阴天假期机电一体化课程设计报告书

2021年1月9日发(作者：艾育华)

机电一体化综合课程设计











《机电一体化课程设计任务书》普通格式

一．课程设计的目的
本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个 重要的综合
性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是：
1、掌握机电一体化系统的设计过 程和方法，包括参数的选择、传动设计、
零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力 。
2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一
步巩固、加深和 拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，
编写技术文件（说明书）等。
二．设计任务及要求
设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统
1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与 计算，计算机控制系统设计，编写设计计
算说明书；

2.课题容简介或设计要求： 编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要
求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传
感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#
传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数< br>器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的
实际数 量。

3.机械部分的设计：

4.计算机控制的设计：设计显示电路图 ，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。
编制控制程序。




摘 要
本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定
的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，
完成车辆入库自 动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思
和拟定；原理方案的实现，设计计算与说 明。

车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可
以 有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，
这是一个很有意义的设计。 车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
好使车经过一个传感器而没经过另一个传感器（假设 车它退回车库了），如果处
理。









关键字：单片机 汇编程序 定时 外部中断














总体设计：本次设计的主要重点在于控制系统，机械系统比较少。 < br>采用
8051单片机，两个传感器，两个数码管，一个12V和5V变压器，实现对
车辆 进出车库的自动计数控制。

具体实现方案为将两个传感器安装在车库的进出口处，一般车身 长度的4.4
米左右，将两传感器安装相隔5米，这样可以保证计数的准确性。





控制系统设计：
系统工作原理：采用AT89C51，因为 有两个数码管，用P1口的P1.0
和P1.1控制哪个数码管显示数据，P0口发送该显示的数据。传 感器
1接P3.1 ，传感器2接P3.2，设置EA使外部中断1和外部中断2
的触发方式为 沿边电平负跳变。并且将传感器的另一端接高电平，一
旦车辆通过，传感器工作使外部中断引脚变成高电 平，当车辆离开的
时候，传感器部将电路断开，外部中断引脚被拉低，同时触发中断，
告诉单片 机有车辆通过。
各个程序模块功能：1.主程序一直在循环显示库中车数2.定时器0
主要处 理当有车经过一个传感器时间隔5秒是否经过另一个传感器，
没有则清除标志位 3.外部中断0控制传 感器1置标志位并判断是进
库还是出库，出库则库中车数减1；4.外部中断1控制传感器2置标
志位并判断是进库还是出库，进库则库中车数加1。

控制芯片的选用：
本设计 选用AT89C51芯片，片无ROM或者EPROM，使用时必须配置外部的程
序存储器EPROM。 本设计选用了2764扩展其空间，8031的引脚分3大功能：
（1）IO口线
P0,P1,P2,P3共4个八位口。
（2）控制口线
PSEN(片外取指控制 )、ALE（地址锁存控制）、EA（片外存储器选择）、RESET
（复位控制）。
（3）电源和时钟。
AT89C51最小应用系统。AT89C51部不带ROM，需要外接 EPROM作为外部程
序存储器。又因为8031在外接程序存储器或数据存储器时地址的低8位信息和
数据信息分时送出，故还需要采用一片74LS373来锁存低8为地址信息。这样，
MCS -51的程序存储器空间与数据存储器空间是相互独立的。用户可最多扩
展到64kb的程序存储器几6 4kb的数据存储器，编址为0000H~FFFFH。片8kb单
元地址要求地址线13根（A0~A 12）。
它由P0和P2.0~P2.4 组成。地址锁存器的锁存信号为ALE。程序存储器的取地址消耗为PSEN。由于程序存储器芯片只有一片，所以其片选端（31）直接
接地。
8031芯片本身的连接31必须接地来表明选择外部存储器外，还必须有复位
和时钟电路。

单片机系统的连线图

程序部分：
;*******定义控制位和单元*******
shiwei
gewei
BIT P2.0 十位的段控制引脚
BIT P2.1 各位的段控制引脚
ET0_BZ BIT 00 进入了外部中断0的标志位
ET1_BZ BIT 01 进入了外部中断1的标志位
;存放库中车的数量的单元
;定时器中用于计数
CAR_NO EQU 21H
IT0_COUNT EQU

22H
TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ；1 – 9 数码管对应
的状态

;*******初始化程序*******
FORMAT: MOV IE,#87 开外部中断1，0 和T0中断















ORG
LJMP
ORG
LJMP
ORG
LJMP
ORG
0000H
MAIN
0003H
EX00
000BH
IT00
0013H






MOV IP,#5 设外部中断的优先级为最高
MOV SP,#5FH 设堆栈
MOV
MOV
CLR
RET
TH0,#3CH ;定时50ms
TL0,#0B0H
IT0_COUNT
LJMP EX01
MAIN:
LCALL FORMAT 跳到初始化
DIPLAY: MOV A,21H 将车数转成字形 显示十位
MOV B,#10H
DIV AB
MOV DPTR,#TAB 字形转换
MOVC A,A+DPTR






CLR GEWEI


;将要显示的数字给A
;清除个位段选
;置十位的段选

SETB SHIWEI
MOV P0,A
MOV A,B 将车数转成字形 显示个位
MOV DPTR,#TAB 字形转换
MOVC A,A+DPTR







IT00: PUSH PSW
PUSH
将psw和acc 保护起来





CLR SHIWEI ;清十位的段选
;置个位的段选 SETB GEWEI
MOV
LJMP
P0,A
DIPLAY 一直循环等待着车辆的进出
ACC
MOV TH0,#3CH 一次定时50ms 计满100次即 5s 清外
部断的标志 以免造成误差






















MOV
INC
TL0,#0B0H
IT0_COUNT
;重新赋值定时器
MOV A,IT0_COUNT
CJNE A,#100,IT0_RET
CLR
CLR
CLR
MOV
MOV
ET1_BZ
ET1_BZ
TR0 关定时器
重新赋值定时器 TH0,#3CH
TL0,#0B0H
POP ACC
POP PSW
;中断结束出堆栈
IT0_RET: RETI


EX00: SETB ET0_BZ 车库前门的中断 当有车通过，置前门标志位1，判断
后门标志是否也为1










SETB TR0 ;若是，则说明车是出库的 库中车辆数减1.
JNB ET1_BZ,EX0_RET
DEC
CLR
CLR
CAR_NO
ET0_BZ
ET1_BZ
EX0_RET:RETI


EX01: SETB ET1_BZ 车库后门的中断 当有车通过，置后门标志位1，
断前门标志是否也为1










SETB TR0 ;若前门为1，说明进库，库中车辆加1
JNB ET0_BZ,EX1_RET
INC CAR_NO
CLR ET0_BZ
CLR ET1_BZ
EX1_RET:RETI

END




设计小结:
机电一体化设计在匆忙中很快就过去了，书到用时放恨少，验
证了这句老话。
《机电一体化系 统设计》是一门综合性课程，它是一门机械技术与微电子技
术的交叉学科。随着机械技术、微电子技术的 飞速发展，机械技术与微电子技术
的相互渗透越来越快。在做控制系统设计时遇到了较大的难题。 由于以前对微机计算机控制部分知识没有掌握扎实，所以在控制程序设计也
比较困难。通过本次课程 设计之后也使自己更深一步的了解程序编写。通过本次
课程设计之后，使自己对课本上的东西有更加深刻 的的认识。
这次课程设计是对我机电相关领域知识的一次很好的锻炼，对以后的工作也
有帮助和提高。 < br>由于自己的能力有限，设计中难免也存在不少细节上的错误，希望老师指出
改正，并感老师您对我 们的教育！




参考资料目录：
[1] 毅刚 等编著 MCS-51单片机应用设计 工业大学
2007

[2] 蔡振江.单片微型计算机与机电接口技术. 国防工业，
2001.
[3]邓星钟主编.机电传动控制.华中科技大学，2001，3.
[4]文涛编著 MCS单片机培训教程 电子工业
[5]朱龙根著 机械设计 机械工业