【正文】 小，最后約等于0，芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復(fù)位按鍵，當(dāng)復(fù)位按鍵沒(méi)有被按下的時(shí)候電路實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，在芯片正常工作后，通過(guò)按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的效果。一般來(lái)說(shuō)，只要RST 管腳上保持10ms 以上的高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。圖中所示的復(fù)位電阻和電容為經(jīng)典值，實(shí)際制作是可以用同一數(shù)量級(jí)的電阻和電容代替，讀者也可自行計(jì)算RC 充電時(shí)間或在工作環(huán)境實(shí)際測(cè)量，以確保單片機(jī)的復(fù)位電路可靠。 EA/VPP（31 腳）的功能和接法52單片機(jī)的EA/VPP（31 腳） 是內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器的選擇管腳。當(dāng)EA 保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA 保持低電平時(shí)，則不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。對(duì)于現(xiàn)今的絕大部分單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器（一般為flash）容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲(chǔ)器，而是直接使用內(nèi)部的存儲(chǔ)器。在本實(shí)驗(yàn)套件中，EA 管腳接到了VCC 上，只使用內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器。這一點(diǎn)一定要注意，很多初學(xué)者常常將EA 管腳懸空，從而導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。 P0 口外接上拉電阻52單片機(jī)的P0 端口為開(kāi)漏輸出，內(nèi)部無(wú)上拉電阻。所以在當(dāng)做普通I/O 輸出數(shù)據(jù)時(shí)，由于V2 截止，輸出級(jí)是漏極開(kāi)路電路，要使“1”信號(hào)（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。另外，避免輸入時(shí)讀取數(shù)據(jù)出錯(cuò)，也需外接上拉電阻。在這里簡(jiǎn)要的說(shuō)下其原因：在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來(lái)的信號(hào)一般是一致的，但也有例外。例如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場(chǎng)效應(yīng)管V1 開(kāi)通，端口線呈低電平狀態(tài)。此時(shí)無(wú)論端口線上外接的信號(hào)是低電平還是高電平，從引腳讀入單片機(jī)的信號(hào)都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號(hào)。又如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器Q ＝ 1， Q ＝ 0，場(chǎng)效應(yīng)管V1 截止。如外接引腳信號(hào)為低電平， 從引腳上讀入的信號(hào)就與從鎖存器讀入的信號(hào)不同。所以當(dāng)P0 口作為通用I/O 接口輸入使用時(shí)，在輸入數(shù)據(jù)前，應(yīng)先向P0 口寫(xiě)“1”，此時(shí)鎖存器的Q 端為“0”，使輸出級(jí)的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管VV2 均截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。各系統(tǒng)如下圖所示： 52單片機(jī)及最小系統(tǒng)及各引腳由于直流電機(jī)需要9V電壓而單片機(jī)需要使用5V電壓則在電路中需要使用電壓轉(zhuǎn)換模塊，本課題擬先采用9V電壓在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換模塊變換為5V電壓。P10為直流電機(jī)安在基座上負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)械臂的360度旋轉(zhuǎn)。， NPN工作P10正常工作。P9為9V電源插口。S4為總控開(kāi)關(guān)。P4和P5為機(jī)械臂上的兩個(gè)電機(jī)，分別控制機(jī)械臂的垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。D1~D4為四個(gè)發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)機(jī)械臂兩個(gè)方向的四種運(yùn)動(dòng)。各模塊電路如下圖： 基座電機(jī) L7805三端穩(wěn)壓集成電路（78 為正電壓輸出），三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端，接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝， 也有 9013 樣子的 TO92 封裝。 用 78系列三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有 過(guò)流，過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，L7805ABV使用起來(lái)可靠，方便，而且價(jià)格便宜。 電壓轉(zhuǎn)換模塊 L298N電路圖對(duì)于以上電路圖有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：1）電路圖中有兩個(gè)電流，一路為L(zhǎng)298工作需要的5V電源VSS，一路為驅(qū)動(dòng)電機(jī)用的電池電源VS。2）1腳和15腳有的電路在中間串接了大功率的電阻，可以不加3）八個(gè)續(xù)流二極管是為了消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的尖峰電壓保護(hù)電機(jī)而設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化電路可以不加。4）6腳和11腳為兩路電機(jī)通道的使能開(kāi)關(guān)，高電平使能所以可以直接接高電平，也可以交由單片機(jī)控制。5） 由于工作時(shí)L298的功率較大，可以適當(dāng)加裝散熱片。 L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓，大電流的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V，輸出電流大，瞬間峰值可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率為25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)用控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)和四相步進(jìn)電機(jī)，也可以兩臺(tái)直流電機(jī)。 紅外模塊超再生接收模塊采用LC振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)為解碼后的高電平信號(hào)，使用極為方便，并且價(jià)格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時(shí)也可改為六路點(diǎn)動(dòng)或互鎖輸出），使用方便；頻點(diǎn)調(diào)試容易；產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，性價(jià)比高。接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為177。10MHz，（如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為266MHz ~ 433MHz。）。接收模塊一般采用DC5V供電，如有特殊要求可調(diào)整電壓范圍。腳位及使用說(shuō)明： 腳位使用說(shuō)明腳位名稱功能說(shuō)明1VT輸出狀態(tài)指示2D3數(shù)據(jù)輸出3D2數(shù)據(jù)輸出4D1數(shù)據(jù)輸出5D0數(shù)據(jù)輸出65V電源正極7GND電源負(fù)極ANT接天線端 VCC電壓要與模塊工作電壓一致，且要做好電源濾波；天線對(duì)模塊的接收效果影響很大，最好接1/4波長(zhǎng)的天線，一般采用50歐姆單芯導(dǎo)線，天線的長(zhǎng)度315M的約為23cm，433M的約為17cm；天線位置對(duì)模塊接收效果亦有影響，安裝時(shí)，天線盡可能伸直，遠(yuǎn)離屏蔽體，高壓，及干擾源的地方；使用時(shí)接收頻率、解碼方式應(yīng)與發(fā)射匹配。本課題總體思路為在外接9V電源的供電下直接供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和通過(guò)轉(zhuǎn)換為5V供給單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)整體電路的正常工作。再通過(guò)串口和紅外遙控控制電機(jī)的啟、轉(zhuǎn)、停，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)、垂直及水平方向的伸縮完成整個(gè)課題的目的。通過(guò)了解了硬件電路的結(jié)構(gòu)及芯片引腳的物理定義下面開(kāi)始進(jìn)行本次課題軟件的設(shè)計(jì)。4 軟件設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件逐漸成為與硬件相互依存的一部分，目前一臺(tái)多功能的電子儀器已經(jīng)無(wú)法由硬件電路單獨(dú)構(gòu)成了，硬件電路是產(chǎn)品具體功能實(shí)現(xiàn)的物理基礎(chǔ)，而軟件程序正是具體功能實(shí)現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)。編寫(xiě)相應(yīng)的軟件程序能夠使產(chǎn)品的功能更加符合人們的使用需求，協(xié)調(diào)系統(tǒng)的整體功能，因此編寫(xiě)的程序應(yīng)該具有嚴(yán)密性、科學(xué)性、可行性、高效性。本設(shè)計(jì)所編寫(xiě)的程序?qū)儆趹?yīng)用軟件系列，目的是為了實(shí)現(xiàn)電路的特定功能；本設(shè)計(jì)編程采用的語(yǔ)言是C語(yǔ)言，該語(yǔ)言是一種運(yùn)用非常廣泛的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，該語(yǔ)言是在單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域中使用的最為廣泛的一種語(yǔ)言，用它來(lái)開(kāi)發(fā)程序，不但開(kāi)發(fā)時(shí)間周期短，而且便于修改與調(diào)試，因此倍受廣大軟件開(kāi)發(fā)者的青睞。C語(yǔ)言具有許多其他編程語(yǔ)言不具備的優(yōu)點(diǎn)，在此簡(jiǎn)要說(shuō)明其主要優(yōu)點(diǎn)： (1)該語(yǔ)言符合人類語(yǔ)言規(guī)則，編寫(xiě)、使用方便，具有良好的可讀性； (2)該語(yǔ)言體系完整、語(yǔ)句精練、語(yǔ)句類型豐富，功能強(qiáng)大；(3) 用該語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼語(yǔ)句結(jié)構(gòu)緊湊、語(yǔ)法上自由度較大，計(jì)算機(jī)執(zhí)行語(yǔ)句速度快。(4) C語(yǔ)言每段程序易于理解，主程序與子程序通過(guò)調(diào)用連接，條理清晰，對(duì)于以后的調(diào)試有很好的幫助。軟件設(shè)計(jì)整體思路如下圖：第一步： 計(jì)算機(jī)仿真與調(diào)試編寫(xiě)基于51單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序用protues仿真調(diào)試程序用VB編寫(xiě)上位機(jī)控制界面設(shè)置串口實(shí)現(xiàn)初步控制調(diào)試程序?qū)⒊绦蚩救雴纹瑱C(jī)測(cè)試程序第二步： 結(jié)合實(shí)物調(diào)試 軟件設(shè)計(jì)整體思路本課題以52單片機(jī)作為控制通過(guò)L298驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)來(lái)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)最終目的。三個(gè)電機(jī)一個(gè)要實(shí)現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動(dòng)，另外兩個(gè)要能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。電機(jī)的360度轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過(guò)給一個(gè)高電平來(lái)控制，==1時(shí)電機(jī)停止。對(duì)于另外兩個(gè)電機(jī)由于用到了L298，L298芯片的內(nèi)部實(shí)際上H橋驅(qū)動(dòng)電路,所以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)際上就是控制電流的流向。如下圖： 電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) Q1~Q4分別對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的IN口，通過(guò)給IN口不同的電平來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的垂直、水平運(yùn)動(dòng)。初步程序設(shè)計(jì)如下：void main(){ while(1) { key()。 if(flag1==1) motor1()。 if(flag2==1) motor2()。 if(flag3==1) motor3()。 if(flag4==1) motor4()。 if(flag5==1) motor5()。 if(flag6==1) motor6()。 }} void key() //按鍵子程序{ if(key1==0) //正轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 if(key1==0) { flag1=1。 flag2=0。 flag3=0。 } while(!key1)。 } if(key2==0) //反轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 if(key2==0) { flag1=0。 flag2=1。 flag3=0。 } while(!key2)。 } if(key3==0)//停止 { delay_ms(10)。 if(key3==0) { flag1=0。 flag2=0。 flag3=1。 } while(!key3)。 } if(key4==0) //正轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 if(key4==0) { flag4=1。 flag5=0。 flag6=0。 } while(!key4)。 } if(key5==0) //反轉(zhuǎn) { delay_ms(10)。 if(key5==0) { flag4=0。 flag5=1。 flag6=0。 } while(!key5)。 } if(key6==0)//停止 { delay_ms(10)。 if(key6==0) { flag4=0。 flag5=0。 flag6=1。 } while(!key6)。 }}void motor1() //正轉(zhuǎn){ IN1=0。 IN2=1。}void motor2() //反轉(zhuǎn){ IN1=1。 IN2=0。}void motor3() //停止{ IN1=1。 IN2=1。}void motor4() //正轉(zhuǎn){ IN3=0。 IN4=1。}void motor5() //反轉(zhuǎn){ IN3=1。 IN4=0。}void motor6() //停止{ IN3=1。 IN4=1。}void delay_ms(uint z) //ms延時(shí)子程序{ uint x, y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。}在仿真中本程序?qū)崿F(xiàn)了兩組各三個(gè)開(kāi)關(guān)控制下的電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止。在按鍵子程序中加入按鍵延時(shí)和單項(xiàng)選擇功能，防止因?yàn)槎秳?dòng)而產(chǎn)生的誤差使電機(jī)運(yùn)行起來(lái)，并且在單個(gè)電機(jī)其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)為真的時(shí)候定義其他運(yùn)動(dòng)都為假，防止程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。motor1()。motor2()。motor3()。分別對(duì)應(yīng)的第一個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止，motor1()。motor2()。motor3()。對(duì)應(yīng)著第二個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止。key1到key6對(duì)應(yīng)六個(gè)開(kāi)關(guān)并一一與motor（）對(duì)應(yīng)。protues仿真圖如下： 基于單片機(jī)的protues仿真 上位機(jī)控制程序 Visual Basic是一種由 Microsoft 公司開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)化的、模塊化的、面向?qū)ο蟮?、包含協(xié)助開(kāi)發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)為機(jī)制的可視化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。從任何標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語(yǔ)言——不管是盛贊VB的開(kāi)發(fā)者還是抱怨VB的開(kāi)發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC編程語(yǔ)言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫(kù)，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。先用VB設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的界面，使其具有串口發(fā)送的功能，并能自行收到發(fā)送的內(nèi)容。簡(jiǎn)單程序如下：Private Sub Combo1_Click() = + 1End SubPrivate Sub Combo2_Click()strS