开题报告---通用单片机工业控制板系统设计

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1、 开题报告开题报告 通用单片机工业控制板系统设计通用单片机工业控制板系统设计 20112011 年年 3 3 月月 2525 日日 问题提出 去各种各样的工业现场看一看，几乎没有什么地方看不到工业自动化控 制的设备。在这些设备中，往往大量应用 PLC，从编程的角度来看，这 些 PLC 所要完成的功能非常简单，如果用单片机来实现其功能，那是轻 而易举的。如果一定要做一个明确的说明的话，可以这么说：可能只要 几十个字节的程序量就能完成那些 PLC 所要完成的功能。如果你了解这 台机器的工作流程或者你就是这样一台机器的操作者，又略懂一些单片 机，那么这样的程序完全可以写出来。可是，那里没有用到单片机

2、，而 是用的 PLC，为什么呢？关键在于可靠性！工业现场的苛刻要求，不要 说是初学者，就是富有经验的开发者，往往也觉得头痛。一台设备数十 万或更贵，设计者当然不愿意承担风险去用单片机控制板，而是宁愿先 用贵一些的 PLC。但 PLC 毕竟是昂贵的，如果有把握用单片机控制板来 替代，肯定会有市场，关键在于你要有把握。单片机工业控制板就是为 这样的应用而度身定做的。 研究内容 及目标 研究内容 单片机工业控制板（08-06） 一、8 位高性能单片机作为主控制芯片； 二、主电源采用 5V 直流电，外围驱动电源采用 24V 直流电； 三、8 路光电隔离数字量输入，PNP 输入型式，输入电流为 10mA

3、； 四、6 路光电隔离数字量输出，输出电压为 24V,最大输出电流为 8A, 输 出口状态可回读； 五、8 路光电隔离数字量输入中有两路可作中断源用于计数； 六、系统采用光电隔离和启用内部看门狗及严格的高频滤除特性，使系 统工作稳定，无死机现象； 七、系统有两盏 LED 灯各用以显示单片机工作状态和电源状态； 八、系统有八个 LED 灯和六个 LED 灯可以显示输入和输出状态； 九、紧凑型 (适合任何尺寸的机箱) ，PCB 尺寸：125mmX110mm； 十、可通过连接 RS232 接口下载程序，使程序修改，升级方便； 十一、用 Keil C 或汇编编程； 规格：一、工作温度：055C；二、储

4、存温度：-2080C ； 三、湿度：595% 无凝结 ；四、功耗(无外部设备): +6V 0.5A (典型 值) ； 用途： 一、可用于各种二十个点以内的控制系统，可控制气缸，电磁阀，继电 器，步进电机，可外接光电式，电容式，电感式，霍尔式等各种传感器； 二、 可用于替代二十点以内的 PLC 用于各种控制场合 （如各种机器控制） . 三、可用于单片机学习和试验. 初步研究 方案 研究方法： 1、设计要求分析 2、系统整体功能框图绘制 3、系统原理图设计和元件选型 根据系统的结构功能框图和设计要求，选取主要器件的型号：单片机， 总线通讯芯片、存储器、时钟、电源、输入输出接口电路。 单片机：51

5、单片机、PIC 单片机、AVR 单片机 DSP 、CPLD、FPGA 根据：系统的处理数据量、系统响应速度要求、系统需要的 I/O 接口的 个数、系统的应用场合、成本。 实例选择：STC11F02 总线：根据应用场合设定 实例选择：232 总线类型 MAX232 接口芯片 外部扩展存储器：根据需要存储的数据类型、数据量 实例选择：RS-232 的串口电平转换芯片 MAX232 电源： 外接 5V 电源供单片机工作 外接 24V 电源供继电器和光耦隔离电路工作 输入采用：共阳极输入 输出采用：PNP 发射极开路输出电路 4、PCB 电路板设计 5、系统软件框图设计 6、系统软件设计 7、系统调试

6、 8、现场调试 单 片 机 8 路 DI 光电隔离 输入电路 RS232 总线 LED 显示 EEPROM 电源电路 程序下载接 口 一路 RST 上电复 位电路 6路 DO光电隔离 输出电路 进度安排 第 1-2 周 查阅和收集相关资料 第 3-4 周 根据资料制作规划并完成开题报告 第 5-6 周 画出硬件原理图 第 7-9 周 完成整个模块的编程任务 第 10 周 根据完成进度做中期报告 第 11-17 周 程序调试并整理完善毕业设计报告最终定稿。 第 18 周 毕业答辩 参考文献 1 丁元杰主编.MCS-51 单片机原理及应用.3 版.北京：机械工业出版 社，2005.7 2 郑学坚，周斌 编著.微型计算机原理及应用.第 3 版：清华大学大 学出版社，2001.6.1 3谭浩强著，C 程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2005 4 胡汉才.单片机原理及系统设计M.北京：清华大学出版社， 2005.1117 5 赵建华，沈永良.一种自适应 PID 控制算法.J自动化学 报.