自动存包柜的设计毕业论文 - 图文(5)

的单片机产品，就连我国的台湾WINBOND公司也发展了兼容MCS-51的单片机品种。

近年来MCS-51获得了飞速的发展，MCS-51的发源公司Intel由于忙于开发PC及高端微处理器而无精力继续发展自己的单片机，而由其它厂商将其发展，最典型的是PHILIPS和ATMEL公司，PHILIPS公司主要是改善其性能，在原来的基础上发展了高速I/O口，A/D转换器，PWM(脉宽调制)、WDT等增强功能，并在低电压、微功耗、扩展串行总线(I2C)和控制网络总线(CAN)等功能加以完善。

ATMEL公司推出的AT89Cxx系列兼容MCS-51的单片机，完美地将Flash(非易失闪存技术)EPROM与80C51内核结合起来，仍采用MCS-51的总体结构和指令系统，Flash的可反擦写程序存储器能有效地降低开发费用，并能使单片机作多次重复使用。

8051是MCS-51系列单片机中的代表产品，它内部集成了功能强大的中央处理器，包含了硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4kB的程序存储器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时/计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。

MCS-51采用模块式结构，MCS-51系列中各种加强型单片机都是以8051为核心加上一定的新的功能部件后组成的，从而使它们完全兼容。表2.1为MCS-51系列单片机常用产品特性。

表2.1 MCS-51系列单片机常用产品特性 型号 8051 8751 8031 80C51 87C51 80C31 8052 8752 8032 片内存储器 程序 4K ROM 4K EPROM 无 4K ROM 4K EPROM 无 4K ROM 4K EPROM 无 数据 128 128 128 128 128 128 256 256 256 I/O线 32 32 32 32 32 32 32 32 32 定时器/计数器 2个16位 2个16位 2个16位 2个16位 2个16位 2个16位 3个16位 3个16位 3个16位 片外寻址空间（KB） 程序 64 64 64 64 64 64 64 64 64 数据 64 64 64 64 64 64 64 64 64

MCS-51具有比较大的寻址空间，地址线宽达16条，即外部数据存储器和程

序存储器的寻址范围达216=64kB，这作为单片机控制来说已是比较大的，这同时具备对口的访问能力。此外，MCS-51采用模块化结构，可方便地增删一个模块就可使引脚和指令兼容的新产品，从而容易使产品形成系列化。

由于MCS-51集成了几乎完善的8位中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令，这给应用提供了极大的便利。

MCS-51的指令系统近乎完善，指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算术和逻辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令、对于编程来说，是相当灵活和方便的。

MCS-51单片机的工作频率为2-12MHz，当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为1us,这个速度应该说是比较快的。

MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。

鉴于MCS-51的以上特点，本文的设计就是基于MCS-51的8031型号单片机来设计的自动存包系统。

第2.2节 自动存包系统面板设计及控制原理图

2.2.1 面板设计

自动存包控制系统面板如图2.1所示

7 4 1 警运8 5 2 0 9 6 3 显示区域 扫描 出单存包 取包 图2.1 控制面板

下图为实物图的展示：

图2.1 实物图展示

2.2.2 系统控制原理图

图2.3 自动存包系统控制原理图

在本系统设计的自动存包系统中，采用8031单片机设计一个最小系统，为了读键盘给定值及完成检测和控制，系统中扩展一片8255A可编程接口及程序存储器EPROM 2764其原理图如图2.3所示。

在图2.3中所示，8031、74LS373、2764组成最小系统。

第2.3节 微型处理器

8031单片机是Intel公司生产的MCS-51系列单片机中的一种，除无片内ROM外，其余特性与MCS-51单片机基本一样。

2.3.1 8031性能特点

8031的主要性能包括:

（1）与MCS-51位控制器产品系列兼容。 （2）宽工作电压范围，VCC可为2.7V～6V。 （3）全静态工作，可从0Hz 至16Hz。 （4）128×8位内部RAM。 （5）32条可编程I/O线。 （6）两个16位定时器/计数器。

（7）中断结构具有5个中断源和2个优先级。

2.3.2 8031硬件结构及引脚功能

8031的内部硬件结构如图2.4所示：

图2.4 8031引脚图

在图2.4中所示，8031单片机采用40引脚双列直插封装(DIP)形式。采用方形封装工艺。由于受到引脚数目的限制，所以有一些引脚具有第二功能。在单片机的40条引脚中，有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4条控制和其它电源复用的引脚，32条输入/输出引脚。下面分别说明这些引脚的名称和功能。

（1）主电源引脚Vcc和GND

Vcc：芯片主电源，正常工作时接+5V电源。 GND：接电源地。

（2）时钟振荡引脚XTAL1和XTAL2

XTAL1: 接外部晶体的一端。在单片内部，它是反相放大器的输入端，该放