AT89S51单片机自动加料机的控制系统设计+硬件原理图+源码(2)
1.2 研究现状
自上世纪七八十年代以来，我国自动加料技术发展十分迅速，取得了许多宝贵的经验和成果。然而由于大部分机型较笨重，占用空间大，价格昂贵，而且多需人工手动控制，自动化程度不高，不能完全实现全过程的自动控制功能等诸多缺点，故仍集中分布在我国沿海发达地区与各大型企业，没有很好的走进普通企业。中小企业生产现仍多采用人工加料或者半自动加料，不但劳动强度大、耗费成本，而且由于难以优化生产过程，粗放式的加料技术已成为许多企业产品差强人意的主要原因。总的来说，我国的自动加料技术与国外发达国家技术相比仍有不小的差距。
2. 方案论证
我国传统的自动加料系统大部分没有做到对于生产全过程的自动控制。有的可以自动加料，却需要人工控制加料量和加料时机；有的可以实现对加料量的自动控制，却难以实现对加料时机的精准控制。最近几年，PLC控制自动加料机越来越多的出现在业内，该控制方法可以很好的实现全过程的自动控制。但PLC控制器有价格昂贵、占地面积大、I/O分配复杂、文修困难等不足之处，难以走进各种普通中小企业。本设计采用单片机控制则能很好的解决这些问题。
本文设计了基于单片机控制的自动加料机控制系统的结构组成，论述了单片机AT89S51在实现其生产过程控制的硬件与软件的设计方法。在理论上能有效的解上述问题。系统以AT89S51控制核心，为了让工作者能了解到生产状态，再给系统接入发光二极管来显示相应的状态；采用液晶显示来显示工作时间量变化情况；同时为了抗干扰，将满料信号进行光耦隔离；为了让系统能稳定工作，防止程序乱飞，给系统设计了一个看门狗电路[3]。
相对于其它控制，单片机控制有以下优点：
(1)电路连接简单，文修方便。
(2)普通一片单片机只有几块钱，成本极低。
(3)有抗干扰措施，有断电保护程序，可靠性较高。
2.1 单片机的选择
20世纪以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有50多个系列，数百个品种。目前世界上较为著名的8位单片机的生产厂家和主要机型如下：
美国Intel公司：MCS-51系列及其增强型系列
美国Motorola公司：6801系列和6805系列
美国Atmel公司：89C51等单片机
美国Zilog公司：Z8系列及SUPER8
美国Fairchild公司：F8系列和3870系列
美国Rockwell公司：6500/1系列
美国TI公司：TMS7000系列
NS(美国国家半导体)公司：NS8070系列等等。
尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是Intel公司的MCS-51系列单片机和美国Atmel公司的89C51单片机。
MCS-51系列单片机包括三个基本型8031、8051、8吹冰
8031内含一个8位CPU、128B RAM，21个特殊功能寄存器(SFR)，4个8位并行I/O口，1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，使用时需要外扩EPROM芯片，比较麻烦，不予采用。
8051与8031大体相同，片内集成4K ROM。ROM内的程序是公司制作芯片时代为用户烧制的，即8051都是含有特殊用途的单片机，也不予采用。
8吹冰是在8031基础上增加了4K字节的EPROM。构成了一个程序小于4KB的系统。程序固化在EPROM中，可反复修改程序。但价格相对8031较贵。8031外扩一片4KB EPROM就相当与8吹冰，它的最大特点是价格低。随着大规模集成电路技术的不断发展，能装入片内的外围接口电路也可以是大规模的，也不予采用。
AT89S51是一种低功耗、高性能的8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S51为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案。AT89S51具有以下标准功能：8字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S51可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。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。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器8K字节在系统可编程Flash[4,5]。