机电一体化课程设计内容.doc

1、设计课题1.1设计要求设计一套钢绳芯胶带钢绳探伤系统。具体要求： 传感器采用霍尔元件，钢绳磁化采用钕铁硼永磁体； 采用数字式检测方式； 利用MCS-51系列单片机检测和数字显示； 设计出相关的传感器电路和信号处理电路； 励磁器及检测器的机械结构设计； 编写出相关的检测、储存和显示程序。1.2工作量要求：绘制励磁器的机械结构装配图1张（A2幅面）绘制传感器电路和信号处理电路图1张（A2幅面）绘制检测器的机械结构装配图1张（A2幅面）撰写设计说明书1份（不少于15页）参考书：机电一体化系统设计、微机原理与应用、传感器技术、电工技术、电子技术1.3说明说内容的要求：课题的来源及现实意义总体方案的确定系统功能设计与分析系统结构设计检测系统设计信息流设计2、课题的来源及现实意义2.1课题的来源带式输送机是散粒物料运输的主要设备，它广泛用于港口、化工、矿山、电站和冶金等工业领域。钢绳芯胶带撕裂事故时有发生，价值数十万元甚至上百万元的输送钢绳芯胶带，一旦发生撕裂事故，在几分钟内就会全部毁坏，造成巨大的经济损失。随着钢绳芯胶带输送机应用的范围越来越广，其使用量也越来越大，发生撕裂的事故也越来越多。因此，进行钢绳芯胶带撕裂特征的研究具有很重要的理论意义和实际意义。 针对现有诸多类型带式输送机监测保护装置较差、可靠性尚待进一步提高的现状，本文深入研究了和监测系统保护装置的可靠性。对整个监测保护装置的软硬件进行了研究设计，研制出一种钢绳芯胶带钢绳探伤系统。通过对钢绳芯胶带的运行状态进行不间断地实时监测，监测系统能够在钢绳发生断裂事故时，及时地使输送机停机并发出报警信号，从而大大减少事故的损失。2.2课题的现实意义钢绳芯胶带运输机是使用较多的连续运输设备之一，主要用来输送块状、粒状和散状等物料，同时也可输送成件的货物。目前它广泛地应用于港口、矿山、钢厂、电厂等领域。钢绳芯胶带输送机正在朝着高速，大规模、超长距离、大倾角的方向发展。而输送带是钢绳芯胶带运输机的重要组成部分，其成本约占整机的40%以上。输送带的种类很多主要有普通帆布芯钢绳芯胶带，合成纤维芯钢绳芯胶带，钢绳芯钢绳芯胶带等。其中中等强度的合成纤维芯钢绳芯胶带和钢绳芯钢绳芯胶带价格较贵。在输送机的运转过程中，钢绳芯胶带撕裂事故时有发生，价值数十万元甚至上百万元的输送带，一旦发生撕裂事故，在几分钟内就会全部毁坏，造成巨大的经济损失。即使能够修补，也需要相当的人力和时间，对正常生产运行造成极大的影响。随着我国钢绳芯胶带输送机的使用量越来越大，其应用的范围越来越广，使用厂矿发生撕裂的事故也越来越多。近年来，尽管有许多研究者都在潜心研究钢绳芯胶带撕裂的保护装置，但至今我国仍没有一种较为理想的防撕裂方面的监测手段和装置应用于实践。目前，我国很多工厂没有安装有效的钢绳芯胶带撕裂保护装置，在影响生产的同时也带来影响工厂安全运行的隐患。因此，进行钢绳芯胶带撕裂特征的研究具有重要的理论意义和实际意义。2.3钢绳芯胶带撕裂国内外研究现状使用钢绳芯胶带输送机的企业长期以来一直被钢绳芯胶带撕裂故障所困扰，迫切需要一种能及时诊断钢绳芯胶带撕裂故障的保护装置。国外从70年代就开始进行这方面的研究，目前国外对钢绳芯胶带纵向撕裂保护装置的研究，己从接触式发展到非接触式，从单一化到智能化。国外成功的专利除了有嵌入法、光电传感技术、超声波扫描技术之外，现在又有了改进后的嵌入法、超声波技术和最新研究探讨的原子物理方法等。国内对钢绳芯胶带断裂方面的研究发展比较缓慢，主要是从90年代开始，由于理论和技术方面的不成熟，国内产品主要集中在对钢绳芯胶带运输机的改造和对钢绳芯胶带运行时的外测装置的研究上。下面就国内比较先进的钢绳芯胶带撕裂保护装置进行简单的介绍。综上所述，至今我国仍缺少较为理想的防撕裂方面的监测手段和装置应用于实践。因此，钢绳芯胶带撕裂检测装置需要进一步的完善改进，那么对钢绳芯胶带撕裂的研究具有重要的理论意义和实际意义。3、系统的总体方案设计3.1感应线圈的设计图3-1本文采用的是预埋感应线圈式防撕裂检测方案，如图3-1钢绳芯胶带内部预埋线圈结构示意图。在普通钢绳芯胶带的非工作面内部靠近心胶处预埋了一些闭合感应线圈，电磁感应式撕裂监测保护装置通过检测这些预埋感应线圈是否断路来间接检测带体是否被撕裂，以此判断是否发生撕裂。3.2感应线圈的预埋优质高碳钢制成的耐屈挠性好的钢丝绳，通过特制装置制成一定直径和螺距的弹簧形或正弦波形的线圈，然后涂以粘合性能好的胶浆，埋入胶带心胶附近，再覆上覆盖胶，加温加压硫化后，即与胶带结为一体。胶带在受到外力冲击时，因钢丝绳伸长率小，橡胶伸长率大，横向作用力主要施加在预埋线圈上。因此要求线圈的强度要超过胶带覆胶和粘合胶的强度。另外其屈挠性能也要好，一般屈挠次数在40万次以上。将线圈做成弹簧形或正弦波形可显著增加其耐屈挠和粘合性能。3.3检测传感器的模块检测原理如图3-2。在主磁路与磁桥路的共同作用下将钢丝绳磁化到饱和状态 。磁化后的钢 丝绳和主磁路相对于磁桥路组成磁桥。如果钢丝绳无缺陷，通过磁桥路的磁通量应当为零；当钢丝绳发生磨损，截面积减小时，整个磁路的磁通平衡被破坏，磁桥路中的磁通量发生变化，利用磁敏元件检测出磁桥路中磁感应强度的变化。基于基尔霍夫定律，即可计算出钢丝绳 “磨损量”的大小。检测装置采用NMI-OME/100型旋转编码器对缺陷进行定位。检测过程中，随着检测装置在钢丝绳上运动，发出等空问脉冲信号。检测软件在脉冲信号作用下，采集数据并同时进行分析和识别，输出相应的波形图，以判断钢丝绳的断丝、磨损等缺陷及其精确位置。图3-2 检测原理图3.4位置传感器的模块位置传感器是用来获得每个预埋感应线圈的准确位置的检测器。由于是非接触式检测，且预埋线圈嵌入在不断运行的胶带中，所以只能通过位置传感器间接测量预埋感应线圈的运行距离，并在胶带中设置起始线圈作为起始标志。本文的位置传感器采用的是霍尔传感器UGN-3120，它是一种开关型霍尔元件，内部包括电压调节器、二次霍尔电压发生器、温度稳定电路、信号放大器、史密斯触发器、集电极开路输出等部分。其内部结构如图3-3。图3-3 霍尔传感器内部结构图其工作原理是：在运输机的胶带滚筒端面上围绕外圆按一定间隔镶嵌一定数目的小磁钢，在靠近滚筒端面处固定一霍尔传感器。当小磁钢经过霍尔传感器时，传感器的输出端即输出一脉冲，在滚筒的不断运转中，由于滚筒转动一周胶带运行距离等于滚筒的外圆周长，所以可以通过对经过霍尔传感器的磁钢进行计数，就可以确定胶带的运行距离，从而也可以知道胶带内预埋感应线圈的位置。3.5信号处理模块由接收探头接收到的电磁感应信号如何变成单片机能够识别处理的数字信号，中间需进行一系列的信号处理过程。信息处理是将监测传感器接收到的电信号转换处理成微控制器能够接受的信号，以便进行进一步的分析和处理，该信号处理电路兼以接收信号的幅值和频率作为检测对象，并辅以保护电路和干扰抑制电路等，以此提高系统的可靠性。在数据进入单片机之前，信号的处理都是通过硬件电路进行实现。信号处理的流程图如图3-4。图3-4信号处理流程图3.6微处理器微型控制器又称单片机，它是整个检测系统的控制核心。它具有控制功能强、有优异的性价比、体积小、功耗小、可靠性高和容易掌握等优点，所以它的应用范围十分广泛。3.7输入输出模块输入输出模块是人机交流的重要模块。它由键盘、显示器等组成，键盘、显示器等负责监测系统与外界的数据的交流是信息互换的平台。3.8停机报警电路当监测系统发现有纵向撕裂事故发生时，监测系统立即给停机报警控制电路一个停机报警信号，从而实现输送机自动停机，并发出报警声，减少了事故的扩大化。4、应用系统硬件设计4.1 单片机的选择4.1.1单片机简介单片机是在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出（I/O）接口、可编程定时器/计数器等构成一台计算机所必需的功能部件。有的还包含A/D转换器等，一块单片机芯片相当于一台微型计算机，它具有如下特点：（1）集成度高、功能强。通常微型计算机的CPU、RAM、ROM以及I/O接口等功能部件。分别集成在不同的芯片上。而单片机则不同，它把这些功能部件都集成在一块芯片内。（2）结构合理。单片机大多采用HARVARD结构，这是数据存储器与程序存储器相互独立的一种结构，这种结构的好处是：存储量大。如采用16位地址总线的8位单片机可寻址外部64KB RAM和64KB ROM（包括内部ROM）。此外，还有内部RAM（通常为64256B）和内部ROM（一般为18KB）。正因为如此，单片机不仅可以进行控制，而且能够进行数据处理。速度快、功能专一。单片机小容量的随机存储器安排在内部，这样的结构极大地提高了CPU的运算速度。并且由于单片机的程序存储器是独立的，因此很容易实现程序固化。（3）搞干扰性强。单片机的各种功能部件都集成于一块芯片上，其布线极短，数据均在芯片内部传送，增强了搞干扰能力，运行可靠。（4）指令丰富。单片机的指令一般有数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等，有些还具有位操作指令。例如，在MCS-51系列单片机中，专门设有布尔处理器，并且有一个专门用于处理布尔变量的指令子集。4.1.2 8051单片机单片机是专门为控制和智能仪器设计的一种集成度很高的微型计算机。它具有控制功能强、有优异的性价比、体积小、功耗小、可靠性高和容易掌握等优点，所以它的应用范围十分广泛。经过比较，本系统采用MCS8051单片机作为主控芯片。4.2系统硬件设计4.2.1 数据储存器的扩展8051单片机内部具有128bitRAM，依据本文的实际情况，128bitRAM无法满足预定的要求，因此需要扩展一片外部RAM。扩展数据存储器时通常应注意以下几点事项：RAM与EPROM地址重叠编号（0000HFFFFH），寻址范围为64KB，使用不同的控制信号和指令，但I/O口及外设与RAM实行统一编址，即任何扩展的I/O口及外设均占用RAM地址。因地址完全重叠，RAM与EPROM地址总线、数据总线可完全并联使用，但RAM只能用/RD和/WR控制线，而不能用/PSEN。访问内部RAM还是访问RAM，应选用不同的指令。当访问内部RAM时，必须选用下述两条指令：MOV A， RiMOV Ri， A （i=0，1）当访问外部RAM时，分两种情况，若外部RAM容量为0256字节，应选用下述两条指令：MOVX A， RiMOVX Ri，A （i=0，1）若外部RAM超过256字节，则应选用下述两条指令：MOVX A，DPTRMOVX DPTR，A 一般的单片机应用系统，外部RAM的容量通常不会太大，所以大多选用静态RAM。与动态RAM相比，静态RAM不必考虑保持数据而设置的刷新电路，因此它与主机的硬件联接简单、方便。最常用的静态RAM有6116和6264两种芯片。经过比较本文采用静态RAM6264。6264为8K*8位的静态RAM芯片，采用CMOS工艺制造，单一+5V供电，额定功耗200mW，典型存取时间为200ns，28线双列直插封装。其具体电路联接如图4-1所示。 图4-1 8051扩展一片RAM6264考虑到系统中还有可能有其他I/O口或外设连接，可采用P2口空余位线选6264，如图中使用P2.7接/CS1，第二片选线CS2接高电平，保持一直有效状态。4.2.2 I/O的扩展8051单片机具有四个8位并行I/O口。然而P0口和P2口主要用于地址和数据总线，P3口部分用于第二变异功能（控制信号），真正提供给用户的只有P1口及P2和P3的某些位。根据本文的实际情况，要建立友好的人机界面，需要连接键盘和显示器，所以需外扩一I/O芯片。I/O口扩展用芯片主要有通用可编程I/O芯片和TTL、CMOS锁存器、缓冲器电路芯片两大类。本文拟采用8155可编程I/O芯片。其具有功能强，价格便宜，单片机配置简单、方便等优点。而且可以通软件命令来加以选择其工作方式。8155芯片为40引角双列直插式封装，单一+5V供电，该芯片能为系统提供的硬件资源包括：256字节的静态RAM，两个8位可编程I/O口（A口和B口），一个6位可编程I/O口（C口）及一个14位的可编程定时/计数器。在单片机应用系统中，8155按外部数据存储器统一编址，为16位地址，其高八位由片选位/CE提供。当/CE=0时，选中该片。/CE=1，IO/M=0时，选中8155内部RAM，这时8155只能做片RAM使用，其RAM低八位地址为00HFFH；当/CE=0，IO/M=1时，选中8155芯片的I/O口，其端口地址的低八位由AD7AD0确定。P0口输出的数据既可以作为低八位地址线又作为数据总线，地址锁存用ALE信号，在ALE的后沿将低八位地址打入8155内部地址锁存器。其具体联接电路如图4-2所示。图4-2 8051扩展8155联接图按照上图所示的连接方法，则芯片8155的具体地址编排如下：RAM字节地址（P2.6=0，P2.7=0）：770077FFH输入输出口地址（P2.6=1，P2.7=0）：命令状态口：7F00HA口：7F01HB口：7F02HC口：7F03H定时器低8位：7F04H定时器高8位：7F05H4.3传感器接口设计4.3.1检测传感器接口设计(1)励磁器的选择：在漏磁检测钢丝绳损伤中,为了能检测到钢丝绳的内部损伤，应将钢丝绳磁化到饱和状态,因此,励磁器的有关参数设计及其计算至关重要。励磁器的设计,一是保证把钢丝绳磁化到饱和,二是适当地选择和设计励磁器的磁路结构,使得励磁器提供的有限磁能能够最大限度地被引导到钢丝绳中,并且使得励磁器的重量、体积乃至成本达到最小。磁化方式按所用的励磁源的不同可分为交流磁化方法、直流磁化方法和永磁磁化方法。本文所介绍的磁桥路励磁器是永磁磁化的一种可以比较精确地检测钢丝绳截面积变化的磁化装置。本文介绍的励磁器的衔铁选用了20号低碳钢作为软磁材料。永久磁铁属于硬磁材料,矫顽力和剩磁很大,在磁化至饱和并去掉磁场后,仍能保持较强的剩磁。本文励磁器选用了钕铁硼永磁材料作为励磁源。霍尔元件选用AH3503集成霍尔传感器,该元件在100 mT内的灵敏度为13.5V/T,有3个引脚,分别为 GND、VCC、OUT。需接+5V电源,在磁场强度为零时,静态输出电压为2.5V。为了提高系统的灵敏度,在保证传感器体积要求的前提下,应使主磁路衔铁的横截面积 Sm尽量大,长度Lm尽量长,因此取主磁路衔铁的尺寸为200mm10mm5mm,磁铁尺寸为30mm10mm22mm。主磁路衔铁和磁铁尺寸确定后,由励磁器的几何尺寸关系,磁桥路衔铁的尺寸也相应确定。磁桥路由2个衔铁组成,在2个衔铁之间,安装霍尔元件来检测磁感应强度的变化,取两衔铁间隙为10 mm。（2）霍尔元件的选择：霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。图4-3所示，在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，它们之间的关系为：图4-3 霍尔元件式中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。将此检测装置放置于该绳上进行初始化设置,调节直流励磁线圈上的电流大小,使霍尔元件输出的电压值靠近其静态输出值,从而使霍尔元件更可靠地工作在其线性区间内。进行检测时,若钢丝绳上有截面积变化,将引起磁路的不平衡,使霍尔元件输出相应的电压值,再经过后续电路的信号调理、转换、输出。图4-4 输出波形图经过上述一系列的电路处理后，最终从波形整形电路中输出的信号为一种块状高电平脉冲信号，如图4-4，而单片机能够识别的脉冲信号为低电平脉冲，所以需要再对输出的脉冲波形加以取反。取反的方法非常简单，只需在输出的波形后加一非门即可。生成的低电平脉冲可直接接入INT0形成外部中断，接口电路如图4-5。图4-5 传感器与单片机接口电路4.3.2 位置传感器接口设计位置传感器霍尔元件具有三个引脚：其一接正5伏电压，另一接地，还有一即为OUTPUT输出脉冲。每当滚筒边缘的小磁钢通过霍尔元件时，引脚3即输出一脉冲，随着滚筒的不断旋转，其输出的也就是一连续的脉冲信不号。本文的思想即为对所输出的脉冲信号进行累计计数，再结合地址表中的对应参考量，便可知道是否发生了纵向撕裂事故。在输送机正常运行时，完好的线圈通过传感器，接收探头端即可收到一感应信号，经过上述处理后形成一低电平脉冲信号，接入单片机/INT0而形成外部中断。CPU响应外部中断后，对计数器清零，地址编号加1操作。而当输送机发生了纵向撕裂事故，破损的线圈通过传感器时，接受信号端将不会再有感应信号产生，也就是说单片机不会再有外部中断请求信号，计数器持续计数，当计数值超过了系统的参考设置值时，则认为系统发生了撕裂事故。4.4显示器接口原理可用于单片机应用系统的显示器种类很多，但最常用的主要有两种：发光二极管即LED显示器；液晶显示也即LCD显示器。从结构上，两种显示器又可分为段码显示和点阵显示。LED显示器价格低廉，工作稳定，发光强度较强，且机械性能好，因此在普通单片机应用系统中最常见；LCD显示器是一中被动发光式显示器，其特点是重量轻，功耗低，可显示汉字和图形，因此正得到越来越广泛的应用。本文中采用最常用的LED显示器，它是由若干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应的一个点或一段笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED显示器有静态和动态两种显示方式。（1）静态显示。LED显示器工作在静态显示方式时，共阴极（或共阳极）连接在一起接地（或+5V），每块LED的段选线（adp）分别与一个8位并行接口相连。由于每一块由一个8位并行接口控制段选码，因此同一时间每一位所显示的字符可以各不相同。显然需要显示的位数越多，则8位并行接口的数量也越多。这种显示方式的字符显示亮度比较好、比较稳定、软件简单，但占用的端口太多。（2）动态显示。在需用多位LED显示时，为了简化电路降低成本，将各LED上段选线并联在一起，由一个8位的并行I/O口控制，而每个LED的共阴极（或共阳极）点，分别由相应I/O线控制。因此此种方式只需两个并行的I/O口即可，但付出的代价是CPU要用较多的时间去输出段选码和位选码。根据本文的实际情况，采用八位动态显示接口。因为LED的位数较多，所以采用动态扫描（驱动）电路，以节省硬件开销。对于普通的I/O口单片机来说，通常段选码端口和位选码端口都必须经驱动器再与段和位线相连。本文中用集成电路74LS07作为段选口驱动器，它为LED提供一定的驱动电流。由于一片74LS07只有六个驱动器，故本文中需要两片驱动器进行驱动。用75452缓冲器/驱动器反向后作为位端口驱动器。75452内部包括两个缓冲器/驱动器，它们各有两个输入端。所以实际上是两个双输入与非门电路，因此需要四片75452。4.5 键盘/显示器接口电路为了节省I/O口线，使接口电路更为简单，本文把键盘和显示器接口电路做在一起，构成实用的键盘/显示器接口电路。具体电路如图4-5。图4-5 8155显示器/键盘接口电路5、监测系统软件设计一个系统的正常运行不仅需要硬件系统的支持，而且需要软件系统的支持。如果把硬件比作躯体，那软件就是灵魂，硬件系统和软件系统相互间密切的配合才构建了能够“思考”和“判断”的整体系统。借助软件的可编程性，可以精简硬件系统的组成；凭借软件的灵活性，可以不用对硬件系统进行修改而实现系统功能的修改。软件系统与硬件系统是密切相联的，软件系统建立在硬件系统之上，离开了硬件系统，软件将无法实现任何功能。软件的设计有一定的针对性，对于不同的硬件系统，需要编写不同的软件。与硬件系统一样，软件系统的好坏，直接影响到系统的工作效率和可靠性。5.1系统的工作模式本论文设计的监测系统对胶带纵向撕裂的工作模式主要包括两个：一是建立地址表模式；二是正常检测模式。5.1.1建立地址表模式为了实现对纵向撕裂事故的识别，监测系统建立了一个预埋感应线圈地址表，如图5-1所示。以起始线圈作为线圈起始标志，为每个起始线圈都分配一个连续且唯一的地址号N，和每一个地址号相对应的是与前一个预埋感应线圈的间距V，这个间距即是在两个线圈先后经过传感器探头的时间间隔内由位置传感器产生的脉冲计数值。当输送机开始运转时，首先要进行的鉴别出初始线圈，通过计数器对每一个通过的线圈进行脉冲计数，当其所得到的数值小于系统所提供的初始线圈参考间距值n时，则可判定其为初始线圈，并将其计数值保存到地址表中。当最后一个线圈N号线圈通过传感器时，记录其所得数值，从而地址表建立完成，系统进入正常监测模式。图5-1预埋感应线圈地址表地址表中的第一行是线圈的编号，第二行是对应预埋感应线圈间距脉冲数。在使用中，由于某些原因导致预埋感应线圈出现非纵向撕裂损坏时，通过删除地址表中相应地址号处的线圈间距记录（该处间距累加到下一个地址号的线圈间距中），损坏线圈对应的线圈间距清零，即可让监测系统忽略检测该损坏线圈；当损坏线圈被修复后，恢复地址表中的线圈间距记录即可。5.1.2正常监测模式当胶带输送机正常运转时，每当输送机驱动滚筒端面上有一个小磁钢经过位置传感器时，位置传感器便输出一个低电平脉冲，同时也就是胶带走过两个小磁钢间滚筒外圆周弧长那么一段距离。通过对位置传感器输出脉冲进行计数，就能得到预埋感应线圈的运行距离。同样结合预埋感应线圈地址表，就可以知道是否应该有预埋感应线圈经过传感器探头。从而得知系统是否发生了纵向撕裂。外部中断INT0是由位置传感器的中断信号端输出的低电平脉冲使单片机产生外部中断，CPU响应中断后，对计数器清零，同时对线圈间距计数器加1计数。而当输送机发生了纵向撕裂事故，破损的线圈通过传感器时，接受信号端将不会再有感应信号产生，也就是说单片机不会再有外传中断请求信号，计数器持续计数，当计数值超过了系统的参考设置值时，则认为系统发生了纵向撕裂事故。5.2监测系统的程序编制5.2.1建立地址表程序当输送机开动时，首先要为系统建立一个预埋感应线圈地址表，以备正常工作下的校验。在地址表的建立过程中，首先要进行初始线圈的判定，其判定条件可以表述为：（1）感应信号的幅值大于某一设定值；（2）感应信号与参考信号的频率基本相等；（3）实测频率与默认工作频率基本相等；（4）符合以上三个条件并持续一定的时间；（5）满足上面预埋感应线圈的判定条件；（6）当前预埋感应线圈与前一线圈的间距应小于其他所有线圈的间距，应与初始线圈默认间距或初始线圈间距记录值基本相等；确定出初始线圈后，将其所得的脉冲计数值保存到指定单元，线圈编号加1，计数器计数值清零，中断返回继续计数。当初始线圈再次经过传感器探头时，可认为输送带已转过一圈，地址表建立完成。主程序如下：初始化： LEN EQU 20H ；定义20H数据单元地址为LEN BLOCK EQU 40H ；定义40H数据单元地址为BLOCK ORG 0000H ；程序开始 LJMP MAIN ；转主程序开始地址 ORG 0003H ；外部中断INT0入口 LJMP ZD0 ；跳转外部中断0 ORG 0030H ；主程序开始MAIN： MOV SP ，#70H ；设置堆栈指针 MOV IE ， #81H ；开中断，允许INT0中断 CLR IT0 ；低电平有效 MOV TMOD ，#0EH ；设置为计数器T0，工作在方式2，有门控 MOV TH0 ，#00H ；置初值 MOV TL0 ，#00H ；同上 MOV R0， #LEN ；向R0中送立即数20H MOV R1， #BLOCK ；向R1中送立即数40H MOV R2， #0 ；向R2中送立即数0 SETB P3.4 ；P3.4输入 SETB TR0 ；启动计数器LOOP1： MOV R4 ， #TL0 ；读数TL0送寄存器R4中 MOV A， #V0 ；参考间距VO送A中 SUBB A， R4 ；相减 JC NEXT1 ；溢出标志为1转移HERE： SJMP HERE ：虚拟主程序等待中断 ORG 0003HZD0： MOV A， R2 ；寄存器R2中内容送累加器AJNZ L2 ；判断累加器不为0转移MOV R4， #TL0 MOV A， #n ；初始线圈参考间距n送累加器ASUBB A，R4 ；相减JC NEXT ；溢出标志为1转移L2： MOV R5， #N ；线圈总个数N送R5中MOV A，R2 ；寄存器R2中内容送累加器A中MOVX R0， A ；累加器A中内容送间接寄存器R0中MOVX R1， #TL0 ；计数器读数送间接寄存器R1中INC R0 ；R0内容（即数据块地址）加1INC R1 ；R1内容（即数据块地址）加1INC R2 ；R2内容加1DJNZ R5， NEXT ；R5减1不为0转移AJMP NEXT1 ；跳转NEXT1NEXT： CLR TL0 ；清零RETI ；中断返回NEXT1： END ；主程序结束5.2.2正常监测模式程序模式一建立地址表完成之后，系统即转为正常监测模式。正常监测模式的流程可以表述为：当输送机正常运转时，计数器对传感器输出的脉冲计数，当计数器的计数值大于参考间距值时，则可认为系统发生了纵向撕裂事故，微处理器立即发出一停机报警信号，由停机报警电路切断输送机的动力电源。反之，当计数器计数值不大于参考间距时，微处理器读取计数器计数值n，读取地址表中相应的数值V，当|v-n|不大于允许误差时，则认为系统没有发生撕裂，计数器清零，线圈编号加1，中断返回继续循环。反之|v-n|大于系统允许误差，则进入故障处理。主程序如下：初始化：LEN EQU 20H ；定义20H数据单元地址为LENBLOCK EQU 40H ；定义40H数据单元地址为BLOCKORG 0000H ；程序开始LJMP MIAN ；转主程序开始地址ORG 0003H ；外部中断INT0入口LJMP ZD0 ；跳转外部中断INT0ORG 0030H ；主程序开始MAIN：MOV SP， #70H ；设置堆栈指针MOV IE， #81H ；开中断，允许外部中断0CLR IT0 ；INT0为低电平触发MOV TMOD， #0EH ；计数器T0初始化，工作在方式2，有门控MOV TH0， #00H ；置初值MOV TL0， #00H ；同上MOV R0， #LEN ；向R0中送立即数20HMOV R1， #BLOCK ；向R1中送立即数40HMOV R5， #N ；线圈总数N送寄存器R5SETB P3.4 ；P3.4输入允许SETB TR0 ；启动计数器T0L1 MOV R4， #TL0 ；计数值送寄存器R4MOV A， #V0 ；参考间距值送累加器ASUBB A， R4 ；相减JC NEXT ；有进位跳转JBC IE0， ZD0 ；判断位标志跳转AJMP L1 ；跳转L1ORG 0003H ；外部中断INT0入口地址 ZD0： CLR IE0 ；清除中断请求标志MOV R4， #TL0 ；读取计数值送寄存器MOVX A， R1 ；寄存器R1中内容送累加器ACJNE A， #TL0 L2 ；比较不相等转移AJMP LH ；跳转L2： MOVX A， R1 ；寄存器R1中内容送累加器ASUBB A，#TL0 ；相减JC L3 ；有进位跳转SUBB A， #3 ；相减JC LH ；有进位跳转AJMP NEXT ；跳转L3： ADD A， #TL0 ；累加器与立即数相加XCH A， R1 ；累加器与R1中内容互换SUBB A， R1 ；累加器与R1中内容相减SUBB A， #3 ；相减JC LH ；有进位跳转AJMP NEXT ；跳转LH： CLR TL0 ；计数器计数值清零INC R0 ；递增INC R1 ；递增RETI ；中断返回DJNZ R5， L1 ；减1不为零转移LJMP MAIN ；跳转主程序NEXT：END ；结束6、总结为期两周的机电一体化课程设计终于在大家的共同努力下完成了，虽然这门课我掌握的并不是很熟练，但是通过最后的课程设计却能很好的弥补这一点，通过这次课程设计，不仅让我巩固了课本知识，而且能够通过图书馆借阅资料，网上寻求帮助等多个渠道去完成。尽管在课程设计的过程中，我们遇到了很多各种各样的问题，但是大家一起协同合作，互相帮助，终于将问题一一化解，再次也培养了我们的团队合作精神，为我们在工作中积累了珍贵的经验。参考文献:1邬述晖.钢丝绳金属截面积损失检测系统研究. 武汉：武汉理工大学硕士论文,2004.2康宜华,李劲松,卢文祥等.钢丝绳励磁磁路及磁化段表面漏磁场的分析.武汉：华中科技大学学报,1991 3田志勇,阎业翠,谭继文.钢丝绳检测中有关励磁参数的确定.武汉：煤矿安全,2003 4袁启昌等.单片机应用实训教程.北京：科学出版社，2006.25周兴华.手把手教你学单片机.北京：北京航空航天大学出版社，2005.46陈明荧.8051单片机教程课程设计实训教材.北京：清华大学出版社，20047李广弟.单片机技术.北京：中央广播电视大学出版社，2001.8- 25 -