【正文】 執(zhí)行走向等，所以使用非常廣泛。其缺點是使用的硬件較為復雜。 非編 碼的獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構成的單個按鍵電路。 處理器的選擇 單片機的特點 單片機主要有如下特點 [5]： 。 。 I2C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI(Serial 7 Peripheral Interface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結構。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O 口、串行口、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機是宏晶科技生產的單時鐘 /機器周期 (1T)的單片機，是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812倍。 所以，本設計最終選擇方案二，以 STC12C5A60S2 作為本系統(tǒng)的控制芯片。 方案一： M 法 (測頻法 ) 選擇 M法測速。 方案二： T 法 (測周期法 ) 選擇 T法測速。 方案三： M/T 法 (頻率 P 周期法 ) 選擇 M/T法測速。所以最終選擇方案三，以 M/T 法方式進行測速。 速度檢測模塊通過外部中斷接口，將采集 到的速度信息以脈沖的形式發(fā)送到單片機，單片機通過速度采集程序計算出當前速度，并在液晶上顯示。 9 S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2液 晶 顯 示電 機 驅 動 模 塊直 流 電 機速 度 檢 測 模 塊按 鍵 控 制 模 塊 圖 系統(tǒng)框圖 10 第三章 硬件設計 單片機最小系統(tǒng) STC12C5A60S2 介紹 STC12C5A60S2 系列主要性能： ? 高速： 1個時鐘 /機器周期，增強型 8051 內核，速度比普通 8051 快8~12 倍 ? 寬電壓： ~ ? 增加第二復位功能腳（高可靠復位，可調整復位門檻電壓，頻率12MHz 時，無需此功能） ? 增加外部掉電檢測電路，可在掉電時，即時將數(shù)據(jù)保存進 EEPROM，正常工作時無需操作 EEPROM ? 低功耗設計：空閑模式，（可由任意一個中斷喚醒） ? 低功耗設計：掉電模式 （可由外部中斷喚醒），可支持下降沿 /上升沿和遠程喚醒 ? 工作頻率： 0~35MHz，相當于普通 8051:0~420MHz ? 時鐘：外部晶體或內部 RC 振蕩器可選，在 ISP 下載編程用戶程序時設置 ? 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字節(jié)內 Flash 程序存儲器，擦寫數(shù)十萬次以上 ? 1280 字節(jié)片內 RAM 數(shù)據(jù)存儲器 ? 芯片內 EEPROM 功能，擦寫數(shù)十萬次以上 ? ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程 /在應用可編程，無需編程器 /仿真器 ? 8通道， 10位高速 ADC，速度可達 25 萬次 /秒， 2路 PWM 還可當 2 路D/A 使用 ? 2通道捕獲 /比較單元（ PWM/PCA/CCP），也可以用來實現(xiàn) 2個定時器或者 2 個外部中斷（支持上升沿 /下降沿中斷） ? 4個 16 位定時器，兼容普通 8051 的定時器 T0/T1， 2路 PCA 實現(xiàn) 2個定時器 ? 可編程時鐘輸出功能， T0在 輸出時鐘， T1在 輸出時鐘，BRT 在 輸出時鐘 ? 硬件看門狗（ WDT） ? 高速 SPI 串行通信端口 ? 全雙工異步串行口（ UART），兼容普通 8051 的串口 11 ? 先進的指令集結構，兼容普通 8051 指令集，有硬件乘法 /除法指令 ? 通用 I/O 口（ 36/40/44 個），復位后為：準雙向口 /弱上 拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O 口） ? 可設置成四種模式：準雙向口 /弱上拉，推挽 /強上拉，僅為輸入 /高阻，開漏。 2. 內部存儲器容量有限。內部時鐘方式和外部時鐘方式。電容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， CX CX2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，在本設計中，振蕩晶體選擇 12MHZ,電容選擇 30pF。 基本的復位方式 單片機在啟動時都需要復位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。此處采用的辦法是在 RST 端和正電源 VCC 之間接一個按鈕。 7805系列能提供多種固 定的輸出電壓，應用范圍廣。在 J6 處輸入 +12V電壓，在 J8處得到 +5V電壓。解決方案是通過對數(shù)字地與模擬地實現(xiàn)布線隔離。從顯示數(shù)字的穩(wěn)定程度，也可以判斷電機轉速的穩(wěn)定性。 YBDAA024CN02 的主要參數(shù)： ? 分辨率： 65535 色 ? 像素點： 240*320 ? 顯示尺寸： 48(H） (V） ? 亮度 :250 LUX ? 電壓輸入： DC 5~12V 2W ? 工作溫度： 10℃ — +60℃ ? 存儲溫度： 25℃ — +70℃ 如圖，該液晶有 8位數(shù)據(jù)口， 5個控制端。 圖 顯示電路 由于本設計只用到 6 個按鍵，所以采用獨立式按鍵設計。只需檢測該 P2口處于高電平或者低電平，就能檢測到該按鍵是否按下。 繼電器的工作原理：電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、銜鐵、觸點簧片等組成的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。如果驅動電路工作異常， L298 第 15腳與第 1腳的輸出電壓高于 ，則大于基準電壓，LM358 的輸出電壓為高電平，三極管 8050 工作在導通狀態(tài)，繼電器就會工作在“常開狀態(tài)”。屬于這一類的大多是作為繼電器和脈沖發(fā)生器應用的光電傳感器，如測量線位移、線速度、角位移、角速度的光電脈沖傳感器等[1]。 速度檢測電路如圖 所示。 Vss接邏輯控制的電源， Vs為電機驅動電源。 18 第四章 軟件設計 本系統(tǒng)的編程部分工作采用 KEIL_C51 語言完成，采用模塊化的設計方法，以各子程序作為各部分功能和過程的入口，完成鍵盤輸入、按鍵識別和功能、 PWM脈寬控制和液晶顯示等部分的設計。 此處利用定時計數(shù)器讓單片機 P1口的 、 、 控制 L298 的 ININ ENA 管腳，輸出占空比不同的方波，然后經驅動芯片 L298 放大后控制直流 19 電機。 按鍵子程序結構 按鍵子程序結構框圖如圖 XX所示，本設計的按鍵模塊采用的是非編碼獨立式按鍵，通過軟件編程設置每個按鍵的鍵碼，并且按鍵與鍵碼是一一對應的。 20 開 始初 始 化界 面 顯 示啟 動顯 示 轉 速設 定 速 度 和 轉 向當 前 速 度 大 于設 定 速 度當 前 速 度 小 于設 定 速 度減 小 占 空 比增 大 占 空 比結 束YYNNYN 圖 總體程序框圖 21 開 始順 時 針 轉 動 鍵按 下逆 時 針 轉 動 鍵按 下急 停 鍵 按 下加 速 鍵 按 下減 少 鍵 按 下電 壓 = 0 設 置 為 正 電 壓 關 系設 置 為 負 電 壓 關 系增 加 占 空 比減 少 占 空 比結 束NYYYYYNNNN 圖 轉速采集 子程序 由于本設計中當前轉速必須隨時采集，所以采用單片機 T0 定時 /計數(shù)器計時、 T1 定時 /計數(shù)器計數(shù)，定時器采用中斷方式編程（每 2ms中斷一次），在中斷服務程序中讀取單片機 T1 計數(shù)器值，由于當前轉速的顯示是以秒為單位，因此，當中斷次數(shù)達到 500 次時計算一次讀取的計數(shù)器值并顯示，這樣便能精確的讀取電機的當前轉速，轉速采集子程序如圖 所示。單片機應用系統(tǒng)的調試分為硬件調試、軟件調試和脫機運行調試三個部分。將接地分為模擬地和數(shù)字低，最后將模擬地和數(shù)字地用 0電阻連接。經測試 XTAL XTAL1 端的電壓都為 ， VCC 的電壓都為 ， RST端為 0V。 可用萬能表 R 10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，測得繼電器線圈電阻為 60Ω，所以繼電器沒有開路現(xiàn)象。 脫機運行調試 應用系統(tǒng)的軟件、硬件調試完畢后，還需要經過脫機運行試驗。 按鍵調試 在聯(lián)調時，發(fā)現(xiàn)加減 按鍵每按下一次，會加數(shù)位。經檢查，單片機控制轉速的引腳已損壞。在經過聯(lián)調后，系統(tǒng)工作正常。 本系統(tǒng)構成了直流電機調速的閉環(huán)系統(tǒng)，可以通過按鍵設置電機的轉速，設置電機的正反轉，通過液晶屏顯示電機的當前速度與設定速度。通過學習控制系統(tǒng)工作原理以及如何利用單片機實現(xiàn)各種功能，我查閱了大量相關資料，學會了許多知識，培養(yǎng)了我獨立解決問題的能力。畢業(yè)之即，難以描述我心中的彷徨與激動，回想大學生活中，眾多的老師同學無私的給了我種種幫助，讓我在大學 里快樂、無憂無慮地吸收各種文化知識，豐富了我的精神世界，大大增強了我的文化