【正文】 外一個腳，這個電壓有明顯變化，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。 每種芯片的手冊上都會提供外部晶振輸入的標準電路，會表明芯片的最高可使用頻率等參數(shù)，在設(shè)計電路時要掌握。能顯示 4個數(shù)碼管叫四位數(shù)碼管。當某一字段的陰極為高電平時，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)動方式 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。通常用英寸來表示。一般用于顯示時鐘中的秒 。a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dP為段引腳， 4分 別表示四個數(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)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、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（論文） 26 系統(tǒng) PWM 調(diào)速的設(shè)計 在電動機驅(qū)動信號方面，我們采用了占空比可調(diào)的周期矩形信號控制。通過 輸入高電平信號， 輸入低電平，電機正轉(zhuǎn)；通過 輸入低電平信號， 輸入高電平，電機反轉(zhuǎn)； 、 同時為高電平或低電平時，電機不轉(zhuǎn)。 圖 17 調(diào)速模塊硬件 如 圖 17所示， K1電機正反轉(zhuǎn)， K2 實現(xiàn)加速， K3 實現(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轉(zhuǎn)化為電信號，光電三極管在將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的同時，也把電流放大了。 紅外 計數(shù)電路 紅外計數(shù)電路硬件設(shè)計如圖 18 所示 圖 18 計數(shù)測速電路 紅外計數(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 : 在電動機上安裝一對紅外發(fā)射和接收管 , 當電動機轉(zhuǎn)動時 ,對紅外光反射、散射和折射 ,穿過紅外光的光強瞬間減少 , 紅外接收管導(dǎo)通程度也在瞬間減小 , 因而產(chǎn)生一個脈沖信號 。 如圖所示， H 橋式電機驅(qū)動電路包括 4 個三極管和一個電機。例如，如圖 20 所示，當 Q1管和 Q4 管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng) Q1 從左至右穿過電機，然后再經(jīng) Q4 回到電源負極。當三極管 Q2 和 Q3 導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭表示為逆時針方向）。基于上述原因，在實際驅(qū)動電路中通常 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 同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極。當三極管 Q1 和Q4 導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭指示為順時針方向）。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。電路得名于“ H 橋驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母 H。 作用： 紅外接收管的作用是進行光電轉(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載，負載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。當有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進入 PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子 空穴對（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。 要實現(xiàn)按住加 /減速鍵不放時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，每進行一次增加 /減少一定的占空比。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，當電動機轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，但加負載后，速度下降明顯，低速時甚至?xí)＾D(zhuǎn)；脈沖頻率在 10Hz 以下，電動機轉(zhuǎn)動有明顯跳動現(xiàn)象。如對于 78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地。因為三端固定集成穩(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環(huán)節(jié)。長 *寬 *高：長 —— 數(shù)碼管正放時，水平方向的長度；寬 —— 數(shù)碼管正放時，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（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)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40根 I/O端口來驅(qū)動，要知道一個 89S51單片機可用的 I/O端口才 32個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時， 相應(yīng)字段就點亮。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，可能有些初學(xué)者會對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)串口編程的時候就會對此有所理解，這種晶振主 要是可以方便和精確的設(shè)計串口或其它異步通訊時的波特率。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，信號質(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現(xiàn)，這也是壓控作用的機理；把晶體的等效電路代替晶體后如圖 11c。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，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精度可達百萬分之五十。大多數(shù)遙控接收頭輸出信號極性為負極性，即輸出端在無信號時為高電位（一般為 ～ ），接收到信號后信號輸出端電壓下降。 。 。實際上無論何種型號的接收頭均可采用常見型號代換。 它的主要功能包括放大 ,選頻 ,解調(diào)幾大部分 ,要求輸入信號需是已經(jīng)被調(diào)制的信號。以阻值較小的一次為準，紅表筆所接的管腳為負極，黑表筆所接的管腳為正極。若從外觀上識別，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為負極，而較窄且小的一個為正極。輻射強度為最大值的 50%的角度稱為半強度輻射角。因此要求工作電壓準確、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，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，光電管反向電阻很大，輸出端就沒有信號輸出。 圖 8 L298引腳圖 紅外對管 紅外線對射管的驅(qū)動分為電平型和脈沖型兩種驅(qū) 動方式，本設(shè)計中紅外傳感器選用電平驅(qū)動方式，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) 位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 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。對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。當振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機 復(fù)位。對 P3 口寫入“ 1”時，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)存儲器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。 基于 H 橋驅(qū)動直流電機的調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計 13 P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 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 電動機 4個運行象限 基于 H 橋驅(qū)動直流電機的調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計 11 3 系統(tǒng)元器件介紹 單片機的選型： AT89C52 是 51 系列單片機的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 根據(jù)直流電動機的轉(zhuǎn)矩（電流）與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以做一個圖來表示電動機運行狀態(tài)，如圖 6所示。在單片機控制直流電動機中，使用專用的 PWM 集成電路可以減輕單片機的負擔，工作可靠。這種方法要占用 CPU大量時間，使單片機無法進行其它工作，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（論文） 10 PWM 控制信號產(chǎn)生的方法 （ 1）分立電子元件組成的 PWM 信 號電路。 （ 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)動器P0WRRDALEINT183C5521KAT89S51表示了在一個周期 T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時間與周期的比值。 1t 秒后，柵極變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管截止，電動機電樞兩端電壓為 0。實際生活中，絕大多數(shù)直流電動機采用開關(guān)驅(qū)動方式 /開關(guān)驅(qū)動方式是使半導(dǎo)體 功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制 PWM 來控制電動機電樞電壓，實現(xiàn)調(diào)速。 直流電機電樞的 PWM 調(diào)壓調(diào)速原理 直流電機轉(zhuǎn)速 n的表達式為式（ 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—— 電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)。調(diào)制產(chǎn)生 PWM信號的工作原理如圖 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 與 VM系統(tǒng)相比， PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點： （ 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很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達 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。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護運行麻煩。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。用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調(diào)的直流電壓。 改變電阻調(diào)速缺點 很多，目前很少采用，僅在有些起重機、卷揚機及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運轉(zhuǎn)時間不長的傳動系統(tǒng)中采用。 變化時間遇到的時間常數(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。對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，這種方法最好。 KCe ?? (24) (24)式中：當電機型號確定后， CeΦ為常數(shù)，故式式 (21)改為 K RaIUn NN ?? (25) 在中小功率直流電機中，電樞回路電阻非常小，式 (25)中 INRa 項可省略不計，由此可見，當改變電樞電壓時，轉(zhuǎn)速 n隨之改變，達到直流電機的調(diào)速的目的。當外力作用使其旋轉(zhuǎn)，駛?cè)霗C械能時，電機處于發(fā)電機狀態(tài)，輸出電能；當在電刷兩端施加電壓輸入電能時，電機處于電動機狀態(tài)，帶動負載旋轉(zhuǎn)輸出機械能。電磁力對轉(zhuǎn)軸形成