【正文】 外一個(gè)腳，這個(gè)電壓有明顯變化，證明是起振了的。不過越小越貴 ,而且很小的話，做不出頻率較高的晶振。 每種芯片的手冊(cè)上都會(huì)提供外部晶振輸入的標(biāo)準(zhǔn)電路，會(huì)表明芯片的最高可使用頻率等參數(shù)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要掌握。能顯示 4個(gè)數(shù)碼管叫四位數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 圖 12 4位數(shù)碼管 4 位數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。通常用英寸來表示。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒 。a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dP為段引腳， 4分 別表示四個(gè)數(shù)碼管的位。 。 。 。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(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。這兩種封裝的圖形以及引腳序號(hào)、引腳功能如附圖 15所示。 圖 16 穩(wěn)壓電源原理圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 系統(tǒng) PWM 調(diào)速的設(shè)計(jì) 在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)方面，我們采用了占空比可調(diào)的周期矩形信號(hào)控制。通過 輸入高電平信號(hào)， 輸入低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)；通過 輸入低電平信號(hào)， 輸入高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)； 、 同時(shí)為高電平或低電平時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)。 圖 17 調(diào)速模塊硬件 如 圖 17所示， K1電機(jī)正反轉(zhuǎn)， K2 實(shí)現(xiàn)加速， K3 實(shí)現(xiàn)減速， K4停止。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（ GaAs）、砷鋁化鎵（ GaAlAs）等材料，采用全透明 或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。紅外線接收二 極管是在反向電壓作用之下工作的。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光電二極管就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電三極管在將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的同時(shí)，也把電流放大了。 紅外 計(jì)數(shù)電路 紅外計(jì)數(shù)電路硬件設(shè)計(jì)如圖 18 所示 圖 18 計(jì)數(shù)測速電路 紅外計(jì)數(shù)電路主要由紅外發(fā)射和接收電路組成 . 紅外發(fā)射和接收電路 : 在電動(dòng)機(jī)上安裝一對(duì)紅外發(fā)射和接收管 , 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,對(duì)紅外光反射、散射和折射 ,穿過紅外光的光強(qiáng)瞬間減少 , 紅外接收管導(dǎo)通程度也在瞬間減小 , 因而產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào) 。 如圖所示， H 橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括 4 個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。例如，如圖 20 所示，當(dāng) Q1管和 Q4 管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng) Q1 從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng) Q4 回到電源負(fù)極。當(dāng)三極管 Q2 和 Q3 導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）?；谏鲜鲈颍趯?shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常 要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)。如果三極管 Q1 和Q2 同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會(huì)從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。當(dāng)三極管 Q1 和Q4 導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向）。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。電路得名于“ H 橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜?H。 作用： 紅外接收管的作用是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在光控、紅外線遙控、光探測、光纖通信、光電耦合等方面有廣泛的應(yīng)用。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。當(dāng)有紅外線光照時(shí)，攜帶能量的紅外線光子進(jìn)入 PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子 空穴對(duì)（簡稱：光生載流子）。以上決定紅外線發(fā)射管產(chǎn)品的主要性能及使用范圍。它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光電開關(guān)及遙控發(fā)射電路中。 要實(shí)現(xiàn)按住加 /減速鍵不放時(shí)恒加或恒減速直到放開停止，就需在判斷是否松開該按鍵時(shí)，每進(jìn)行一次增加 /減少一定的占空比。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，但加負(fù)載后，速度下降明顯，低速時(shí)甚至?xí)＾D(zhuǎn)；脈沖頻率在 10Hz 以下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)有明顯跳動(dòng)現(xiàn)象。如對(duì)于 78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。 顧名思義，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。 。 。 。世面上的四位一體的數(shù)碼管一般都沒有datasheet，所以掌握他們管腳的分布是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。長 *寬 *高：長 —— 數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長度；寬 —— 數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長度；高 —— 數(shù)碼管的厚度。 4 位數(shù)碼管的引腳圖 4 位數(shù)碼管的引 腳圖如圖 13 所示 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 13 4位數(shù)碼管的引腳圖 4 位數(shù)碼管的參數(shù) 8字高度： 8字上沿與下沿的距離。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40根 I/O端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51單片機(jī)可用的 I/O端口才 32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)， 相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。 另外說明一點(diǎn)，可能有些初學(xué)者會(huì)對(duì)晶振的頻率感到奇怪， 12M、 24M 之類的晶振較好理解，選用如 的晶振給人一種奇怪的感覺，這個(gè)問題解釋起來比較麻煩，如果初學(xué)者在練習(xí)串口編程的時(shí)候就會(huì)對(duì)此有所理解，這種晶振主 要是可以方便和精確的設(shè)計(jì)串口或其它異步通訊時(shí)的波特率。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無源晶振要好。 先說 DIP：常用尺寸有 HC49U/T， HC49S， UM1， UM5，這些都是 MHZ 單位的。另一種為簡單的分立 RC 振蕩器。通過晶振的原理圖你應(yīng)該大致了解了晶振的作用以及工作過程了吧。因而能“壓控”的頻 率范圍也越小。 下面我就具體的介紹一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如圖 11a 的電容三端式 (考畢茲 ) 交流等效振蕩電路；實(shí)際的晶振交流等效電路如圖 11b，其中 Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率，一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實(shí)現(xiàn)，這也是壓控作用的機(jī)理；把晶體的等效電路代替晶體后如圖 11c。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便 于各部分保持同步。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。大多數(shù)遙控接收頭輸出信號(hào)極性為負(fù)極性，即輸出端在無信號(hào)時(shí)為高電位（一般為 ～ ），接收到信號(hào)后信號(hào)輸出端電壓下降。 。 。實(shí)際上無論何種型號(hào)的接收頭均可采用常見型號(hào)代換。 它的主要功能包括放大 ,選頻 ,解調(diào)幾大部分 ,要求輸入信號(hào)需是已經(jīng)被調(diào)制的信號(hào)。以阻值較小的一次為準(zhǔn)，紅表筆所接的管腳為負(fù)極，黑表筆所接的管腳為正極。若從外觀上識(shí)別，常見的紅外接收二極管外觀顏色呈黑色。因紅外發(fā)光二極管呈透明狀，所以管殼內(nèi)電極 清晰可見，內(nèi)部電極較寬較大的一個(gè)為負(fù)極，而較窄且小的一個(gè)為正極。輻射強(qiáng)度為最大值的 50%的角度稱為半強(qiáng)度輻射角。因此要求工作電壓準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則影響輻 射功率的發(fā)揮及其可靠性。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。光源被遮擋物遮住時(shí)，光電管反向電阻很大，輸出端就沒有信號(hào)輸出。 圖 8 L298引腳圖 紅外對(duì)管 紅外線對(duì)射管的驅(qū)動(dòng)分為電平型和脈沖型兩種驅(qū) 動(dòng)方式，本設(shè)計(jì)中紅外傳感器選用電平驅(qū)動(dòng)方式，如圖 9所示。 XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù) 位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī) 復(fù)位。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 基于 H 橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 13 P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 圖 6 電動(dòng)機(jī) 4個(gè)運(yùn)行象限 基于 H 橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 11 3 系統(tǒng)元器件介紹 單片機(jī)的選型： AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩（電流）與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以做一個(gè)圖來表示電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如圖 6所示。在單片機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)中，使用專用的 PWM 集成電路可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，工作可靠。這種方法要占用 CPU大量時(shí)間，使單片機(jī)無法進(jìn)行其它工作，因此也逐漸被淘汰。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 PWM 控制信號(hào)產(chǎn)生的方法 （ 1）分立電子元件組成的 PWM 信 號(hào)電路。 （ 3）定頻調(diào)寬法。 （ 1）定寬調(diào)頻法。 圖 5 PWM 調(diào)速控制原理和電壓波形圖 占空比 8279SL1+5VIRQCLKA0CSRDWRD0D7CNTLSHIGTRESET1512 141311109876543210RL3RL2RL1RL0SL0SL2SL3A03B0 3驅(qū)動(dòng)器P0WRRDALEINT183C5521KAT89S51表示了在一個(gè)周期 T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。 1t 秒后，柵極變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓為 0。實(shí)際生活中，絕大多數(shù)直流電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式 /開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式是使半導(dǎo)體 功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制 PWM 來控制電動(dòng)機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 直流電機(jī)電樞的 PWM 調(diào)壓調(diào)速原理 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速 n的表達(dá)式為式（ 26）： ??? K IRUn (26) 式中： U—— 電樞端電壓； I—— 電樞電流； R—— 電樞電路總電阻； ? —— 每極磁通量； K—— 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。調(diào)制產(chǎn)生 PWM信號(hào)的工作原理如圖 4(a)所示。這里簡要介紹一下用三角波作調(diào)制信號(hào)的脈寬調(diào)制器生成 PWM 波的方法。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱 PWM 變換器。 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 與 VM系統(tǒng)相比， PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)： （ 1）由于 PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá) 1：10000 左右。 （ a）原理圖 （ b）電壓波型 圖 3 直流斬波器原理電路及輸出電壓波型 采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。 圖 3 為直流斬波器的原理電路和輸出電壓波型，圖中 VT 代表開關(guān)器件。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高，維護(hù)運(yùn)行麻煩。且技術(shù)落后，因此擱置不用。用恒定直流電源或不可控整流電源供電，利用直流斬波或脈寬調(diào)制的方法產(chǎn)生可調(diào)的直流平均電壓。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。 改變電阻調(diào)速缺點(diǎn) 很多，目前很少采用，僅在有些起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。 變化時(shí)間遇到的時(shí)間常數(shù)同 變化遇到的相比要大得多，響應(yīng)速度較慢，但所需電源容量小。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，這種方法最好。 KCe ?? (24) (24)式中：當(dāng)電機(jī)型號(hào)確定后， CeΦ為常數(shù)，故式式 (21)改為 K RaIUn NN ?? (25) 在中小功率直流電機(jī)中，電樞回路電阻非常小，式 (25)中 INRa 項(xiàng)可省略不計(jì)，由此可見，當(dāng)改變電樞電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速 n隨之改變，達(dá)到直流電機(jī)的調(diào)速的目的。當(dāng)外力作用使其旋轉(zhuǎn)，駛?cè)霗C(jī)械能時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，輸出電能；當(dāng)在電刷兩端施加電壓輸入電能時(shí)，電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)械能。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成