【正文】 行 標 志 位 清 零串 口 、 定 時 器 初 始 化讀 取 鍵 值自 動 運 行云 臺 向 上 轉(zhuǎn) 動按 鍵 掃 描是 否 有 鍵 按 下 ？是 否 等 于 4 ？是 否 等 于 2 ？是 否 等 于 8 ？是 否 等 于 1 6 ？云 臺 向 上 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 右 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 下 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 上 左 轉(zhuǎn) 動判 斷 自 動 運 行 標 志 位否否否否是是是是是 圖 61 系統(tǒng)主流程圖 第 29 頁 中 斷 服 務(wù) 子 程 序是 否 等 于 A ？讀 S B U F云 臺 向 上 轉(zhuǎn) 動是 否 等 于 C ？是 否 等 于 B ？是 否 等 于 D ？是 否 等 于 Z ？云 臺 向 上 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 右 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 下 轉(zhuǎn) 動云 臺 向 上 左 轉(zhuǎn) 動否否否否是是是是是中 斷 返 回否 圖 62 中斷子程序流程圖 初始化模塊 所謂初始化就是在應(yīng)用系統(tǒng)中，需要對軟件進行初始化設(shè)置，以能夠滿足該系統(tǒng)的正常工作。本設(shè)計中 定時器初始化包括定時 /計數(shù)器選擇、定時 /技術(shù)器工作方式、計數(shù)器裝初值、打開定時器；串口初始化包括串口工作方式設(shè)置、打開串口、開總中斷。 (TI 溢出率 )， TI 溢出率 =fosc/{12[256— （ TH1） ]},本系統(tǒng)波特率為 9600bit/s，晶振頻率為 ，串口選擇工作方式為 1，所以初值等于 0xfa。在該系統(tǒng)中，延時程序有至關(guān)重要的作用，一是作為普通的延時程序，而是產(chǎn)生步進電機的工作所需脈沖頻率，延時的多少決定步進電機的轉(zhuǎn)速，在本系統(tǒng)中，對步進電機的轉(zhuǎn)速沒有做過多要求，所以采用了 for 循環(huán)語 句構(gòu)成的比較簡單的延時程序，如果對延時時間、步進電機轉(zhuǎn)速有要求的系統(tǒng)中，則可以使用定時器定時，定時器的精度相當高。x) for(y=110。由于串口中斷具有優(yōu)先級別高的特點，所以 不需要擔心鍵盤和串口信息發(fā)生沖突。 虛擬串口 首先安裝好 SerialNull 虛擬串口軟件和串口調(diào)試助 手 SComAssistant ，分別對其進行設(shè)置。 Keil 軟件程序編譯 前面已經(jīng)介紹了 Keil 軟件的使用方法，這里不再陳述。 （ 3） 為該單片機添加或配置啟動程序代碼，代碼如附錄所示。 Proteus 仿真 同樣前面已經(jīng)介紹了 Proteus ISIS 軟件的使用方法，這里不再多 說。在此對話框的“ Clock Frequency”欄中設(shè)置單片機的晶振頻率為 ，在“ Program File”欄中單擊圖標 ，選擇先前用 Keil uVision2 生成的“ ”文件。 第 33 頁 第 8 章 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計 是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的 單片機 系統(tǒng)設(shè) 計，各種 元器件 的 選 用，各種設(shè)備的 適 用標準，各種軟件的使用 方式， 信息 遠距離傳輸，抗干擾能力強等問題， 隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學會應(yīng)用的。在系統(tǒng)設(shè)計中，了解步進電機的控制原理后，我解決了電機的驅(qū)動器件； RS232總線設(shè)計中，經(jīng)上網(wǎng)查找相關(guān)資料。 本文構(gòu)建了一個完 整的基于單片機的云臺步進電機控制系統(tǒng)。 圖 72 “ Edit Component”對話框 在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊 ，則會彈出虛擬終端 virtual terminal顯示框，它的作用主要是顯示 PC 通過串口發(fā)送的信息。主要介紹 Proteus 仿真軟件的設(shè)置。 （ 5） 編譯項目并創(chuàng)造一個可供 PROM 編程的 .HEX 文件。操 作步驟如下： （ 1） 啟動 uVision2，創(chuàng)建一個項目文件，文件名為 lijian，并從器件庫中選擇 1款合適的 CPU，我選擇的是 AT89C52。 添加虛擬端口，一般電腦最多為兩個串行口，這里我們選擇端口一為 COM2和端口二為 COM3，點擊添加端口就添加了這兩個串口，在虛擬端口下就會看到有兩個串口。一項新的系統(tǒng)不經(jīng)過調(diào)試仿真就直接進入實用，這樣是非常不科學的，既費時又費里，所以一項新的設(shè)計只有在經(jīng)過了仿真的考驗才能真正的得到實際應(yīng)用。y)。 for(x=z。 3） 送計數(shù)初值到 THx 和 TLx 寄存器中； 4） 啟動定時 /計數(shù)器，即將 TRx 置位。前面已經(jīng)介紹了特殊功能寄存器，這里不再贅述。 本系統(tǒng)中初始化程序包括兩部分，一部分是定時器初始化，另一部分是串口初始化。主函數(shù)通過調(diào)用各子程序來實現(xiàn)鍵盤掃描，串口中斷程序的調(diào)用來實現(xiàn)步進電機的控制。它不僅是模擬 電路、數(shù)字電路、模 /數(shù)混合電路的設(shè)計與仿真平臺，更是目前世界上最先進、最完整的多種型號微處理器系統(tǒng)的設(shè)計與仿真平臺，真正實現(xiàn)了在計算機中完成電路原理圖設(shè)計、電路分析與仿真、微處理器程序設(shè)計與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成印制電路板的完整電子設(shè)計、研發(fā)過程。 圖 59 調(diào)試界面 點擊 中對應(yīng)的工具按鈕則可以開始調(diào)試。同樣的，在這里，只對 Debug 進行簡單應(yīng)用介紹。建立工程的時候，默認是不生成 HEX 文件的，得在編譯做如下設(shè)置：單擊 ，出現(xiàn)如下圖 47所示對話框，選擇“ Output”所指的多選框勾上，點“確定”。點擊工具欄中的 按鈕。 下一步就是將寫完的程序添加到工程里面，如下圖 56 所示，在左邊“ Project Workspace”工程窗口里的“ Source Group1”上右擊，選擇“ Add Files 第 24 頁 to Group”‘ Source Group1’。 保存時注意：如果是用 C語言寫的程序，則將文本保存成 *.c，如果是用匯編寫的程序，則將文本存成 *.asm ，本系統(tǒng)使用的是 C 語言，所以保存為。 圖 55 “是否將 8051 上電初始化程序添加入工程”對話框 這樣，就建立了一個空的 51 工程。 第 22 頁 圖 52 Keil 軟件主界面 首先選 擇“ Project/New Project...”菜單，出現(xiàn)一個對話框，如下圖 53所示。目標文件可 由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標文件 (.ABS)。下面詳細介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。機器匯編是指通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼的編譯方法。程序易于做到模塊化，便于移植。程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)，使得程序結(jié)構(gòu)化； 178。 C語言是一種源于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的語言，它是一種結(jié)構(gòu)化語言，能產(chǎn)生高效率的緊湊代碼。去抖動有硬件的方法和軟件的方法兩種。 鍵盤是由按鍵構(gòu)成的，鍵的閉合與否通常用高、低電平來進行檢測。 鍵盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種方式。 AT89C52的 、 SN75LBC184的 R、 D引腳相連，這樣，當單片機有關(guān)串行數(shù)據(jù)的操作包括數(shù)據(jù)輸入和輸出都能可以由 這三個引腳完成。當 RS232的 RTS端為邏輯電平 0(+12V)時 ,光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光 ,光敏三極管導(dǎo)通 ,輸出端為 TTL邏輯電平 0(0V) ,此時選中 RS232的 RE端允許 RS232發(fā)送。 利用 SN75LBC184設(shè)計的 RS232C轉(zhuǎn)換電路如圖 47所示。 D EDRR E3A124B76 圖 46 SN75LBC184邏輯功能圖 SN75LBC184 是美國 TI公司生產(chǎn)的一種 RS232接口芯片 ,可在總線上連接 64 個收發(fā)器。該部分的設(shè)計有兩部分： PC機RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換電路和 RS485通信接口電路。 電源電路 電源設(shè)計部分如 圖 43所示。單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路如圖 42 中所示。本此設(shè)計的單片機系統(tǒng)由 AT89C52 單片機、復(fù)位電路、時鐘電路和電源電路組成，如圖 42 所示。 ET2=0,禁止定時器 2中斷； ES：是串行口中斷允許位。中斷源的中斷 要求能否得到響應(yīng)，受允許中斷寄存器 IE中各位的控制。 TF1:定時 /計數(shù)器 T1 益處中斷。能產(chǎn)生中斷的外部或內(nèi)部事件叫中斷源。 特殊功能寄存器 PCON 特殊功能寄存器 PCON 僅有最高位與串口有關(guān)， SMOD，波特率選擇位， SMOD的設(shè)置可以影響波特率設(shè)置的精度。 TI： 串口中斷發(fā)送標志。 REN：允許串行接收控制。對 89C52 串 口的訪問和設(shè)置是通過訪問其相關(guān)的特殊寄存器進行的，與 89C52 串口相關(guān)的特殊寄存器共有 3 個： SCON、 PCON 和 SBUF。同步通信的每個數(shù)據(jù)塊的開始使用同步字符，使接受和發(fā)送同步。與并口相比，雖然速度慢，但是傳送距離較并口會更長，因此常用于需要常距離通信而對速度又要求不高的場合。 4； SBUF 串行數(shù)據(jù)緩沖器用于存放串口中預(yù)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)，它由兩個獨立的寄存器構(gòu)成，一個發(fā)送緩沖器，一個接收緩沖器，他們公用一個地址。MO 和 M1 是操作模式選擇位。 （ 2） TMOD 用于控制定時 /計數(shù)器的工作方式及 4 種工作模式，其中低 4 位為定時器 T0 的方式控制字，高 4位為定時器 T1 的方式控制字。 P3口（ 10～ 17 腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的 8位準雙向 I/O 口， P3口的 8個引腳還用于專門的功能 —— 復(fù)用雙功能口。 P1口（ 1～ 8 腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的 8位準雙向 I/O 口，該接口輸出不包含高阻態(tài)，輸出不能鎖存。 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶振的一個引腳，且為輸入端。 PSEN （ 29 腳）：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89s52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)） 時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 RST(9 腳 ): 復(fù)位輸入。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V電源的正負端。 A T 8 9 C 5 2P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7R S TR X D / P 3 .0T X D / P 3 .1T 0 / P 3 .4T 1 / P 3 .5X T A L 2X T A L 1G N DV C CP 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7P 2 .7P 2 .6P 2 .5V P P/EAP R O GA L E /PESNP 2 .3P 2 .2P 2 .1P 2 .0P 2 .4 圖 41 AT89C52 DIP 封裝引腳圖 AT89C52 各引腳功能 AT89C52 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的 C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。 AT89C52 有 40個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 89C52 單片機采用增強的 RISC 結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，在一個時鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令，每 MHz 可實現(xiàn) 1MIPS 的處理能力。 控制系統(tǒng)實現(xiàn) 系統(tǒng)總體組成框圖如圖 1 所示，為保證控制的實時性及準確性，采用了主、從單片機控制方案，其中主單片機主要負責實時接收來自于外部專用球形攝像機控制鍵盤發(fā)出的控制指令并進行指令解釋，若是控制云臺運動的指令，則由主單片機將此指令轉(zhuǎn) 發(fā)給從單片機，由從單片機完成對云臺水平及俯仰兩軸的控制；若是控制攝像機的指令。利 用按鈕對云臺的每一步進行單獨控制，例如，按“向下”按鈕，云臺使攝像頭向下；按“向右”按鈕，云臺使攝像頭向右。 本設(shè)計主要是設(shè)計云臺的轉(zhuǎn)動，并能按一定的要求動作。 （ 9）外表溫度：步進電機溫度過高會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點。在有負載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。例如，有的工作頻率為 500Hz，就意味著每走一步需要 2ms。采用細分技術(shù)可以提高電機的運轉(zhuǎn)精度。不同的電機，每步轉(zhuǎn)動的角度不一樣。 （ 3）保持轉(zhuǎn)矩：保持轉(zhuǎn)矩是指步進電機通電但是沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。功率小的有幾百毫安，功率大的以安培計。步進電機只有在滿足額定的工作條件下，才可以正常工作。 ◆控制步進電機