【正文】 兩種。 （ 2） 定時(shí)器溢出中斷源：定時(shí)器溢出中斷由 AT89C51 內(nèi)部定時(shí)器分的中斷源產(chǎn)生 ,故它們屬于內(nèi)部中斷。 AT89C51 究竟工作于哪種中斷觸發(fā)方式 ,可由用戶對(duì)定時(shí)器控制寄存器 TCON 中 IT0 和 IT1 位狀態(tài)的設(shè)定來選取。 5 個(gè)中斷源的排列順序由中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 IP 和順序查詢邏輯電無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 路共同決定， 5 個(gè)中斷源分別對(duì)應(yīng) 5 個(gè)固定的中斷入口地址。 5：中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)是單片機(jī)的重要組成部分。 AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條 件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比沒有特別的限制，但必須保證輸入信號(hào)的高電平與低電平的持續(xù)時(shí)間在一個(gè)機(jī)器周期以上。定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率緊密相關(guān)，因?yàn)?C51 系列單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期由 12 個(gè)振蕩脈沖組成，所以，計(jì)數(shù)頻率fc=fosc/12。在單片機(jī)的定時(shí)器 T0 或 T1 中，有一個(gè)定時(shí)器發(fā)生由 0 到 1 的跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器增 1，即為計(jì)數(shù)功能；在單片機(jī)內(nèi)部對(duì)機(jī)器周期或其分頻進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到定 時(shí)，這就是定時(shí)功能。在訪問片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，低八位地址和數(shù)據(jù)由 P0 口分時(shí)傳送，高八位地址由 P2 口傳送。 為了保證單片機(jī) 的運(yùn)行，還有一些外圍電路也需要注意：尤其要注意EA 引腳，當(dāng)程序在單片機(jī)內(nèi)部時(shí)， EA 一定要連接到高電路，本設(shè)計(jì)電路 EA腳已被拉高。單端驅(qū)動(dòng)目前已經(jīng)很少使用，只有在嚴(yán)格要求系統(tǒng)同步的一些系統(tǒng)才會(huì)出現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位的方法。當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)， RST 引腳的電壓已經(jīng)不足以使單片機(jī)復(fù)位，單片機(jī)從而進(jìn)入到正常的工作狀態(tài)。 STC 單片機(jī)可以不使用復(fù)位電路，但是為了保證系統(tǒng) 的穩(wěn)定運(yùn)行，一般要求至少要加上電復(fù)位電路。電源就不多介紹了，具體介紹一下復(fù)位電路和晶振電路。芯片采用 40 腳雙列直插式封裝， 32 個(gè) I/O 口，芯片工作電壓為，工作溫度為 070 度，工作頻率可達(dá)到 30MHz。 上圖就是整個(gè)設(shè)計(jì)的模塊圖，不難看出，在整個(gè)設(shè)計(jì)模塊中，最為核速度顯示 模塊 測速模塊 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 5 心的就是數(shù)據(jù)的處理，其實(shí)就是單片機(jī)。數(shù)據(jù)輸入主要是通過數(shù)字電路或是模擬電路的方法改變某一個(gè)量（電流、電壓、電阻）的變化，然后將這種變化輸送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、分析、處理，最終將以數(shù)字量的形式輸出，輸出電路根據(jù)數(shù)字信號(hào)的變化，再將變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康男问剑斔徒o電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向的改變。 （ 2） 可以對(duì)外部存儲(chǔ)容量根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)可以相對(duì)比較靈活。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 單片機(jī)自誕生以來，由于其固有的優(yōu)點(diǎn) —— 低成本、小體積、高可靠性、高附加值、通過更改軟件就可改變控制對(duì)象等，已越來越成為電子工程師設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)產(chǎn)品的首選器件之一。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。 現(xiàn)代電動(dòng)車是融合了電力、電子、機(jī)械控制、材料科學(xué)以及化工技術(shù)等多種高新技術(shù)的綜合產(chǎn)品。截至目前為止我國電動(dòng)車出口占全世界出口量的90%，雖然目前電動(dòng)車在能源和行駛里程方面還未能盡如人意，但已足以滿無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 2 足人們的基本需要。 中國作為 電動(dòng)車最大擁有國，電動(dòng)車的發(fā)展與國外基本同步。相比前兩者，電動(dòng)車有很大的市場優(yōu)勢，體型輕巧、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)適用，成為眾多人心中的理想的代步工具。運(yùn)用單片機(jī)的硬件電路與軟件相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的加速、減速、測速等功能，使電動(dòng)車的操縱更智能，更簡單，更安全，更加適應(yīng)市場的需求。 關(guān)鍵詞： 直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、 89C5測速電路 1 引言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們收入的增多，衣食住行都發(fā)生這明顯的變化。市場的強(qiáng)大需求，推動(dòng)了電動(dòng)車的飛速發(fā)展，越來越智能化。我國在 1992 年就把電動(dòng)車的開發(fā)列人國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。從技術(shù)發(fā)展的角度來看，在走過了漫長而艱難的發(fā)展歷程之后，電動(dòng)車正面臨著重大的技術(shù)突破，有望成 為 21 世紀(jì)的重要交通工具。整體的運(yùn)行性能、經(jīng)濟(jì)性等首先取決于控制系統(tǒng)，而控制系統(tǒng)更多的趨向于單片機(jī)控制。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。 本次設(shè)計(jì)主要以 ATM 公司的 89C51 為核心元件，圍繞其外部硬件電路與軟件相結(jié)合的方式來控制電動(dòng)車的加速、減速、測速等。 （ 3） 由于現(xiàn)存有許多已經(jīng)設(shè)計(jì)很完善的子程序，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中可以直接調(diào)用，減少較大工作量。接著，測速部分控制步驟：速度的采集 —— 數(shù)據(jù)的處理 —— 速度的顯示。無論輸入量是什么類型，單片機(jī)都要根據(jù)輸出量來進(jìn)行分析、處理，從而實(shí)現(xiàn)其各個(gè)功能。它是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8KB 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器，使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造。 復(fù)位電路：單片機(jī)的復(fù)位電路包含兩種，上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電路的構(gòu)成方法有很多，比如專用復(fù)位芯片、看門狗等，但是這些電路相對(duì)較為復(fù)雜，本設(shè)計(jì)的復(fù)位電路使用的是較為簡單的阻容復(fù)位電路。 手動(dòng)復(fù)位電路使用的按鍵復(fù)位電路 ，當(dāng)用戶單擊 SW1 時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)一個(gè)高電平信號(hào)，強(qiáng)制驅(qū)使單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。 震蕩電路：作用給單片機(jī)提供一個(gè)合適的工作頻率信號(hào)。 所謂雙端驅(qū)動(dòng)就是說使用一個(gè)簡單的無源晶體振蕩器來構(gòu)成振蕩電路。 單片機(jī)的內(nèi)部單元的作用： 1：并行 I/O 接口：單片機(jī)芯片內(nèi)有一項(xiàng)主要功能就是并行 I/O 口。 2：定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（ timer/counter）是單片機(jī)中的重要部件，其工作方式靈活、編程簡單，使用它對(duì)減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)和簡化外圍電路都大有好處。在單片機(jī)中，定時(shí)功能和計(jì)數(shù)功能的設(shè)定和控制都是通過軟件來進(jìn)行的。 當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器對(duì)來自輸入引腳 T0（ ）和 T1（ ）的外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。 3：振蕩器： XTAL1 和 XTAL2 分別 為反向放大器的輸入和輸出。當(dāng)輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，而對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下， CPU 停止工作。實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理、單片機(jī)與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送往往采用中斷系統(tǒng)。中斷的特點(diǎn)是分時(shí)操作，實(shí)時(shí)處理和故障處理。 AT89C51 在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)對(duì) INT0、線上中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行一次檢測 ,檢測方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。 AT89C51 內(nèi)部有兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,受內(nèi)部定時(shí)脈沖 (主脈沖經(jīng) 12 分頻后 )或 T0/T1 引腳上輸入的外部定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)。在串行口進(jìn)行發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)時(shí) ,每當(dāng)串行口發(fā)送 /接收完一組串行數(shù)據(jù)無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 時(shí)串行口電路自動(dòng)使串行口控制寄存器 SCON中的 RI或 TI中斷標(biāo)志位置位，并自動(dòng)向 CPU 發(fā)出串行口中斷請(qǐng)求 ,CPU 響應(yīng)串行口中斷后便立即轉(zhuǎn)入串行口中斷服務(wù)程序執(zhí)行。 PWM 具有很強(qiáng)的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。這個(gè)電路由于管子工作的飽和截止模式下，效率很高，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很強(qiáng)。 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。使用元件少、線路簡單。 PWM 控制技術(shù)原理以結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同，為理論基礎(chǔ)，對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替所需要的波形。 由直流電機(jī)的電壓平衡方程式： IReU ?? 其中 I 為電機(jī)線圈電流， R 為線圈電阻， e 為電機(jī)的反電勢。 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)原理：當(dāng) DIR 端輸入為高電平時(shí) ， Q7 和 Q3 導(dǎo)通， Q1 與Q5 關(guān)斷，此時(shí)圖中電動(dòng)機(jī)上端為低電平，當(dāng) PWM 端輸入低電平時(shí)， Q4 與 Q8關(guān)斷， Q2 和 Q6 導(dǎo)通，電流從 Q2 流向 Q3，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，而 PWM 端輸入高電平時(shí)， Q4 和 Q8 導(dǎo)通， Q2 和 Q6 關(guān)斷，沒有電流通過電動(dòng)機(jī)；當(dāng) DIR 端輸入低電平時(shí)， Q7 和 Q3 關(guān)斷， Q1 和 Q5 導(dǎo)通，當(dāng) PWM 端為高電平時(shí)， Q4 和 Q8導(dǎo)通， Q2 和 Q6 關(guān)斷，電流從 Q1 流向 Q4，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，若 PWM 端為低電平，則 Q8 和 Q2 關(guān)斷，沒有電流通過電動(dòng)機(jī)。逐次逼近式 A/D 是比較常見的一種 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級(jí)。然后再置逐次逼近寄存器次高位為 1，將寄存器中新的數(shù)字量送 D/A 轉(zhuǎn)換器，輸出的 Vo 再與 Vi 比較，若 VoVi，該位 1 被保留，否則被清除。首先，將 ADC0831 的時(shí)鐘線拉低，再將片選段非 CS 置低電平，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)化。其輸出值只與當(dāng)時(shí)的輸入值有關(guān)，即輸出惟一地由當(dāng)時(shí)的輸入值決定。 結(jié)論：通過方案一與方案二的比較，方案一相對(duì)而言，其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率時(shí)價(jià)格便宜，將模擬量輸送給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行分析處理，使數(shù)字量的的更加的精準(zhǔn)，操作起來直接，方便，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)整更穩(wěn)定，故而選擇方案一。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最 重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度 ,通常用這個(gè)位數(shù)無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 18 的多少表示。 本次設(shè)計(jì)主要以 ADC0831 控制的 A/D 轉(zhuǎn)換電路，其中電位器作為ADC0831 的模擬量輸入，最大輸入電壓及參考電壓均為 5V，數(shù)字量輸出范圍為 0Dout255。 測速模塊 方案選擇 方案一：紅外傳感器， 紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射?？梢燥@著的轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。熱敏元件?yīng)用最多無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 19 的是熱敏電阻。通過圓弧所需的則正好是連續(xù)兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔，也就是連續(xù)兩次中斷的時(shí)間間隔。由于通電導(dǎo)線周圍存 在磁可確定導(dǎo)線電流的大小。 結(jié)論：方案一與方案二相比，霍爾開關(guān)對(duì)路況要求較高，而且是機(jī)械元器件，容易損壞， 而紅外傳感相紅外線敏感的光敏電阻和 PN 結(jié)型光生伏無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 20 特效應(yīng)器件，它們能在低溫下工作，靈敏度高，響應(yīng)速度快，故而選擇方案一。從圖中可以看出，若被檢測物表面為白色，發(fā)射光全部反射，光電三極管導(dǎo)通，經(jīng)反相后輸出高電平“ 1”；反之，則輸出為低電平“ 0”。本次設(shè)計(jì)就是利用了其中一個(gè)電壓比較器，本無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 21 電路組成的是一個(gè)基本單限比較器，輸入信號(hào)是引腳 6，即待比較電壓，它加到反相輸入端，在同相輸入端接一個(gè)參考電壓（門限電平）是引腳 7。 顯示模塊 模塊選擇 方案一： LED 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機(jī)的應(yīng)用上也是被廣泛運(yùn)用的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮，控制不同組 合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，常用的 LED 數(shù)碼管有 7 段和“米”字段之分。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極接在一起，通常此共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 22 的段被顯示。 方案二：顯示部分采用是 1602 字符液晶模塊 ，字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有 電就有顯示，這樣即可以 顯示出圖形。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 對(duì)于每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描的方案很多，在數(shù)字電路中大致可分成兩種： 第一種方案是間接控制法，即把位選通信號(hào)加至譯碼驅(qū)動(dòng)器的消隱控制端，間接地控制 LED 顯示器的亮滅。 4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 主程序首先判斷輸入電壓的狀態(tài)，實(shí)際也是電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的一個(gè)開關(guān)，隨著輸入電壓的改變，轉(zhuǎn)速改變。首先是靜態(tài)調(diào)試： 在樣機(jī)加電之前，首先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求。 接著是上電調(diào)試，上電調(diào)試最重要的就是電源調(diào)試：電