【正文】 R A M ， A T 89C52 可 組成 真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ， 減少系統(tǒng)占用面積 ， 增加了系統(tǒng)的信賴度 ， 系統(tǒng)支出便宜 。同時(shí)，它還要產(chǎn)生采樣 時(shí)間 ，即 根據(jù) 采樣 時(shí)間開(kāi)始 A／ D 轉(zhuǎn)換 。 圖 47 單片機(jī)與 L298 的連接 LED 數(shù)碼管顯示 LED 簡(jiǎn)介 LED（ Light Emitting Diode）， 叫做 發(fā)光二極管，是一種 硬度較高 的半導(dǎo)體器件，它可以 很輕松的 把電 變成 為光。 當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線 對(duì) 這個(gè)晶片 通入電流 的時(shí)候，電子就會(huì)被 傳到 P區(qū)，在 P區(qū)里電子 和 空穴 匯合 ，然后就會(huì)以光子的 方式 發(fā)出 電能 ，這就是 LED 發(fā)光的原理。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 48。其中 7段發(fā)光二極管構(gòu)成 7 筆的字形“ 8” ,1 根發(fā)光二極管 組成小數(shù)位 。 共陰極 共陽(yáng)極 管腳圖 圖 49 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 常見(jiàn) 數(shù)字和字符的字段碼 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 20 表 43 常見(jiàn)數(shù)字和字符的數(shù)碼段 顯示字符 共陰極字段碼 共陽(yáng)極字段碼 顯示字符 共陰極字段碼 共陽(yáng)極字段碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H T 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H L 38H C7H 9 6FH 90H 8. FFH 00H A 77H 88H “ 滅 ” 00 FFH B 7CH 83H …… …… …… LED 顯示 簡(jiǎn)單的程序流程 LED 數(shù)碼管是逐個(gè)顯示的，首先要選擇現(xiàn)實(shí)的數(shù)碼管，然后找到相對(duì)應(yīng)的字碼段進(jìn)行顯示，一個(gè)顯示完之后，延時(shí)一段時(shí)間，再進(jìn)行下一個(gè)數(shù)碼管的顯示。 鍵盤的分類 （ a） 鍵盤按照其結(jié)構(gòu)可分為獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤兩類。 編碼鍵盤主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的 判斷 ； 非編碼鍵盤主要是 通過(guò) 軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與 區(qū)別 。 圖 413 本 系統(tǒng)中獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的連接 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 直接應(yīng)用 AT89S52 的軟件方法實(shí)現(xiàn) PWM 信號(hào)輸 入 ，這比硬件實(shí)現(xiàn) PWM 信號(hào)成本 高 ，限制 多 ， 實(shí)現(xiàn)便捷。如果相 對(duì)應(yīng) 按鍵按下，得到相對(duì)應(yīng)的脈沖 W， 然后通過(guò) LED 數(shù)碼管 正常 顯示脈寬 W。在一個(gè)周期內(nèi)：當(dāng) TM 時(shí)，電機(jī)停止 轉(zhuǎn)動(dòng) ，如果 T=100,T 清零，否則 再次 進(jìn)入定時(shí)中斷：當(dāng) T=M 時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)，如果 T=100， T清零，否則重新進(jìn)入定時(shí)中斷。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 25 圖 52 定時(shí)器中斷程序流程圖 LED 數(shù)碼管顯示 PWM 占空比流程圖 LED 數(shù)碼管顯示描述：本設(shè)計(jì)中有四個(gè) LED 數(shù)碼管顯示，分別顯示電機(jī)的方向、脈寬的百位、脈寬的十位、脈寬的各位。具體流程圖見(jiàn)圖 53。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 27 圖 54 獨(dú)立式鍵盤控制流程圖 6 實(shí)際設(shè)計(jì)成果 電機(jī)正轉(zhuǎn) 結(jié)論 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多書本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí) ,也使我深刻體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用 領(lǐng)域的廣泛。通過(guò)求助于 耿 老師、理清了 設(shè)計(jì)的 思路。也鍛煉了我的 protel 畫圖能力，以前學(xué)的時(shí)候元器件都是給定的只要到庫(kù)里面找出名字就可以，只要連線就可以，而這次是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要去畫，感覺(jué)不同。特別是深刻體會(huì)到了軟件和硬件結(jié)合的重要性，以及兩者的聯(lián)系和配合作用。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師 耿 老師。并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 耿 老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)內(nèi)容中的錯(cuò)誤。同時(shí)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也使我受益 匪淺，讓我知道做任何事情都應(yīng)腳踏實(shí)地，刻苦努力地去做，只有這樣， 才能做好。總的感受有以下幾方面： 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但對(duì)單片機(jī)有了更為深入的了解，對(duì)一個(gè)課題如何畫流程圖，編程序等有了一定的認(rèn)識(shí)。通過(guò)本次科技創(chuàng)新實(shí)踐，我學(xué)到了許多東西， 只是 靠書本上的東西是不夠的 ，需額外去查資料。在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計(jì)的各硬件的資源，其中包括：直流電機(jī) PWM 調(diào)速、AT89S52 單片機(jī)、 L289 引腳圖及其引腳功能等， LED 數(shù)碼管顯示，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一定的資料。系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)，檢測(cè)獨(dú)立式按鍵，如有按鍵按下，則相對(duì)應(yīng)的 K=0，然后進(jìn)入子程序?qū)崿F(xiàn)案件的功能。“ W%10”為脈寬的個(gè)位數(shù)值，“ W/10”脈寬 百 位數(shù)字，“ W/10%10”為脈寬的 十 位，“ A”則表示 直流電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)達(dá)到改變平均電壓 值 的，從而來(lái) 可以使 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 發(fā)生變化 。 圖 51 主程序流程圖 定 時(shí)器中斷程序流程圖 定時(shí)中斷描述 :首先啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式為 1，開(kāi)啟 TI 開(kāi)啟 ，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為 20us。 主程序流程圖 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 24 主程序描述 :首先 執(zhí)行 程序主函數(shù) main， 然后讓 系統(tǒng) 開(kāi)始運(yùn)行 ，設(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作方式 1開(kāi)啟 T1中斷，定時(shí) 20us。因此，通過(guò)檢測(cè) I/O 口線的電平 運(yùn)行情況 ，即可判斷鍵盤上哪個(gè)鍵被 執(zhí)行 ，獨(dú)立鍵盤見(jiàn)圖 412。 （ b） 鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩 種 。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 21 圖 410 LED 顯示流程圖 本系統(tǒng)中單片機(jī)與 LED 的連接 本設(shè)計(jì) 有 四個(gè)數(shù)碼管 構(gòu)成 ，從右至左依次顯示脈寬的各位、十位、百位和直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn) 等數(shù)據(jù) ， LED 與單片機(jī)的 之間的關(guān)系 見(jiàn)圖 411。 一般用來(lái)改變 發(fā)光二極管的 7（或 8）位二極管 編號(hào) 稱為字段碼。圖（ b）為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)， 8 端發(fā)光二極管的 正 極端 與之相連 ，陰極端分開(kāi) 進(jìn)行調(diào)節(jié) ，使用時(shí)公共端接電源。 除半導(dǎo)體激光器外，當(dāng)電流激勵(lì)時(shí)能發(fā)射光學(xué)輻射的半 導(dǎo)體 晶體 管。半導(dǎo)體晶片由兩 方面 組成，一 方面 是 P 型半 導(dǎo)體，在它里面空穴占 中心的位置 ， N型半導(dǎo)體 是它的另一方面 ，在這邊 大部分 是電子。具有 容易的電路 ， 操縱起來(lái)順手 的特點(diǎn)。軟件延基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 18 時(shí) 理論上使用比較便利 ，但 占用系統(tǒng)內(nèi)存較大 ， 所以 使用 起來(lái) 并不 簡(jiǎn)單 。在整個(gè) PW M 調(diào)速器中， CPU 既是運(yùn)算處理中心 ，又是控制 核心 ，是最 重要 的器件。 在對(duì)直流電機(jī)電壓的控制和驅(qū)動(dòng)中，半導(dǎo)體功率器件（ L298）在使用上可以分為 三 種方式 : 線性放大器驅(qū)動(dòng)模式和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模式 ,驅(qū)動(dòng)模式、線性放大方法 是一種 半導(dǎo)體 功率器件工作在線性區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是控制原理 比較簡(jiǎn)便 ，輸出 跳動(dòng) 比較寬 ，線性好，對(duì)鄰近電路干擾小，缺點(diǎn)為 電力設(shè)備 運(yùn)行 在線性 階段 ， 低功耗 和散熱問(wèn)題嚴(yán)重。 由于以上的緣故 ，在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中要用硬件電路方便地控制 晶體 管的開(kāi)關(guān)。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4接通時(shí)，電流將從右至左經(jīng)過(guò) 電機(jī)，從而 使直流 電機(jī) 向 另一方向 進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針?lè)较颍?。例?,如圖 4 5 所示 ，當(dāng) Q1 和 Q2 管傳導(dǎo) 時(shí)， 電流從 電源正極 的 Q1從左到右穿過(guò)電機(jī) ,然后通過(guò)返回的 Q2 回到電源負(fù)極 。如圖所示， H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 由 4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī) 組成 。片內(nèi)具有 8K 字節(jié)的在線可 多次 編程快擦快寫程序存儲(chǔ)器 ， 128x8 位內(nèi)部 RAM， AT89C52 可 組成 真正的基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 15 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ，縮小系統(tǒng) 占用的空間 ，提高系統(tǒng) 可依賴 性，降低系統(tǒng) 價(jià)格 。L 邏輯電平 ，用來(lái) 調(diào)節(jié) H 橋的 斷 開(kāi)和接通 ，第 5，11 腳則為使能控制端。其 它的 內(nèi)部具有 3 個(gè)完全相同的 PW M 功率放大回路 ，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。 L298N 可直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行 調(diào)節(jié) ， 沒(méi)有 分隔 電路，可以驅(qū)動(dòng)雙電機(jī) 。 MOV R0 , data 堆棧操作也是簡(jiǎn)介尋址 方法 。直接尋址 方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（ SFR）。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S52 有 512 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 14 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)： 針對(duì) MCS 51 設(shè)備有一個(gè)單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 以 AT89S52 內(nèi)部看門狗定時(shí)器和四個(gè) 16 個(gè)可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 XTAL2： 通過(guò) 反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP： 當(dāng) / EA 穩(wěn)定在 低電平時(shí) ,在外部程序的內(nèi)存 器 (0000 h FFFFH),無(wú)論是否有內(nèi)部程序內(nèi)存。如果在外部微處理器執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止 ,設(shè)置是無(wú)效的。但是 要 注意 ， :當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,ALE 脈沖 將跳過(guò) 。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn)外部?jī)?nèi)存地址鎖存器允許的狀態(tài)輸出電平是用來(lái)鎖地址字節(jié)。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。 ： INT0，外部 斷開(kāi) 0輸入。如果是使用 8052 或8031 時(shí) , 再次 當(dāng)作 定時(shí)器 2 外部脈沖輸入 ,和 可以 T2EX 功能 函數(shù) ,可以觸發(fā)外部中斷輸入腳 位 。設(shè)計(jì)師們發(fā)送端口 0 加鎖螺栓鎖為 A0 的地址 ~ A7,加上發(fā)送端口 2 的 A8 ~ A15 合成一個(gè) 16位地址總線 ,和解決 64 k 的外部存儲(chǔ)空間。 PORT0（ ～ ）： 端口 0是一個(gè) 8 位敞開(kāi) Drain(明渠 )雙向 I / o 端口 ,共有 16 位 , 表示0, 2 說(shuō) ,等等。通常 在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出單位時(shí)間次數(shù)約是系統(tǒng)工作單位時(shí)間次數(shù) 的 1/12，所以可以依靠驅(qū)動(dòng)其他附近晶片的時(shí)基輸入。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)， 這時(shí)候要 引腳要 引入 高電平。 XTAL2： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端， 通常 在 設(shè)計(jì)時(shí) 只要在 XTAL2 和 XTAL1 上 裝上 一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以 完成我們的需要 了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 個(gè) 30PF 的小電容，可以 讓 系統(tǒng)更穩(wěn)定 運(yùn)行 ，避免噪聲干擾而 引起機(jī)器停止運(yùn)行 。 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品 完全可以混合使用 ； 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器； 10000次擦 寫周期； 所有的都是靜止操作 ： 1Hz～ 33Hz；三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 48個(gè)可編程 I/O 口線；三個(gè) 32 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 十六 個(gè)中斷源；全雙工 UART 串行通道；低功耗空閑和 斷電狀態(tài) ； 關(guān)閉電源后 中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識(shí)符。 AT89S52 的簡(jiǎn)介 AT89S52 主要性能 AT89S52 是一種 功 率損耗大，性能不好的 CMOS8 位微控制器， 擁有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ) 裝置 。占空比越大， 相應(yīng) 電機(jī)兩端的電壓越大，電機(jī) 轉(zhuǎn)速 越 大 。 定時(shí)計(jì)數(shù)器若干時(shí)間（ 1us） 停止 一次， 就會(huì)讓 低 電平 或者高電平。 ⑵ ： 通過(guò) 定時(shí)器 當(dāng)作 脈寬控制的 時(shí)間控制 方式， 這種方法產(chǎn)生的脈沖寬度非常 精確，誤差只 有 幾個(gè) us。 前兩種方法在 改變速度時(shí)使 控制脈沖的周期 (或頻率 )發(fā)生了變化 ，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率 值一樣 時(shí)，將會(huì) 產(chǎn)生 振蕩， 所以一般通過(guò) 定頻調(diào)寬法來(lái)改變占空比 來(lái)實(shí)現(xiàn) 改變直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓 大小 。 PWM 調(diào)速方法 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 7 由于 單片機(jī)類 通過(guò) 軟件來(lái) 達(dá)到我們需要的 PWM：在 PWM 調(diào)速系統(tǒng)中占空比 D是 一個(gè)決定性的參數(shù) ， 在電源電壓 保持 穩(wěn)定 的 狀態(tài) 下，電樞端電壓的平均大小受到 占空比 D的大小 的影響 ，改變 D的 大小 可以 使 電樞端電壓的平均值 發(fā)生變化 從而達(dá)到 改變速度 的目的。 脈寬調(diào)制 ( PWM )調(diào)壓等 方法 。 電樞控制是在勵(lì)磁電壓不變的情況下 , 把控制電壓信號(hào) 放在 電機(jī)的電樞上來(lái) 影響 電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 通過(guò)上面的公式可以知道 ，當(dāng)我們 把 占空比 D=t1/T 改變 時(shí)，就可以得到 各種 電機(jī)平均速度 Va,從而 實(shí)現(xiàn)了 我們需要的 調(diào)速目的。 在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中， 按照 一個(gè) 不變 的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需 要來(lái) 改變一個(gè)周期內(nèi)“ 運(yùn)行 ”和“ 停止 ”時(shí)間的 大小 。 另外， 利 用傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的模擬電路容易隨 著 時(shí)間 進(jìn)行飄移， 因而 會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱 能 損耗，以及對(duì)噪聲敏感等 缺點(diǎn) 。 利用 帶中斷的獨(dú)立式鍵盤 輸入命令 ， AT89S52 單片機(jī)在程序 的 控制下，定時(shí)不斷給 L298 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送 PWM 波形， H型驅(qū)動(dòng)電路 實(shí)現(xiàn)直流 電機(jī)正，反轉(zhuǎn)和急?？刂?；同時(shí)單片機(jī)不停的將 PWM 脈寬調(diào)制占空比 傳送 到 LED 數(shù)碼管完成實(shí)時(shí) 的 顯示。直流電機(jī)PWM 控制實(shí)現(xiàn)部分主要由一些二極管、 直流 電機(jī)和 L298 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)