【正文】 驅(qū)動(dòng)八個(gè) TTL 輸入（吸收電流方式） 。32 條可編程 I/O 線通過在單塊芯片上組合通用的 CPU 和 Flash 存儲(chǔ)器，使 AT89C51 成為一種功能很強(qiáng)的微型計(jì)算機(jī)。在本章中，將系統(tǒng)的介紹系統(tǒng)工作模式、參數(shù)設(shè)定三鍵輸入（復(fù)用） ，SPI 串行總線的 E2PROM 系統(tǒng)參數(shù)存儲(chǔ)（采用X5045） ，RS—485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口（采用 SN75LBC176） ，常規(guī)可靠性接地技術(shù)（硬件狗）的主要功能和特點(diǎn)。該系統(tǒng)對以單片機(jī) AT89C51 為主的控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，并在此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的原理圖和硬件開發(fā)板。以下簡單介紹利用單片機(jī)和脈寬調(diào)制控制技術(shù)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的實(shí)例。RS485 接口芯片已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電一體化產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。 *本系統(tǒng)在工作、參數(shù)設(shè)定的兩種模式下實(shí)現(xiàn)三鍵輸入（復(fù)用） 。ABSTRACTThe intelligence simulation load of movement controlled is aimed at experiment of movement controlled system in automation specialized subject, which is designed to record to load action and the need of change rules. The intelligence load is order to satisfy many kinds of loads action and the need of change rules which is in industry test today and scientific research test, which is used in inferring to puter’s control and professional electrician and electron and electric power and so on, it need master microputer’s work elements and using technology of intelligence simulation and intellective apply technology. Hardware is mainly dealing with design of microputer system, which contains nonpolarity input, three keys input in two models, RS485 normal munication, model MCS—51 series microputer system and so on.關(guān)鍵詞：模擬負(fù)載，單片機(jī)系統(tǒng)，RS485 串行通信，光電耦合器，驅(qū)動(dòng)電路， E2PROM 存儲(chǔ)器，Key Words:Simulation Load，Micro Computer System，RS—485 Series 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2Communication， Photoelectrical Coupling， Drive Circuit，E 2PROM Memory Cell.目 錄1 緒 論 ………………………………………………………………………………… 3 課題的名稱和課題背景 ……………………………………………………… 3 國內(nèi)外相關(guān)研究狀況 ………………………………………………………… 4 主要工作 ………………………………………………………………………… 5 論文的結(jié)構(gòu)安排………………………………………………………………… 52 單片機(jī)的工作原理及應(yīng)用 ……………………………………………………… 7 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………………………… 7 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 7 本模擬負(fù)載對單片機(jī)型號的選取…………………………………………… 93 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 11 系統(tǒng)在兩種模式下的三鍵輸入（復(fù)用）……………………………… 11 X5045 芯片在系統(tǒng)中的應(yīng)用 ……………………………………………… 11 X5045 芯片的引腳及特點(diǎn)………………………………………………… 11 X5045 芯片在控制系統(tǒng)中與單片機(jī)的接口……………………………… 12 RS—485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口 ………………………………………………………… 13 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………………… 14 75176 芯片的隔離 ………………………………………………………… 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3144 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………… 17 LED 顯示器……………………………………………………………………… 17 LED 的選擇…………………………………………………………………… 17 LED 的驅(qū)動(dòng)和顯示…………………………………………………………… 18 顯示器的驅(qū)動(dòng) ………………………………………………………………… 195 負(fù)載部分 …………………………………………………………………………… 226 原理圖的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 247 電路板的印制……………………………………………………………………… 268 附 錄: 開題報(bào)告 ………………………………………………………………… 27 中期報(bào)告 ………………………………………………………………… 31 相應(yīng)外文資料翻譯……………………………………………………… 32系統(tǒng) SCH 圖致 謝設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 41 緒 論1. 1 課題的名稱、課題背景本課題名稱為“運(yùn)動(dòng)控制的智能模擬負(fù)載” 。 為了滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試、科研測試中對不同負(fù)載對象及其變化規(guī)律的需求，涉及計(jì)算機(jī)控制、電力電子應(yīng)用等技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)近年來得以迅猛發(fā)展。利用軟件編程實(shí)現(xiàn)此功能。RS485 接口在不同的使用場合，對芯片的要求也不同。此系統(tǒng)是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，通過與單片機(jī)的通信，按命令單片機(jī)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖信號。涉及到計(jì)算機(jī)控制、專業(yè)電工、電子、電力電子應(yīng)用等技術(shù)、掌握單片機(jī)工作原理及應(yīng)用技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)。第四章 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對端口寫 1 時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。在 Flash 編程時(shí)，P1 接受低 8 位地址。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)四個(gè) TTL 的輸入（吸收/輸出電流方式） 。 對 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ） 。利用軟件編程實(shí)現(xiàn)此功能。*本設(shè)計(jì)使用到芯片 X5045，它是帶有硬件寫保護(hù)功能的串行 E2PROM，其接口兼容SPI 總線規(guī)范，通過一對串行時(shí)鐘、數(shù)據(jù)線對片內(nèi)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫。 X5045 在系統(tǒng)中的應(yīng)用 X5045 的引腳及特點(diǎn) 芯片選擇輸入，看門狗復(fù)位輸入；SI 串行輸入；SO 串行輸出；SCK 串行時(shí)鐘輸入； 寫保護(hù)輸入；Vss 地；Vcc 電源電壓；RESET 復(fù)位輸出。每字節(jié)擦寫次數(shù)可達(dá) 10 萬次、數(shù)據(jù)可保存 100 年；工作狀態(tài)期間,在單片機(jī)的 RAM 區(qū)內(nèi)放置從 X5045 的 3 個(gè)區(qū)域取出的、經(jīng)表決處理的用戶設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用，并不斷刷新（在主程序的每個(gè)循環(huán)中讀取一次 E2PROM）以保證其正確性。我們最熟悉的關(guān)于串行通信接口的名詞可能就是 COM 與 USB 了，因?yàn)樗鼈兌际钱?dāng)代 PC 機(jī)必備的串行通信接口。RS—485 不僅傳輸距離遠(yuǎn)，通信可靠，而且使用單一+5V 或+3V 電源，邏輯電平與傳輸數(shù)字電平邏輯 TTL 兼容，此外對傳輸介質(zhì)物理層沒有任何嚴(yán)格要求，只需普通雙絞線即可簡便地組成網(wǎng)絡(luò)。2 硬件電路的設(shè)計(jì)本方案以 AT89C51 單片機(jī)自帶異步通信口，外接 SN75LBC176 芯片轉(zhuǎn)換成 485 總線為例。光電耦合器的電流傳輸比 CRT 的定義是 CRT＝i2／i1100%。通過七個(gè)發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母、以及其他符號。各代碼位的對應(yīng)關(guān)系如下：代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0顯示位 Dp g f e d c b a本方案采用共陰極接法。但 N 位 LED 要求有 N8 位 I/O 口線，占用 I/O 口線太多，使用的電路硬件卻比較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用 CPU 的時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板的空間。 LED 的驅(qū)動(dòng)和顯示——主要是設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管和單片機(jī)的接口電路，以及利用單片機(jī)對 LED 數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和顯示操作。在本設(shè)計(jì)中，使用的是并行的 LED 驅(qū)動(dòng)電路。它的靜態(tài)功耗極小。西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 225 負(fù)載部分系統(tǒng)組成負(fù)載回路主要由隔離電路，驅(qū)動(dòng)電路，無極性輸入，變壓器、晶閘管整流裝置和電動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組組成。（1） 定寬調(diào)頻法 這種方法是保持 t1 不變，只改變 t2，這樣使周期 T（或頻率）也隨之改變。 功率場效應(yīng)管（metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET）是一種載流子導(dǎo)電的單極型器件，它要求的柵極驅(qū)動(dòng)電流很小，因此可看成是電壓控制型元件是電壓型驅(qū)動(dòng)器件。西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 246 原理圖的設(shè)計(jì) Protel99 原理圖的設(shè)計(jì)（schematic） 原理圖編輯器實(shí)際上就是原理圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用戶可以在該平臺下對電路圖進(jìn)行編輯與設(shè)計(jì)各修改。Border 選擇項(xiàng)用來設(shè)置邊框顏色，在選擇了此項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出顏色對話框，你只需選擇所需顏色后點(diǎn)擊 OK 鍵后即可。在設(shè)置好以上基本的內(nèi)容后，則對原理圖編輯平臺半截元件庫。作完以上步驟以后，下一步則要對所設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行檢查。b、Options 選項(xiàng)框 create report file 設(shè)置列出全部 ERC 信息并產(chǎn)生一個(gè)文本報(bào)告。Protel99 被設(shè)計(jì)成為一個(gè)客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序，它包含有數(shù)目眾多的服務(wù)器程序，原理圖設(shè)計(jì)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)生成服務(wù)器、電路仿真服務(wù)器、PCB 設(shè)計(jì)服務(wù)器和自動(dòng)布線服務(wù)器等等。同時(shí)，對于一個(gè)有著特殊要求的電路來講，手工布局將極大地體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的構(gòu)思和靈感。根據(jù)電路功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：(1) 按電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持方向一致。在整個(gè)布線過程中，應(yīng)遵循以下原則：1 輸入和輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。對于集成電路，其間距最小可到 。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗。 *本系統(tǒng)在工作、參數(shù)設(shè)定的兩種模式下實(shí)現(xiàn)三鍵輸入（復(fù)用） ?；谝陨咸攸c(diǎn)，在需要 I/O 線不多的控制場合，選用它作為核心控制芯片，可使電路極大的簡化，而且程序的編寫及固化也相當(dāng)方便、靈活。此系統(tǒng)是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，通過與單片機(jī)的通信，按命令單片機(jī)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖信號。*對所設(shè)計(jì)系統(tǒng)有一個(gè)初步的設(shè)計(jì)方案。第十六周: 進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)的后期工作,完善論文,準(zhǔn)備答辯。* X5043/45 接口芯片在該系統(tǒng)中，為解決電源開斷、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安全因素，將會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)、信息丟失、運(yùn)行不穩(wěn)定等故障，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)運(yùn)行，故采用 X5045 芯片。并行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，并且在單片機(jī)的選擇上，采用了 AT89C51，它有 32 條 I/O 口線，采用并行驅(qū)動(dòng)方式，接口完全夠用。* 鍵盤程序（未完成） 該鍵盤中設(shè)置了三個(gè)鍵，用于設(shè)置系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)負(fù)載輸出變化的參數(shù)。* RS—485標(biāo)準(zhǔn)通訊口串行通信接口是指設(shè)備之間的接口。對設(shè)計(jì)中遇到的問題,會(huì)虛