和輸出端。我們把一個(gè)序列從輸入端輸入，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，由輸出端輸出。 這些步驟的所有過程都是在微控制器內(nèi)部進(jìn)行的，并且以同樣的方式在運(yùn)行著。 部件的序列在控制器里被 5 個(gè)位元組規(guī)劃；每個(gè)部分都有程序的一個(gè)步驟結(jié)構(gòu)。輸入端有二個(gè)位元組 ,輸出端有一個(gè)，其他結(jié)構(gòu)部分和附加功能步驟有兩個(gè)。在編程之后，部件序列被內(nèi)部微控制器的記憶所儲(chǔ)藏，因此，他們是可讀的而且可以運(yùn)行。 不同于傳統(tǒng)的 種控制器的工作目的是成為特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)的多用控制器。傳統(tǒng)的 系統(tǒng)運(yùn)行程序是一個(gè)循環(huán)的線路：輸入一個(gè)圖像 ,運(yùn)行所有的內(nèi)部程序 , 然后升級(jí)輸出的狀態(tài)。這一個(gè)控制器以不同的方式工作 ,它讀取步驟的結(jié)構(gòu) ,等待輸入 ,然后升級(jí)或輸出，然后直接跳躍到下一個(gè)步驟，開始另一次的程序運(yùn)行。 它也有局限性，例如這種控制器有時(shí)會(huì)不執(zhí)行指令，在同一程序指令下，會(huì)出現(xiàn)某一個(gè)運(yùn)行的反復(fù)等等 ，但是這一個(gè)問題可以通過外部的邏輯運(yùn)行解決。另外，這中控制器在沒有序列的系統(tǒng)上不能夠被應(yīng)用。這些局限性也是這個(gè)系統(tǒng)的特性，這種系統(tǒng)的每一個(gè)應(yīng)用都必須要有相應(yīng)的系統(tǒng)分析。 這種 控制器以微集成電 路微控制器 基礎(chǔ) ,它擁有全部此次項(xiàng)目所需要的資源。它有足夠的插孔，線路連續(xù)通訊 憶解救系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)和步驟的序列。它提供了項(xiàng)目所需要的所有的運(yùn)行，例如定時(shí)器和分岔等。 我們做出了控制器的資源目錄，想盡可能的使它變的完善。在步驟的運(yùn)行過程中，程序自動(dòng)選擇如何讀取每一步驟的結(jié)構(gòu)。這個(gè)操作有兩個(gè)位元組位于電子輸入處。一個(gè)位元組位于輸出端，還有一個(gè)被用作內(nèi)部定時(shí)器，類似輸入或暫停功能。憶內(nèi)部是 256 位元組，可以儲(chǔ)藏所有步驟的運(yùn)行 ,即可以儲(chǔ)藏 48 個(gè)步驟之間的 所有運(yùn)行。 除了一個(gè)互動(dòng)菜單外，這種控制器還有一個(gè)控制臺(tái)和一些指令按鈕，他們一起控制各個(gè)步驟的運(yùn)行和連續(xù)性，也控制其他的一些裝置。 4． 1 交互作用 在實(shí)際運(yùn)行操作中，控制器需要有一些輔助設(shè)備幫助它和使用者進(jìn)行互動(dòng)，可以提供可靠的操作監(jiān)控，同時(shí)對(duì)氣流系統(tǒng)進(jìn)行邏輯控制。 交互工作模式：在主要的程序中，使用者可以根據(jù)指導(dǎo)發(fā)出信號(hào)來進(jìn)行具體步驟的操作 臺(tái)可以顯示系統(tǒng)工作的狀態(tài)，衡量輸入，輸出，計(jì)時(shí)器和運(yùn)行的數(shù)據(jù)等。 嘀嘀聲用來提示重要警示，停止，開始和一些緊急情況的發(fā)生亮燈表示接通電源，和輸入，輸 出狀態(tài)。 4． 2 安全性 如果想正常運(yùn)行程序，必須保證每一個(gè)步驟都正確的執(zhí)行。更重要的是，應(yīng)該有預(yù)防運(yùn)行故障和問題的解決方法。控制器提供了這種可能性，通過使用兩個(gè)內(nèi)部虛擬線路同時(shí)運(yùn)行。他們可以重新啟動(dòng)程序，隨時(shí)恢復(fù)到程序的原有狀態(tài)。有兩個(gè)輸入端共同工作可以快速的運(yùn)行這些功能。 4． 3 接口 程序運(yùn)行序列可以用控制器的接口來編程。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的接口也可以用來升級(jí)使用程序。 使用者能利用接口配置一連串定義序列的步驟位元組。但是也可以設(shè)計(jì)一個(gè)程序 ,利用可視資源為使用者翻譯所需要的信息。 但是，如果想聯(lián)結(jié)電腦接口和控 制器，至少應(yīng)該有一個(gè)儀器來保證數(shù)據(jù)的可靠性。 固件 主要的線環(huán)是通過讀取 憶中的每一資訊步驟進(jìn)行工作。 在每個(gè)步驟中，系統(tǒng)的狀態(tài)被儲(chǔ)存，同時(shí)它也在顯示器上被顯示。根據(jù)使用者的構(gòu)造 ,它能利用分流或暫停應(yīng)付緊急線路情況來保證系統(tǒng)安全。 5. 電氣系統(tǒng)例子 這種系統(tǒng)不只是適應(yīng)于特定的機(jī)器。它由四個(gè)主動(dòng)器組成。 主動(dòng)器 A ， B 和 C 是兩倍的，只有 一步，主動(dòng)器 A 開始運(yùn)行，并保持在一個(gè)特定的位置一直到一個(gè)循環(huán)的結(jié)束，如圖 5 所示它可以確定某一對(duì)象的下一運(yùn)動(dòng)。第二步， 當(dāng) A 完成了它的工作后，主動(dòng)器 C 連同 B 一起開始盡可能多的產(chǎn)生電流圈，并受 B 的運(yùn)行速度的限制，而 B 速度由一個(gè)流動(dòng)的控制活瓣管理。 B 和 C 是一起工作的主動(dòng)器的例子 ,當(dāng) B 慢慢地推動(dòng)一個(gè)物體的時(shí)候 , C 有時(shí)則重復(fù)它的工作。 第三步，當(dāng) B 到達(dá)最后的位置時(shí)候 , C 停止立刻它的循環(huán)運(yùn)動(dòng)并且回到開始的位置。利用回旋的電流工作的主動(dòng)器 D 連同 返回來的 四步，主動(dòng)器 D 快速往返來回運(yùn)動(dòng)一次。 D 可以充當(dāng)一個(gè)工具，在物體上的表面上打洞。當(dāng) D 返回開始的位置時(shí)候 , B 也同時(shí)返回，這是第五個(gè)步驟。 圖 6 顯示了程序設(shè)計(jì)的第一部分。我們把每個(gè)步驟的所有運(yùn)行統(tǒng)稱為 . (A+) 表示主動(dòng)器 A 向前推動(dòng)，而 (表示返回到開始的位置。 同時(shí)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)在相同的步驟中被一起疊加。這個(gè)系統(tǒng)共有有五個(gè)步驟。 圖 5 和 6 所表現(xiàn)的系統(tǒng)運(yùn)行清楚的描述了所有序列。 利用他們我們可以用必需的邏輯語言設(shè)計(jì)整個(gè)的控制線路。但是現(xiàn)在還它還不是一個(gè)完整的系統(tǒng)，因?yàn)樗€缺少一些輔助設(shè)施，（圖中沒有顯示）。 對(duì)于程序的最后運(yùn)行， 這些輔助設(shè)施十分的重要，因?yàn)樗麄兡苁咕€路有更多的功能。 他們中最重要的是連接在每一步驟中的平行線路。那一個(gè)線路能夠隨時(shí)停止序列而且將主動(dòng)器的狀態(tài)換成一個(gè)特定的位置。它可以重起系統(tǒng)或是應(yīng)付緊急情況。圖 7 和 8 顯示的是在沒有使用控制器的情況下會(huì)發(fā)生的一些結(jié)果。 這些照片是控制線路的電圖表 ,包括感應(yīng)器，控制鍵和電的活瓣卷。 另外的一些輔助設(shè)施也包括在這個(gè)系統(tǒng)中 ,比如自動(dòng)機(jī)械 / 手動(dòng)調(diào)控器，他們可以使系統(tǒng)不斷的循環(huán)工作；兩個(gè)開始控制鍵 ,他們能讓操作員手動(dòng)控制系統(tǒng)的開始和停止，這樣就減少了發(fā)生意外事件的危險(xiǎn)。 6. 使用者變更例子規(guī)劃 氣流線圈在前面 已經(jīng)詳細(xì)說明過：它可以讓我們了解到控制一個(gè)系統(tǒng)所需要的條件，那就是在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中必須提供所有的功能設(shè)施。但是 ,如前面提到的那樣 ,使用一個(gè) 特定的控制器 , 這種控制就變得比較容易的，而且系統(tǒng)的精密性也會(huì)提高。 使用傳統(tǒng)的 如圖 7， 8所示，在繪制接口處的電圖表時(shí)，要注意線路的邏輯。使用這種可編程的控制器 ,使用者必須知道運(yùn)行方法的觀念并且規(guī)劃每個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)。 那就是說，使用傳統(tǒng)的 使用者清楚各個(gè)操作之間的關(guān)系。一般情況下，使用者可以在接口上運(yùn)行一個(gè)模擬程序?qū)ふ疫壿嬌系腻e(cuò)誤同 之前所述的一樣，新的編程允許每一步驟的結(jié)構(gòu)被分割。 序列獨(dú)自被定義，但每一步驟只被輸入和輸出端描述。 7. 結(jié)論 這種控制器是專門為這一項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的。顯示了一個(gè)以微控制器為基礎(chǔ)的非常有用的可編程的控制器。它不需要為了獲取微控制器里的資源而安裝外部記憶器或外部的定時(shí)器。除了微控制器之外 ,只有少量的零部件執(zhí)行一些如輸出，輸入，類比輸入 ,顯示接口和連續(xù)運(yùn)行的情況等功能。 單獨(dú)使用內(nèi)部記憶 ,我們可以控制一個(gè)有 48個(gè)步驟的氣流系統(tǒng)，但是如果使用一個(gè)比較簡單的系統(tǒng)，就會(huì)達(dá)到 60個(gè)步驟 言 ，而是用一個(gè)比較簡單的和直覺的結(jié)構(gòu)。利用電氣系統(tǒng)，我們的項(xiàng)目應(yīng)用了相同的技術(shù)，但同時(shí)我們的設(shè)計(jì)更加直接。 一種 非常簡單的機(jī)械語言能讓設(shè)計(jì)者用四或五個(gè)位元組定義步驟所有結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這就要看他使用控制器的經(jīng)驗(yàn)如何了。這種控制器雖然不能和商業(yè)的 比，但是它原本就是為特定的的目的而設(shè)計(jì)的，所以很難說哪一個(gè)好哪一個(gè)壞。總之，我們的這個(gè)系統(tǒng)是基于微控制器而設(shè)計(jì)，簡單快捷。 附件 2：外文原文 is in of to to of It of to of of of of to of 1. he an or or is as of of of s an to of is an to an to in on a to of to to of so LC of in it be is on LC of it of of be in to of of LC a of in a of a of of LC is is to at of s a of a of to of to a to do a be LC is be a of so it of to on of of of of of of of in a to an of it of in of it of 2. to of in an of in is a of a to a or of is to of of of or it to of is a of It to of is of is a to to or to of in If in 1 is a of of We of of of 3. of he of be a of of of be a of in in of of of in a to in We a is be by of on in of is of is in a of , of of is by of of of is to to of of LC's is a of a s in it of an or up It as of t a an an is no of t be is of of of to 4. of of 877 of as it by It an to of of It of by in We of to it of In of to an of to be on an A is on to to be to in a or 56 of of 8 In to an of a to of a 4.1 a t in to it on of on a to of in to In to on of to CD of an of i Di is to of to 4.2 f to to is to of a of to to in of at a 4.3 he of to a A to of to to a of a a as if a an to of at is to in of on a In of is it is on in to of it of of or to an to a 5. of is an at It to°, B be a in a a be of as it of to it of is a be to be a by a of B is of of be an of it of be an is it of to of of a to as a is on to of AN in be We as of (A+) -) to to of of is to in of of we of it an of it is in of .(in to of is a in of a of a at It or an to be no or an of in to to a of a of so to an of 6. an of It us to a is in in to as of of a or of of LC as , 8 of of is of to to of of is to of of a s to to to a of of an of be is be by to 7. of s is as of It t in a or in a In to a of a of