單片機(jī)的圖形化編程方法分析

單片機(jī)可以用匯編語言編程,也可以用高級(jí)語言C、Basic編程，也可以用圖形化語言編程。工業(yè)控制中普遍采用可編程控制器，其CPU模塊內(nèi)的微控制器往往是普通的單片機(jī)，而可編程控制器可以梯形圖編程，或者用流程圖編程。現(xiàn)在的智能教育機(jī)器人控制器均用單片機(jī)，而這些機(jī)器人的編程大多支持流程圖編程。上海廣茂達(dá)電子信息有限公司的能力風(fēng)暴系列機(jī)器人采用VJC可視化流程圖與C語言編程；中鳴機(jī)器人系列采用機(jī)器人快車軟件編程，該軟件也是可視化流程圖與C語言編程；西米亞公司的樂高系列、博思威龍機(jī)器人、美國(guó)的VEX系列機(jī)器人、雙龍公司的機(jī)器人DIY系列均可以采用可視化流程圖與C語言編程。而這些機(jī)器人的控制系統(tǒng)核心均為單片機(jī)。由此可知，普通單片機(jī)的開發(fā)一定可以采用流程圖編程。其實(shí)，機(jī)器人的流程圖編制軟件可以反過來作為相應(yīng)單片機(jī)的編程軟件。下面用一個(gè)實(shí)例詳細(xì)說明單片機(jī)如何用圖形化編程。

1 問題描述

　　某機(jī)器上，2臺(tái)電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)做順序運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。用單片機(jī)系統(tǒng)控制2臺(tái)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的順序動(dòng)作。當(dāng)行程開關(guān)KX1壓下時(shí)，電機(jī)D1帶動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu)右移，右移到撞塊壓下KX2時(shí)，電機(jī)D1停轉(zhuǎn)，并且這種狀態(tài)延遲一段時(shí)間T1。電機(jī)D2按以下順序開始動(dòng)作：當(dāng)行程開關(guān)KX3壓下時(shí)，電機(jī)D2帶動(dòng)工作臺(tái)右移，工作臺(tái)右移到撞塊壓下KX4時(shí)，電機(jī)D2停轉(zhuǎn)，并且這種狀態(tài)延遲一段時(shí)間T2；然后電機(jī)D2反轉(zhuǎn)，帶著工作臺(tái)向左返回，工作臺(tái)返回左側(cè)壓下KX3時(shí)，電機(jī)D2停轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)D1反轉(zhuǎn)，松開卡緊機(jī)構(gòu)直到KX1壓下，電機(jī)D1停轉(zhuǎn)。

圖1 卡緊機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)的順序動(dòng)作動(dòng)作

　　順序如圖2所示。

圖2 動(dòng)作順序圖

2 單片機(jī)控制系統(tǒng)組成

　　實(shí)現(xiàn)上述控制功能的方案有多種，如繼電器接觸器控制系統(tǒng)、可編程序控制器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)等。本文用單片機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)上述控制動(dòng)作，單片機(jī)控制系統(tǒng)的組成如圖3所示。

圖3 單片機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　單片機(jī)采用Motorola公司的MC68HC11E1。為了仿真實(shí)驗(yàn)的需要，單片機(jī)控制系統(tǒng)采用上海廣茂達(dá)電子信息有限公司的能力風(fēng)暴機(jī)器人ASUII中的主控制板。行程開關(guān)KX1～KX4用機(jī)器人上的碰撞開關(guān)來模擬，碰撞開關(guān)電路如圖4(a)所示。電機(jī)D1、D2用機(jī)器人2輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來模擬，電路如圖4(b)所示。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選用的是TI公司的SN754410。

圖4 能力風(fēng)暴機(jī)器人上的碰撞開關(guān)電路和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路