【正文】 “ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。對端口 P2寫“ 1” ，通過內部的上拉電阻 把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個 引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流。 ⑥ P3口： P3口 是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口。 P3口除了作為 I/0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 。 表 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口〕 TXD（串行輸出口〕 INTO（外中斷 0〕 INTO（外中斷 l) TO （定時／計數(shù)器 0 ) Tl （定時／計數(shù)器 l ) WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） ⑧ ALE/PROG:當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)．一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活 ,此外，該 引腳 會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。欲使 CPU 僅訪問外部程序 存儲器 (地址為0000HFFFFH ) , EA 端必須保持低電平 (接地）．需注意的是：如果加密位 LBI被編程，復位時內部會鎖存 EA端狀態(tài)。并非所有的地址都被定義，從 80HFFH 共 128 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。 （ 5） AT89C52 單片機擴展電路及分析 AT89C52 提供以下標準功能： 8字節(jié) FLASH 閃速存儲器， 256字 節(jié) 內部 RAM , 32個 I/O口線， 3個 16 位定時／計數(shù)器，一個 6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。因為單片機的Ｐ 0口是數(shù)據(jù)總線和低八位地址線共用的，所以需要使用地址鎖存器 74ＨＣ 373。 圖 給出了 8255 芯片引腳結構 . 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 7 8255引腳功能 ① RESET:復位輸入線，當該輸入端外 接 高電平時，所有內部寄存器 (包括控制寄存器 )均被清除，所有 I/O口均被置成輸入方式。 ⑤ D0～ D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線， 8255 與 CPU 數(shù)據(jù)傳送的通道，當 CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn) 8 位數(shù)據(jù)的讀 /寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。端口 C可以通過工作方式設定而分成 2個 4位的端口， 每內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 8 個 4位的端口包含一個 4位的鎖存器，分別與端口 A和端口 B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 表 A1 A0 RD WR CS 操作情形 0 0 0 1 0 A 端口數(shù)據(jù)送到總線 0 1 0 1 0 B 端口數(shù)據(jù)送到總線 1 0 0 1 0 C 端口數(shù)據(jù)送到總線 0 0 1 0 0 總線數(shù)據(jù)存入 A 端口 0 1 1 0 0 總線數(shù)據(jù)存入 B 端口 1 0 1 0 0 總線數(shù)據(jù)存入 C 端口 1 1 1 0 0 總線數(shù)據(jù)存入控制緩存器 1 總線呈高阻抗 1 1 0 1 0 錯誤操作 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 9 1 0 總線呈高阻抗 74HC373 簡介 【 4】 373 為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器 ,共有 54/74S373 和 54/74LS373 兩種線路結構型式 。 當鎖存允許端 LE 為高電平時， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。 圖 74HC373 引腳圖 L298N 簡介【 5】 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 10 L298是 SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是 15腳 Multiwatt封裝的 L298N，內部同樣包含 4通道邏輯驅動電路。輸出電流可達 2． 5 A，可驅動電感性負載。 EnA， EnB 接 PWM端，控制電機的 速度 。同為低電平電機停止，同為高電平電機剎停 。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 13 圖 AD574 簡介【 6】 AD574A 是美國模擬數(shù)字公司（ Analog）推出的單片高速 12 位逐次比較型 A/D 轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換 芯 片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉換功能，只需外接少量的阻容 器 件即可構成一個完整的 A/D 轉換器 . AD574是一種常用的 12位 AD變換芯片，也可以實現(xiàn) 8位轉換。只需要適當?shù)母淖兡承┛刂埔_的接法。 1/2LBS 或177。 15V 和 5V ⑥數(shù)據(jù)輸出格式： 12 位 /8 位 ⑦芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 14 圖 AD574 引腳圖 AD574A的引腳結構如圖 。 [4]. Pin4(A0)—— 字節(jié)地址短周期控制端。 [6]. Pin6(CE)—— 使能端。 [10]. Pin10(REF IN)—— 基準電源電壓輸入端。 [14]. Pin14(20V IN)—— 20V量程模擬電壓輸入端。 [17]. Pin28(STS)—— 工作狀態(tài)指示信號端，當 STS=1 時，表示轉換器正處于轉換狀態(tài)，當 STS=0 時，聲明 A/D 轉換結束，通過此信號可以判別 A/D 轉換器的工作狀態(tài)，作為單片機的中斷或查詢信號之用。 當作為單一放大器時， LF398 直流增益精度為 %,采樣時間小于 6us 時精度可達 %。 圖 CS3020 外形圖 使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做得較為簡單，只要在轉軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關靠近磁鋼，就有信號輸出，轉軸旋轉時 ，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。 CS040G 簡介 CS040G 系列霍爾電流傳感器 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 17 應用霍爾效應開環(huán)原理的電流傳感器，能在電隔離條件下測量直流、交流、脈沖以及各種不規(guī)則波形的電流。60 0～ 177。15（ 177。20 mV VOT 失 調 電 壓 溫漂 IPN=0 TA=–25～ +85℃ 177。 PWM信號發(fā)生電路設計 PWM 的基本原理 直流電機脈沖寬度調制 (Pulse Width Modulation簡稱 PWM) 【 8】 調速產(chǎn)生于 20 世紀 70 年代中期，最早用于自動跟蹤天文望遠鏡、自動記錄儀表等的驅動，后來由于晶體管器件水平的提高及電路技術的發(fā)展 , PWM 技術得到了高速發(fā)展 ,各式各樣的脈寬調速控制器，脈寬調速模塊也應運而生，許多單片機也都有了 PWM輸出功能。效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。從波形可以看出，在 i(t)的上升段， i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 20 圖 沖量相同的各種窄脈沖的響應波形 用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波，正弦半波 N等分，看成 N個相連的脈沖序列，寬度相等，但幅值不等；用矩形脈沖代替，等幅，不等寬，中點重合，面積（沖量）相等，寬度按正弦規(guī)律變化。 SPWM 波：等效正弦波形，還可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和 SPWM控制相同，也基于等效面積原理 PWM 信號發(fā)生電路設計 采用 定時器及軟件編程輸出 PWM。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 21 圖 用 PWM波代替正弦半波 H 橋 芯片的工作原理 【 9】 圖 中所示為一個典型的直流電機控制電路。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三極管。按圖中電流箭頭所示， 該流向的電流將驅動電機順時針轉動。 二、使能控制和方向邏輯 驅動電機時，保證 H 橋上兩個同側的三極管不會同時導通非常重要。 圖 H 橋電路驅動電機逆時針轉動 圖 所示就是基于這種考 慮的改進電路，它在基本 H 橋電路的基礎上增加了 4 個與門和 2 個非門。） 采用以上方法，電機的運轉就只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 24 圖 具有使能控制和方向邏輯的 H 橋電路 圖 使能信號與方向信號的使用 主電路設計 本設計中電機兩端電樞電壓由 L298提供，通過調節(jié) PWM占空比來調節(jié) L298輸出電壓即電機兩端電樞電壓 。 轉速檢測的傳感器、電流檢測的傳感器都要與直流電機連接。 設計中采用定時器 T0，再配以軟件計數(shù)器對脈沖進行計數(shù)。 圖 圖 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 26 AD轉換 由于本設計只有電流信號需要進行 AD 轉換，因此采用單通道 AD 轉換芯片AD574。對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 27 ４位共陽極ＬＥＤ，用ＰＮＰ型三極管進行驅動。當執(zhí) 行機構需要的控制量是增量，而不是位置量的絕對數(shù)值時，可以使用增量式 PID控制算法進行控制。 而位置式 PID控制算法也可以通過增量式控制算法推出遞推計算公式： () 上式就是目前在計算機控制中廣泛應用的數(shù)字遞推 PID控制算法。 系統(tǒng)中部分程序的設計 單片機資源分配 系統(tǒng)設計內存分配表： 地址 功能 地址 功能 E0H~FFH 堆棧 42H 電流給定首地址 39H~3CH 顯示緩沖區(qū) 53H 電流采樣首地址 3DH 置轉速比例值 57H 轉速采樣首地址 3EＨ 置轉速積分值 5BH 中值濾波數(shù)據(jù)首地址 3FH 置電流比例值 5EH 標度變換數(shù)據(jù)地址 40H 置電流積分值 45H 轉速 PID 輸出首地址 41H 置轉速給定首地址 47H 電流 PID 輸出首地址 程序流程圖 主程序包括如下三個環(huán)節(jié)： 實現(xiàn)各種初始化，包括設置堆棧指針、 8255 初始化、定時器 /計數(shù)器初始化、以及開中斷、定時器 /計數(shù)器啟動等。即分別對轉速、電流采樣值進行中值濾波，標度變換，之后送顯示緩存區(qū)，對轉速進行 PID運算，輸出作為電流 PID運算的輸入，電流 PID運算的輸出用來調節(jié)PWM占空比。在整個設計過程中，也遇到了一些問題，如 PID 算法、 PWM占空比調節(jié)等，但經(jīng)過努力都一一解決了。 我的設計是基于單片機控制的 PWM直流電機調速系統(tǒng)，系統(tǒng)以 AT89C52 單片機為核心，以 2A、 1000r/min小 直流電機為控制對象，以 L298N為 H 橋驅動芯片實現(xiàn)速度、電流反饋雙閉環(huán)。 我用了 Protel 99 se 來繪制系統(tǒng)硬件電路圖。8 位內容存入單元 MOV A,TL0 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 42 RL A RL A RL A RL A MOV B,375 MUL AB MOV N1H,B MOV N1L,A INC N1H INC N1L NN: DEC MHD LOOPM: CJNE MHD,0,LOOP MOV I1, 53H MOV N1H,57H MOV NIL,5FH IIII:MOV LL1,I1 MOV LL2,I2 MOV LL3,I3 LCALL LB MOV I,LL 。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明說（畢業(yè)論文） 34 參考文獻 1．康萬新 畢業(yè)設計指導及案例剖析 [M]，北京：清華大學出版社， ,2~2 2．潘永雄 新編單片機原理與應用 [M]，西安：西安電子科技大學出版社，第二版， 2~7 3．鄭學堅 微型計算機原理及應用 [M]，北京：清華大學出版社， 起止頁碼 ,7~9