【正文】 //顯示初始化 while(1) { Show()。//延時函數(shù) void Digital_Tube_Show(unsigned char num_s,unsigned char num_w)。//目標(biāo)轉(zhuǎn)速 int C_Num=0。//反轉(zhuǎn) sbit Key4=P3^6。因此，特別需要感謝 王賢秋 老師給予的耐心細(xì)致的指導(dǎo)，在此，再一次向 王老師 以及關(guān)心幫助我的 老師和 同學(xué)表示最誠摯的謝意！ 其次，學(xué)校在這方面也給我們提供了很大的支持和幫助，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)比較重視，每個設(shè)計(jì)小組配有專門的指導(dǎo)老師，幫助我們能順利完成整個設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控速與測速功能，并且?guī)в写薪涌诳膳c上位機(jī)進(jìn)行通信，并接受上位機(jī)的指令，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，這種功能往往是非常重要的。 完成代碼的書寫之后，采用 keil 開始 編譯 ,獲 得結(jié)果如圖 41所示 ： 圖 4 1 編譯 采用 keil 生成 hex 文件之后，再打開之前采用 proteus 編輯好的電路圖，將hex 加載進(jìn)單片機(jī)，運(yùn)行仿真 ，獲得仿真結(jié)果如圖 42所示： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 42 開機(jī) 按鍵的詳細(xì)電路如圖 43 所示： 五個按鍵的作用如下，分別是 K1：加速， K2：減速 K3：反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時會顯示‘ ’ K4：停止，按下時，轉(zhuǎn)速變?yōu)?0 K5：設(shè)定，系統(tǒng)的顯示分為兩種模式，模式一顯示的是實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 硬件實(shí)現(xiàn) 由上面所述的設(shè)計(jì)思路 ，再在原版的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)際電路如圖 315 所示： Con_1Con_2Q1T I P 3 1Q2T I P 3 2Q3B C18 4Q5T I P 3 2Q6B C18 4Q4T I P 3 1Q7B C18 4Q8B C18 4+ 8 8 . 8D C M O T O RR81kR91kR 1 01 0 k R 1 11 0 kQ 7 ( C) 圖 315 H 型橋式驅(qū)動電路 光電測速模塊 工作原理 本模塊主要由一個光電管以及一個轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，光電管會檢測電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動次數(shù)，每檢測到一個就會在其輸出端產(chǎn)生一個脈沖，再通過專用芯片處理將其轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識別的 TTL 電平，發(fā)送到單片機(jī)的相應(yīng)管腳。它常常用于數(shù)字控制領(lǐng)域。 RS232 是為 點(diǎn)對點(diǎn) （即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其 驅(qū)動器 負(fù)載為 3～ 7kΩ 。 UART 包含 TTL 電平的串口 和 RS232 電平的串口。至于全雙工，其作用相當(dāng)于兩個單工的合并。其計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)為 8 位，假定計(jì)數(shù)初值為 Count，單片機(jī)的機(jī)器周期為 T，則定時時間為（ 256/Count） T 。當(dāng) ES ＝ 1，允許 串行 I/O 中斷；當(dāng) ES ＝ 0，禁止串行 I/O 中斷。 GF GF0 ：通用標(biāo)志位。 RI ：串行口接收中斷請求標(biāo)志。工作于方式 0 時， SM2 必須為 0。 表 31 SCON 寄存器 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。 單 片機(jī)串口通信簡介 AT89C52 單片機(jī)內(nèi)部有一個全雙工串行接口。 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。故給予本系統(tǒng)一個串口通信模塊是十分必要的。 四位七段數(shù)碼管 位控芯片 段控芯片 系統(tǒng) 顯示緩沖區(qū) 顯示緩沖區(qū)刷新模塊 顯示刷新模塊 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 元件 — 地址鎖存器 地址鎖存器可以選擇多種，有地址鎖存功能的器件有 74LS37 828 74LS273等， 8282 是地址鎖存器，功能與 74LS373 類似，但本系統(tǒng)選用 74LS373 作為地址鎖存器，考慮到其應(yīng)用的廣泛性以及具有良好的性價(jià)比， 安全性等方面優(yōu)秀的性能， 成為目前在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)該較廣泛的地址鎖存器。 硬件實(shí)現(xiàn) 根據(jù)上文所述設(shè)計(jì)思路，主控電路如圖 36 所示： DU 0DU 7DU 1DU 2DU 3DU 4DU 5DU 6DWK e y 2K e y 3K e y 4M _ R X DM _ T X DK e y 3K e y 1K e y 2K e y 5K e y 4K _ c o u n tK e y 1K e y 5Con _ 1Con _ 2X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2R61 0 kR51 0 kR41 0 kR31 0 kR71 0 kR21 0 kR11 0 kR01 0 k+ 5 vK1K2K3K4K5 圖 36 主控電路 張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 顯示模塊 顯示模塊由 2 個八位地址鎖存器以及一個四位七段數(shù)碼管組成。 ：這組引腳的第一功能為傳送用戶的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。 內(nèi)部程序存儲器： AT89C52 芯片內(nèi)部共有 8K 個單元，用于存儲程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡稱內(nèi)部 ROM。而在轉(zhuǎn)速超過要求時系統(tǒng)又會逐級減小占空比，直到達(dá)到要求或占空比為零。 PWM 的基本原理 PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。 光電開關(guān)：安裝在需要測量轉(zhuǎn)速的地方，每當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次則產(chǎn)生一個脈沖信號，該信號在經(jīng)過相應(yīng)的處理之后，再發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行檢測。 [5] 系統(tǒng)工作原理簡介 本系統(tǒng) 通過檢測光柵的方式來檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)動情況，再經(jīng)過 AT89C52 型單片機(jī)進(jìn)行信號處理以及誤差矯正，得到電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動情況，在 輸出 相應(yīng)的控制信號 ， 并且經(jīng)由 H 型電橋形成可用的電機(jī)控制信號 ， 控制 直流電機(jī) 開始轉(zhuǎn)動 ， 并且實(shí)時監(jiān)控其轉(zhuǎn)動情況， 從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)速度和轉(zhuǎn)向的控制，達(dá)到直流電機(jī)調(diào)速的目的。在 該 系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來 打開 和關(guān)閉 電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi) “接通 ”和 “斷開 ”時間的長短。文章中采用了專門的芯片組成了 PWM 信號發(fā)生系統(tǒng)，然后通過 一定處理 來驅(qū)動電機(jī)。 但 隨著單片機(jī) 在控制方面的嶄露頭角 ，使得 大量的 控制功能及算法可以 通過 軟件技術(shù)來完成，為直流電動機(jī)的控制提供了相當(dāng)大的 靈 活性 ，并使 系統(tǒng) 的 各方面 性能 都有顯著的提高 。 類比于交流電機(jī)， 直流電機(jī)調(diào)速基本原理是簡單 的 ， 甚至 只要改變電壓就可以 控制 轉(zhuǎn)速。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：張 平 學(xué) 號： 09021020227 專 業(yè)：電子信息工程 班 級： 指導(dǎo)教師：王賢秋 四川理工學(xué)院自動化與電子信息學(xué)院 二 O 一三 年六月 張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要： 本 設(shè)計(jì)采用脈寬調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控速 ，利用單片機(jī)在控制方面簡單靈活操作特點(diǎn)，通過檢測光柵的方式實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的轉(zhuǎn)速測量 ， 再通過相應(yīng)的處理生成控制信息之后，采用調(diào)節(jié)占空比的方式 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 但除此之外， 最常見的一種PWM 脈寬調(diào)制，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸入占空比就可以控制電機(jī)的平均電壓，控制轉(zhuǎn)速。 并且由 單片機(jī)構(gòu)成 的張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 控制系統(tǒng) 有效的 節(jié)約 了 人力資源和系統(tǒng)成本， 進(jìn)而 提高 了 工作 的 效率。利用 光柵測速 測得電機(jī) 轉(zhuǎn)動情況 ，把 光電 信號輸入給轉(zhuǎn)換芯片最后 又 反饋給單片機(jī)，在 對信號的處理完成之后 ，輸出 相應(yīng)的 控制量，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速控制。通過改變直流電機(jī) 的電源 電壓的 “占空比 ”來改變 電機(jī)的轉(zhuǎn)動 大小，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 一般來說，電機(jī)的工作狀態(tài)是不會簡單的與工作電壓成線性關(guān)系，而且在帶動負(fù)載的情況下事情將會變得更加復(fù)雜 ，但是 情況卻可以因?yàn)槲覀兊闹悄艹绦蚨邢喈?dāng)大的改善（假設(shè)電機(jī)確實(shí)能夠帶動負(fù)載的情況下），在智能系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控之下，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到希望的等級 ， 系統(tǒng)是不會死守最初的規(guī)則，其會根據(jù)情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)占空比 T 的輸出，假設(shè)轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求系統(tǒng)會逐級加大占空比 T，直 到達(dá)到要求或者電機(jī)負(fù)載上限。 電機(jī)驅(qū)動：一般情況下，單片機(jī)的驅(qū)動能力是不足以負(fù)載一個直流電機(jī)，所以需要經(jīng)過該模塊才能完成對電機(jī)的控制。 PWM 可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。這樣， 我們 終于 可以將其近似地看成是線性關(guān)系。 定時器：片內(nèi)有 3 個 16 位的定時器，用來實(shí)現(xiàn)定時或者計(jì)數(shù) 功能，并且以其定時或計(jì)數(shù)結(jié)果對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。它的第二功能作為控制用，每個引腳不盡相同。數(shù)碼管采用動態(tài)刷新的方式顯示數(shù)據(jù)，兩個八位鎖存器分別完成段控制與位控制的作用。 74LS373 片內(nèi)是 8 個輸出帶三態(tài)門的 D 鎖存器。 由于微機(jī)系統(tǒng)的串口工作電平與單片機(jī)的串口輸出電平 存在很大區(qū)別，為了實(shí)現(xiàn)這兩種不同系統(tǒng)間的通信，所以加入了一個電平轉(zhuǎn)換元件 MAX232 作為中轉(zhuǎn)模四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 塊。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。什么叫全雙工串口呢？一般來說，只能接受或只能發(fā)送的稱為單工串行；既可接收又可發(fā)送，但不能同時進(jìn)行的稱為半雙工；能同時接收和發(fā)送的串行口稱為全雙工串行口。 SM0 和 SM1 ：串行口工作方式控制位，其定義如表 32 所示。 REN ：串行接收允許位： REN =0 時，禁止接收； REN =1 時，允許接收。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時，此時張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 SBUF 寄存器為滿，硬件使 RI 置 1，請求中斷。 PD（ ） ：掉電方式位。中斷優(yōu)先級寄存器 IP 的 PS 位則用作串行 I/O 中斷優(yōu)先級控制位。從而在 1s 內(nèi)發(fā)生溢出的次數(shù)（即溢出率）可由公式（ 33）所示： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 Tco u n t ??? )2 5 6(1溢出率 （ 33） 從而波特率的計(jì)算公式由公式（ 34）所示： )256(12322 xf o scS M O D ???波特率 （ 34） 在實(shí)際應(yīng)用時，通常是先確定波特率，后根 據(jù)波特率求 T1 定時初值，因此式（ 35）又可寫為 波特率初值 ??? 123222561 S M O D o s cfT （ 35） 九針串口 串行 接口 簡稱 串口 ，也稱 串行通信 接口（通常指 COM 接口），是采用串行通信方式的擴(kuò)展口。 它被廣泛的應(yīng)用在各種不同的場合，小到家居生活，大到航空航天。 TTL 電平是 的，而 RS232 是負(fù)邏輯電平，它定義張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 +5~+12V 為低電平，而 12~5V為高電平， MDS27 MDS SD EL805 等是 RS232接口 ， EL806 有 TTL 接口 ，節(jié)點(diǎn)通是 串行通信 行家。所以 RS232 適合本地設(shè)備之間的通信。最簡單的直流電機(jī)驅(qū)動電