【正文】 ,它 輸出緩沖區(qū)可以推動(dòng)八 個(gè) TTL 負(fù)載 ,而且許多工具有其他額外的特殊特性 功能 ,包括串行通信 ,外部斷開(kāi)控制 ,定時(shí) ,計(jì)數(shù)控制內(nèi)容和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀取或?qū)懭肟刂?等功用 。其他三個(gè) I / O 端口 (P1,P2,P3)沒(méi)有這個(gè)電路配置 ,但內(nèi)部電路 ,P0 在 I / O 時(shí)可以把四個(gè) LS TTL 負(fù)載。 而且 ，在將程序代碼 變成了 8751 內(nèi)部 EPROM 時(shí)，可以利用此引 腳來(lái) 得到 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。 AT89S52 主要功能列舉 擁有靈巧的 4位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash 晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ ROM）為 16KB 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）為 256 字節(jié) 32 個(gè)可編程 I/O 口線 8 個(gè)中斷向量源 三個(gè) 32 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 全雙工 UART 串行通道 AT89S52 各引腳功能介紹 AT89S52 單片機(jī) 各個(gè) 引腳見(jiàn)圖 42 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 11 圖 42 AT89S52 單片機(jī)各引腳 VCC： AT89S52 輸入 電源正 極 10V。電機(jī)的平均速度 就是 在 穩(wěn)定 的占空比下電機(jī)的 轉(zhuǎn)速的最大值 乘以占空比。 PWM 控制流程圖 在本設(shè)計(jì)中 PWM 脈沖調(diào)制 控制流程圖如 下圖 32 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 8 圖 32 PWM 控制流程圖 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)基本組成 硬件模塊組成 （ 1）單片機(jī)控制模塊 （ 2） LED 顯示模塊 （ 3） L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 （ 4）獨(dú)立鍵盤控制模塊 單片機(jī)整個(gè)控制模塊 直流電機(jī) 調(diào)節(jié)速度 系統(tǒng)的控制 板塊 見(jiàn)圖 41 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 9 圖 41單片機(jī)整個(gè)控制模塊 上圖通過(guò) 定時(shí)計(jì)數(shù)器讓單片 機(jī) P2口的 引腳 產(chǎn)生各種不同占空比的 方波， 而后通過(guò) 驅(qū)動(dòng)芯片 L298 放大后 調(diào)節(jié) 直流電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng) 。改變占空比 D的值有三種方法： ① 定寬調(diào)頻法： 首先 不變 ，只改變 t， 從而 使周期 (或頻率 )也隨之 發(fā)生變化 。 過(guò)去 改變電壓方法是在電樞回路中串聯(lián)一個(gè)電阻 , 通過(guò)調(diào)節(jié)電阻 大小 改變電樞 兩端 電壓 ,從而 達(dá)到調(diào)速的目的 , 所以說(shuō) 這種方法效率低、平滑度差 , 而且 由于串聯(lián)電阻上要消耗電功率 ,也引發(fā)出 經(jīng)濟(jì)效益低 , 而且轉(zhuǎn)速越慢 , 能 量損 耗越大 等缺點(diǎn) 。 通過(guò)變化 直流電機(jī)電樞上電壓的“占空 比”來(lái) 實(shí)現(xiàn) 改變平均電壓大小的目的，從而 可以 控制 直流 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 見(jiàn)圖 21。這部分電路 主要由 AT89S52 單片機(jī)的I/O 端口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、外部中斷擴(kuò)展等控制直流電機(jī)的加、減速以及電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 ，能夠很方便 快捷 的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能 化 控制。高性能 的微處理器如 DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSOR 即數(shù)字信號(hào)處理器 )的出現(xiàn)，為采用新的控制理論和控制策略提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，使電機(jī)傳動(dòng)的自動(dòng)化程度大為提高。 微處理器于 20 世紀(jì)七十年代 出現(xiàn) ，隨著集成電路大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造工藝的 飛 速發(fā)展，微處理器的性價(jià)比越來(lái)越高。隨著計(jì)算機(jī) 運(yùn)行 的不斷提高，功能的不斷 改進(jìn) ，單片機(jī)已越來(lái)越廣泛地用在各種領(lǐng)域的控制、自動(dòng)化、智能等方面，特別是在直流電動(dòng)機(jī)的 變 速控制系統(tǒng)中。 圖 11 直流電機(jī)電路模型 結(jié)構(gòu) 直流電機(jī)主要 的 技術(shù)參數(shù) 直流電機(jī)的額定值有： 額定電流 Ie： 正常 運(yùn)行的最大電流。其中脈寬調(diào)制是常用的一種調(diào)速方法。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能如何對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和節(jié)省電能 起 著直接的決定性 作用 。s major electrical panies are racing to develop digital speed 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) rotating device, after 30 years of development, the current of dc motor speed control has developed into a high technical level: power device adopts thyristor, surface mount technology applied in the control panel, control mode adopted power phase, phase control. Especially adopts the advanced micro control processor and its power electronic technology, the digital dc speed regulating device in precision accuracy, control performance is better, and the antijamming performance has the very big improvement and development, has been widely used at home and abroad. For a long time, because the dc motor has good linear speed regulating performance, simple control, high efficiency, excellent dynamic characteristics, widely used in the control of motor speed control system. Especially in the field of puters in control and high switch frequency, full control of the second generation power semiconductor devices (GTR, decision, M O SFET, IG BT, etc.), the development of pulse width modulation (PW M) dc speed control system get more and more widespread application in the control of motor speed control. KEY WORDS: dc motor。利用 AT89S52 芯片進(jìn)行低成本直流電 動(dòng) 機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、能夠 使 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化 、 成本 降低 、系統(tǒng)性能 增強(qiáng) 、滿足 許 多應(yīng)用場(chǎng)合的 應(yīng)用。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正 、反轉(zhuǎn)、 停止、加 、 減速的控制，以及 PWM 的占空比在 LED 顯示器 上的顯示。AT89S52 devices。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。其基本原理 就是 是用改變電機(jī)電樞電壓的接通和斷開(kāi)的時(shí)間比（即占空比）來(lái)控制 電機(jī) 的 轉(zhuǎn)動(dòng) 速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中當(dāng)電機(jī)接通 時(shí)，其速度增加，電機(jī)斷 開(kāi) 時(shí) ， 其速度降低。 勵(lì)磁電流 If：施加 在 電機(jī)線圈上的電流。這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)：體積小，功能 強(qiáng)大 ，抗干擾能力 好 ，可靠性高，結(jié)構(gòu) 安排 合理，指令豐富，控制功能強(qiáng)，造價(jià) 低廉 等。此外， 因?yàn)?電 工 電子技術(shù)的發(fā)展，制作工藝的提升， 也 使得大功率電 子器件的性能迅速提高。在先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床等數(shù)控位置伺服系統(tǒng)，已經(jīng)采用了 這些 高速微處理器， 它們的 執(zhí)行速度可達(dá)數(shù)百萬(wàn)兆以上每秒， 并 且具有 很好 的矩陣運(yùn)算。它 是通過(guò) AT89S52 單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號(hào)并輸入到 L298 驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制直流電機(jī) 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行 的。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 5 圖 21 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 因?yàn)?PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān) 次數(shù) 很 多 ， 所以 僅靠電樞電感的濾波作用就 可以 得到 穩(wěn)定 的直流電流， 速度低性能 好 ；同樣，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)次數(shù)高， 響應(yīng) 迅速性能 好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)， 就 可以 得到 很寬 廣 的頻帶；開(kāi)關(guān)器件只工作在開(kāi)關(guān) 的 狀態(tài)，主電路 功率 損耗 低 ，裝置效率高。也正因?yàn)?這樣 ， PWM 也 被稱為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置” ，見(jiàn)圖 31 所示。隨著電力電子的 快速進(jìn)步和 發(fā)展 , 出現(xiàn)了 大量 新的電樞電壓控制方法。 ② 定頻調(diào)寬法： 首先 周期 T(或頻率 )不變 ， 通過(guò) 改變 t1 和 t值大小 。驅(qū)動(dòng)芯片的輸入電壓是兩引腳的 電勢(shì)差 ，在 調(diào)節(jié)快慢 時(shí)一根引腳線 產(chǎn)生調(diào)速方波 ，另一個(gè)引腳 接低電平 ，這樣兩個(gè)引腳的電壓 之間的差值 就 可以通過(guò)改變 其中一個(gè)引腳來(lái)控制。當(dāng)我們改變占空比 的大小 時(shí)，就可以得到不同的電機(jī)平均速度，從而 實(shí)現(xiàn)我們改變速度的目的 。 VSS： 電源地端。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的 意思 ，表示地址鎖存器 開(kāi)啟狀態(tài) 。低水平 (即如果 EA銷。 其引腳分配如下： 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 13 ： RXD，串行通信輸入。 RST：復(fù)位輸入。這個(gè)時(shí)候只有在執(zhí)行 ALE MOVX MOVC 指令 才起到作用 。在 FLASH 編程 時(shí) ,這個(gè) 引腳 用于應(yīng)用12 v 電源 (VPP)編程 ?？删幊绦蛑傅氖撬麄兊墓ぷ鞣绞降闹噶罴?,或作為一個(gè)計(jì)數(shù)器 ,或者當(dāng)定時(shí)器 ,計(jì)數(shù) (時(shí)間 )的范圍可以通過(guò)指令集。 意思就是 高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器有 一個(gè)共同 地址，而物理上是分開(kāi)的。 L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介 L298 是 GS 公司的產(chǎn)品， L298N 為 32個(gè)管角的單塊集成電路， 大 電壓， 大電流，四通道驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)用 L298N 來(lái)接收 DTL 或者 TTL 邏輯電平，驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載(比如繼電器，直流和步進(jìn)馬達(dá) )和 切換功率 晶體管。 24 個(gè) H 橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起 ，其輸出腳 (1 和 15)用來(lái)連接電流檢測(cè)電阻。電路 被稱為 “ H 橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤?類似于英文 H。晶體管Q2 和 Q3 傳導(dǎo)時(shí) ,電流將從左到右流向電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在一個(gè)特定的方向 在電機(jī)旋 轉(zhuǎn) (電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針?lè)较?)。 表 41 L298 引腳符號(hào)及功能 引 腳 功 能 SENSA、 SENSB 分別為兩個(gè) H 橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以直接接地 ENA 、 ENB 使能端，輸入 PWM 信號(hào) IN IN IN IN4 輸入端， TTL 邏輯電平信號(hào) 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 17 OUT OUT OUT OUT4 輸 出端，與對(duì)應(yīng)輸入端同邏輯 VCC 邏輯控制電源， ～ 7V VSS 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，最小值需比輸入的低電平電壓高 GND 地 L298 的邏輯功能 當(dāng)使能端 接到 高電平時(shí)，輸入端 IN1 為 PWM 型號(hào)， IN2 為 高 電平時(shí)，電機(jī) 正向轉(zhuǎn)動(dòng) ；輸入端 IN1 為 高 電平信號(hào)， IN2 為 PWM 信號(hào)時(shí)，電機(jī) 反方向轉(zhuǎn)動(dòng) ； IN1和 IN2 相同時(shí)，電機(jī)快速停止。片內(nèi)具有 8K 字節(jié)的在線可 反復(fù) 編程 寫(xiě)入刪除容易的 程序存儲(chǔ)器 ，128x8 位 內(nèi)部 R A M ， A T 89C52 可 組成 真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ， 減少系統(tǒng)占用面積 ， 增加了系統(tǒng)的信賴度 ， 系統(tǒng)支出便宜 。 圖 47 單片機(jī)與 L298 的連接 LED 數(shù)碼管顯示 LED 簡(jiǎn)介 LED（ Light Emitting Diode）， 叫做 發(fā)光二極管，是一種 硬度較高 的半導(dǎo)體器件，它可以 很輕松的 把電 變成 為光。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 48。 共陰極 共陽(yáng)極 管腳圖 圖 49 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 常見(jiàn) 數(shù)字和字符的字段碼 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 20 表 43 常見(jiàn)數(shù)字和字符的數(shù)碼段 顯示字符 共陰極字段碼 共陽(yáng)極字段碼 顯示字符 共陰極字段碼 共陽(yáng)極字段碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H T 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H L 38H C7H 9 6FH 90H 8. FFH 00H A 77H 88H “ 滅 ” 00 FFH B 7CH 83H …… …… …… LED 顯示 簡(jiǎn)單的程序流程 LED 數(shù)碼管是逐個(gè)顯示的，首先要選擇現(xiàn)實(shí)的數(shù)碼管，然后找到相對(duì)應(yīng)的字碼段進(jìn)行顯示，一個(gè)顯示完之后，延時(shí)一段時(shí)間，再進(jìn)行下一個(gè)數(shù)碼管的顯示。 編碼鍵盤主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的 判斷 ； 非編碼鍵盤主要是 通過(guò) 軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義