【正文】 小，最后約等于0，芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復位按鍵，當復位按鍵沒有被按下的時候電路實現(xiàn)上電復位，在芯片正常工作后，通過按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平達到手動復位的效果。一般來說，只要RST 管腳上保持10ms 以上的高電平，就能使單片機有效的復位。圖中所示的復位電阻和電容為經(jīng)典值，實際制作是可以用同一數(shù)量級的電阻和電容代替，讀者也可自行計算RC 充電時間或在工作環(huán)境實際測量，以確保單片機的復位電路可靠。 EA/VPP（31 腳）的功能和接法52單片機的EA/VPP（31 腳） 是內(nèi)部和外部程序存儲器的選擇管腳。當EA 保持高電平時，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器；當EA 保持低電平時，則不管是否有內(nèi)部程序存儲器，只訪問外部存儲器。對于現(xiàn)今的絕大部分單片機來說，其內(nèi)部的程序存儲器（一般為flash）容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲器，而是直接使用內(nèi)部的存儲器。在本實驗套件中，EA 管腳接到了VCC 上，只使用內(nèi)部的程序存儲器。這一點一定要注意，很多初學者常常將EA 管腳懸空，從而導致程序執(zhí)行不正常。 P0 口外接上拉電阻52單片機的P0 端口為開漏輸出，內(nèi)部無上拉電阻。所以在當做普通I/O 輸出數(shù)據(jù)時，由于V2 截止，輸出級是漏極開路電路，要使“1”信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。另外，避免輸入時讀取數(shù)據(jù)出錯，也需外接上拉電阻。在這里簡要的說下其原因：在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的，但也有例外。例如，當從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場效應管V1 開通，端口線呈低電平狀態(tài)。此時無論端口線上外接的信號是低電平還是高電平，從引腳讀入單片機的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。又如，當從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器Q ＝ 1， Q ＝ 0，場效應管V1 截止。如外接引腳信號為低電平， 從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。所以當P0 口作為通用I/O 接口輸入使用時，在輸入數(shù)據(jù)前，應先向P0 口寫“1”，此時鎖存器的Q 端為“0”，使輸出級的兩個場效應管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單片機及最小系統(tǒng)及各引腳由于直流電機需要9V電壓而單片機需要使用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)過轉(zhuǎn)換模塊變換為5V電壓。P10為直流電機安在基座上負責整個機械臂的360度旋轉(zhuǎn)。， NPN工作P10正常工作。P9為9V電源插口。S4為總控開關(guān)。P4和P5為機械臂上的兩個電機，分別控制機械臂的垂直運動和水平運動。D1~D4為四個發(fā)光二極管分別對應機械臂兩個方向的四種運動。各模塊電路如下圖： 基座電機 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 的標準封裝， 也有 9013 樣子的 TO92 封裝。 用 78系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有 過流，過熱及調(diào)整管的保護電路，L7805ABV使用起來可靠，方便，而且價格便宜。 電壓轉(zhuǎn)換模塊 L298N電路圖對于以上電路圖有以下幾點說明：1）電路圖中有兩個電流，一路為L298工作需要的5V電源VSS，一路為驅(qū)動電機用的電池電源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）八個續(xù)流二極管是為了消除電機轉(zhuǎn)動時的尖峰電壓保護電機而設(shè)計，簡化電路可以不加。4）6腳和11腳為兩路電機通道的使能開關(guān)，高電平使能所以可以直接接高電平，也可以交由單片機控制。5） 由于工作時L298的功率較大，可以適當加裝散熱片。 L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓，大電流的電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達46V，輸出電流大，瞬間峰值可達3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率為25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電機和步進電機、繼電器線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個用控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進電機和四相步進電機，也可以兩臺直流電機。 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)信號為解碼后的高電平信號，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時也可改為六路點動或互鎖輸出），使用方便；頻點調(diào)試容易；產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，性價比高。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。腳位及使用說明： 腳位使用說明腳位名稱功能說明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；天線對模塊的接收效果影響很大，最好接1/4波長的天線，一般采用50歐姆單芯導線，天線的長度315M的約為23cm，433M的約為17cm；天線位置對模塊接收效果亦有影響，安裝時，天線盡可能伸直，遠離屏蔽體，高壓，及干擾源的地方；使用時接收頻率、解碼方式應與發(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驅(qū)動模塊和通過轉(zhuǎn)換為5V供給單片機，從而實現(xiàn)整體電路的正常工作。再通過串口和紅外遙控控制電機的啟、轉(zhuǎn)、停，實現(xiàn)整個機械臂的旋轉(zhuǎn)、垂直及水平方向的伸縮完成整個課題的目的。通過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始進行本次課題軟件的設(shè)計。4 軟件設(shè)計 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件逐漸成為與硬件相互依存的一部分，目前一臺多功能的電子儀器已經(jīng)無法由硬件電路單獨構(gòu)成了，硬件電路是產(chǎn)品具體功能實現(xiàn)的物理基礎(chǔ)，而軟件程序正是具體功能實現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)。編寫相應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，因此編寫的程序應該具有嚴密性、科學性、可行性、高效性。本設(shè)計所編寫的程序?qū)儆趹密浖盗?，目的是為了實現(xiàn)電路的特定功能；本設(shè)計編程采用的語言是C語言，該語言是一種運用非常廣泛的計算機高級語言，該語言是在單片機、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域中使用的最為廣泛的一種語言，用它來開發(fā)程序，不但開發(fā)時間周期短，而且便于修改與調(diào)試，因此倍受廣大軟件開發(fā)者的青睞。C語言具有許多其他編程語言不具備的優(yōu)點，在此簡要說明其主要優(yōu)點： (1)該語言符合人類語言規(guī)則，編寫、使用方便，具有良好的可讀性； (2)該語言體系完整、語句精練、語句類型豐富，功能強大；(3) 用該語言編寫的代碼語句結(jié)構(gòu)緊湊、語法上自由度較大，計算機執(zhí)行語句速度快。(4) C語言每段程序易于理解，主程序與子程序通過調(diào)用連接，條理清晰，對于以后的調(diào)試有很好的幫助。軟件設(shè)計整體思路如下圖：第一步： 計算機仿真與調(diào)試編寫基于51單片機的電機驅(qū)動程序用protues仿真調(diào)試程序用VB編寫上位機控制界面設(shè)置串口實現(xiàn)初步控制調(diào)試程序?qū)⒊绦蚩救雴纹瑱C測試程序第二步： 結(jié)合實物調(diào)試 軟件設(shè)計整體思路本課題以52單片機作為控制通過L298驅(qū)動直流電機來控制機械臂的運動，實現(xiàn)最終目的。三個電機一個要實現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動，另外兩個要能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。電機的360度轉(zhuǎn)動可以通過給一個高電平來控制，==1時電機停止。對于另外兩個電機由于用到了L298，L298芯片的內(nèi)部實際上H橋驅(qū)動電路,所以控制電機的正反轉(zhuǎn)實際上就是控制電流的流向。如下圖： 電機正轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn) Q1~Q4分別對應著相應的IN口，通過給IN口不同的電平來控制電機的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)機械臂的垂直、水平運動。初步程序設(shè)計如下：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)了兩組各三個開關(guān)控制下的電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止。在按鍵子程序中加入按鍵延時和單項選擇功能，防止因為抖動而產(chǎn)生的誤差使電機運行起來，并且在單個電機其中一個運動為真的時候定義其他運動都為假，防止程序運行時發(fā)生錯誤。motor1()。motor2()。motor3()。分別對應的第一個電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止，motor1()。motor2()。motor3()。對應著第二個電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及停止。key1到key6對應六個開關(guān)并一一與motor（）對應。protues仿真圖如下： 基于單片機的protues仿真 上位機控制程序 Visual Basic是一種由 Microsoft 公司開發(fā)的結(jié)構(gòu)化的、模塊化的、面向?qū)ο蟮摹瑓f(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動為機制的可視化程序設(shè)計語言。從任何標準來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言——不管是盛贊VB的開發(fā)者還是抱怨VB的開發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，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應用程序。先用VB設(shè)計一個簡單的界面，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。簡單程序如下：Private Sub Combo1_Click() = + 1End SubPrivate Sub Combo2_Click()strS