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摘要小型注塞泵作为一种液压泵在医学、化学、农业上广泛应用，研究一套稳定可靠的注塞泵控制系统对于工业应用领域具有深远意义。本文首先对单片机和注塞泵的性能特点进行了简要描述， 介绍了单片机的发展历程， 然后以单片机作为核心控制器提出了注塞泵控制系统的设计方案，通过进一步研究各个部分（步进电机、原点、电磁阀、8155 芯片扩展、触摸屏等）的控制电路，配合外带触摸屏项目进行调试，从硬件上设计出了一套近似恒流的双注塞泵控制系统。 27552
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毕业论文关键词 注塞泵 单片机 并行 I/O口扩展 控制系统
Title DEVELOPMENT OF PISTON PUMP CONTROLLER BASED ON SCM
Abstract As a kind of hydraulic pump, small - sized - piston pump is widely used in medicine, chemistry and agriculture,The study of a stable and reliable piston pump control system is of great significance for industrial application.This text firstly describe the performance of SCM and the piston pump,introduce the development of SCM,and then the design scheme of the piston pump control system is put forward by SCM as the core controller. Through further study of various parts (stepper motor, origin, solenoid valve, 8155 chip expansion, touch screen, etc.) control circuit, go with the touch screen project for debugging,, a double injection piston pump control system is designed from the hardware. Keywords Piston pump SCM Parallel I/O Port Expansion Control System
目 次
1 绪论 ... 1
1.1 课题背景 . 1
1.2 单片机的发展现状[9] ... 1
1.3 注塞泵的性能特点 . 3
1.4 本文的工作 ... 4
2 注塞泵控制系统概述 . 5
2.1 注塞泵控制系统的功能分析 . 5
2.2 注塞泵控制系统的初步设计 . 5
3 单片机的接口与扩展 . 7
3.1 STC11系列单片机概述[3]
7
3.2 单片机使用的注意事项 . 9
3.3 8155并行扩展芯片 ... 12
3.4 触摸屏与单片机的接口 14
4 各部分控制电路 17
4.1 步进电机控制 17
4.2 原点控制 18
4.3 电磁阀的控制 19
结 论 错误!未定义书签。
致 谢 ... 22
参考文献 .. 23
附图 1 24
1 绪论 1.1 课题背景 单片机（SCM）作为一种微型集成芯片，是运用超大规模集成电路的技术把拥有数据处理功能的CPU（中央处理器） 、RAM（随机存储器） 、ROM（只读存储器） 、数种 I/O接口与中断系统、计数器/定时器等功能（有时还包括 A/D 转换器等电路、模拟多路转换器、脉宽调制电路、显示驱动电路等）集成到一块小小的硅片上，从而构成的一个微型却完善的计算机芯片，在工业控制产业中广泛使用。20 世纪 70 年代自第一批单片机的生产开始由那时简单的 4位、8位的单片机，已经进步到了复杂的高 速 32位单片机。 在现代的液压传动中，注塞式液压泵（简称注塞泵）是使用很广的一种液压动力元件。它依靠注塞在注塞泵腔体中往复运动，让密封的工作容腔容积产生变化来实现压液、吸液。注塞泵具有流量调节方便、效率高和结构紧凑等优点，从小型液压器械到万吨以上大型液压机，从普通的小型车辆到一些固定重型式器械，从普通百姓所用机械到精密的军品，均广泛使用了注塞泵。其中因为平流泵有操作方便、脉动小、工作压力稳定等特点。被广泛用于环保、化工、医药、生化等行业，满足以上领域需要连续恒流、恒压输送液体的要求。 1.2 单片机的发展现状[9] 1.2.1 4位单片机 最初生产的单片机是 4位类型的。在1975年，美国德州仪器公司（TI）作为单片机的先驱者首次推出了 4 位的单片机 TMS-1000，之后各大计算机生产公司纷纷推出了自己的 4 位单片机。比如美国的国家半导体公司（Nationl Semiconductor）生产的COP402系列单片机，日本电器公司（NEC） 生产的μPD75XX系列单片机， 洛克威尔公司（Rockwell） 生产的PPS/1系列单片机，松下公司生产的MN1400 系列单片机，富士通公司生产的 MB88系列单片机等等。 4位的单片机现在主要应用于电子玩具、家用电器等产业。 1.2.2 8位单片机 到了 1975 年 12 月，英特尔公司首先生产了 MCS-48 单片机，这是一种 8 位的单片机。此后，单片机的发展跨进了一个全新的时期，各大计算机生产公司开始研制并推出 8 位单片机。比如仙童（Fairchild）和莫斯特克（Mostek）公司联合推出的3870（F8）系列单片机，摩托罗拉（Motorola）公司生产的6801系列等等。 在 1978 年以前，因为受到集成度（几千只晶体管/片）的限制，各个厂家生产的 8 位单片机很少拥有串行接口，并且存在一个问题，就是寻址空间范围很小（小于 8KB），从性能上看，这些都属于低档的8 位单片机。 后来集成电路制作工艺水平慢慢提高了，1978 年到 1983 年之间，集成度提升至几万只晶体管/片，所以一些高性能的 8 位单片机也纷纷问世了。比如 1978 年，摩托罗拉公司推出了 MC6801系列单片机，齐洛格（Zilog）公司推出了 Z8系列单片机，1979 年日本的NEC 公司推出了μPD78XX系列单片机，1980年英特尔公司推出了MCS-51系列单片机。这些单片机得到了很好的改进，寻址能力可以达到 64KB，片内 ROM 的容量可以达到 4～8KB，除了拥有并行的 I/O 口之外，片内还拥有串行的 I/O 口，有些甚至还自带了 A/D 转化器的功能，所以把这些单片机归为高档的8位单片机。 8 位单片机的研究没有停滞，在各个公司的不断研制之下，单片机的功能得到了进一步的提高。后来，超8位单片机面世了。Intel公司推出了8X252系列、UPI-45283C152系列单片机，齐洛格公司推出了 Super8 系列单片机，摩托罗拉公司推出的 MC68HC 系列单片机等等。它们的片内 ROM 和 RAM 的容量不但得到了进一步的扩大，而且还增加了高速 I/O 功能、 DMA传输功能以及通信功能等等。 从1985年以来不断涌现出各种多功能、 大存储容量、高性能超 8 位单片机。它们在单片机应用领域中发挥了愈来愈大的作用，是单片机未来的发展方向。 因为 8 位的单片机功能十分强大，所以广泛应用于仪器仪表、智能接口、工业控制等等各个产业。 1.2.3 16位单片机 自从 1983 年之后，出现了集成程度到达十几万只晶体管/片的集成电路，各个公司渐渐推出了 16 位的单片机。这一时期的代表有 1983 年英特尔公司生产的 MCS-96 系列单片机，1987 年英特尔公司生产的 80C96系列单片机，美国国家半导体公司生产的 HPC16040系列单片机和日本NEC 公司生产的783XX系列单片机等等。 单片机的功能因为16 位单片机的推出又走入了一个全新的时期。 例如英特尔公司生产的MCS-96系列单片机， 其集成度达到了 12万只晶体管/片，片内拥有232B RAM、 8KB ROM、16 位的CPU、5个8位的并行 I/O口、8级的中断处理系统、4个16位的计数器/定时器、4个全双工的串行口。MCS-96 系列的单片机还支持多种 I/O 的功能，如特殊用途的看门狗，即监视定时器（Watchdog） 、脉冲宽度调制（PWM）的输出、高速的输入/输出（HSIO）等等。 在控制系统较为高速复杂的时候，16位的单片机才能满足其功能需求。
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