單片機的圖形化編程方法分析

單片機可以用匯編語言編程,也可以用高級語言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，而可編程控制器可以梯形圖編程，或者用流程圖編程?，F(xiàn)在的智能教育機器人控制器均用單片機，而這些機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)暴系列機器人采用VJC可視化流程圖與C語言編程；中鳴機器人系列采用機器人快車軟件編程，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、博思威龍機器人、美國的VEX系列機器人、雙龍公司的機器人DIY系列均可以采用可視化流程圖與C語言編程。而這些機器人的控制系統(tǒng)核心均為單片機。由此可知，普通單片機的開發(fā)一定可以采用流程圖編程。其實，機器人的流程圖編制軟件可以反過來作為相應(yīng)單片機的編程軟件。下面用一個實例詳細(xì)說明單片機如何用圖形化編程。

1 問題描述

　　某機器上，2臺電機通過滾珠絲杠驅(qū)動工作臺做順序運動，如圖1所示。用單片機系統(tǒng)控制2臺電機，實現(xiàn)規(guī)定的順序動作。當(dāng)行程開關(guān)KX1壓下時，電機D1帶動卡緊機構(gòu)右移，右移到撞塊壓下KX2時，電機D1停轉(zhuǎn)，并且這種狀態(tài)延遲一段時間T1。電機D2按以下順序開始動作：當(dāng)行程開關(guān)KX3壓下時，電機D2帶動工作臺右移，工作臺右移到撞塊壓下KX4時，電機D2停轉(zhuǎn)，并且這種狀態(tài)延遲一段時間T2；然后電機D2反轉(zhuǎn)，帶著工作臺向左返回，工作臺返回左側(cè)壓下KX3時，電機D2停轉(zhuǎn)，同時電機D1反轉(zhuǎn)，松開卡緊機構(gòu)直到KX1壓下，電機D1停轉(zhuǎn)。

圖1 卡緊機構(gòu)和工作臺的順序動作動作

　　順序如圖2所示。

圖2 動作順序圖

2 單片機控制系統(tǒng)組成

　　實現(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)、單片機控制系統(tǒng)等。本文用單片機控制系統(tǒng)來實現(xiàn)上述控制動作，單片機控制系統(tǒng)的組成如圖3所示。

圖3 單片機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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

圖4 能力風(fēng)暴機器人上的碰撞開關(guān)電路和驅(qū)動電機電路