【正文】 a)加強型 8051 單片機， 6 機器 /時鐘周期和 12 機器 /時鐘周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 i） 具有看門狗功能。 圖 31 AT89C52RC 引腳圖 時鐘電路設(shè)計 MCS51 單片機 在 工作時務(wù)必要有 時鐘控制信號 來控制其 內(nèi)部電路 嚴(yán)格的執(zhí)行指令 進行工作， 而這種時鐘信號便是由時鐘電路發(fā)出的。 很多在實驗室調(diào)試好的并且設(shè)計的也很好的單片機系統(tǒng)拿 到了 現(xiàn)場 進行演示時就會出現(xiàn)很多失敗的現(xiàn)象比如 “死機”、“程序走飛”等 等 ,而造成這種現(xiàn)象發(fā)生的就是由于單片機的復(fù)位電路設(shè)計的不好，運行起來不穩(wěn)定。 紅外發(fā)射管也被稱為紅外發(fā)光二極管，屬于半導(dǎo)體類。 使用按鍵時，必須要考慮的消除按鍵抖動的影響，消除按鍵抖動簡稱按鍵消抖，主要方法分為硬件消抖和軟件消抖。接收頭的引腳排列因型號 和外形的 不同而 有著一點點 小小的 區(qū)別。 圖 310 紅外接收頭 HS0038 實物圖 LCD1602 液晶顯示屏模塊 電路 在這個系統(tǒng)中，我用 LCD1602 字符液晶顯示模塊 來 顯示步進電機 各種運動狀態(tài) 。由于存在的這種線性關(guān)系，而且步進電機具有不累計誤差只有周期性誤差等特點。 c)步進電機的速度 控制： 步進電機的運動是在脈沖信號的刺激下，一步一個脈沖 。 以這種方式控制步進電機轉(zhuǎn)動時 ，其勵磁順 序如表 31 所示。 因其 分辨率增強，運行平穩(wěn)，每個發(fā)送激勵信號可以 度，因此也廣泛使用 。 步進電機的驅(qū)動電路 因為 單片機 I/O 口輸出的電流 比 驅(qū)動步進電機 所需的電流要小 ， 因此系統(tǒng) 要靠一個 ULN20xx 芯片來放大 此時的電流從而 驅(qū)動步進電機 進行 工作 。 其中 361 個周期的載波 就可以表示 9000us。 圖 45 紅外編碼子程序編碼流程圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 (20xx) 15 按鍵子程序 設(shè)計 當(dāng)按下一個按鈕，程序的消抖再次確認(rèn)按鈕是否被按下，如果沒有，繼續(xù)等待按鈕被按下，如果有鍵被按下，掃描程序， 確定相應(yīng) 的鍵值 。 圖 410 紅外接收端主程序流程圖 開始初始化是否有紅外信號紅外解碼步進電機控制步進電機驅(qū)動結(jié)束YN鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 (20xx) 17 5. 系統(tǒng)調(diào)試與測試 軟件調(diào)試與測試 系統(tǒng)的軟件測試 比硬件測試更加的麻煩 ， 因為軟件測試的時候沒有很多資料區(qū)作參考 ，更多的 時候 是靠自己的想法 并且通過測試區(qū)一步一步的靠近正確的結(jié)果 。 在整個 系統(tǒng)的調(diào)試過程中， 發(fā)現(xiàn)了如下問題 ： a） 硬件調(diào)試 過程中， 發(fā)現(xiàn) 紅外發(fā)射二極管 正常工作 但 紅外 接收端 卻 接收不到信號， 通 過排查研究， 發(fā)現(xiàn)可能是發(fā)射管工作電壓太低 ， 所以 在電路上增加一個三極管后發(fā)射管工作正常，接收端 就可以 收到紅外信號 了 。步進電機有非常廣發(fā)的用途，例如可以用到很多精密加工的機械上，工業(yè)流水線上等，我們在步進電機加上紅外線控制模塊，可以無線遙控，解決了很多特殊需求，試步進電機用途更加的廣乏。整個畢業(yè) 得到了很多人的熱心幫助和建議 ， 在此我對他們表示我衷心的感謝 。 /* 延時 12us 函數(shù) 單片機： AT89S52 晶 振： 12Mhz 。 其次， 我要 還要特別感謝我的指導(dǎo) 老師 ，在我的論文書寫及設(shè)計期間 給了我大量的幫助和 非常悉心的 指導(dǎo)， 幫我理清了設(shè)計思路和 操作方法 以及遇到的各種困難 ，并且?guī)臀业恼n題做了很多有效的修改和改進 。 整個 設(shè)計 制作 過程 不是我原來想象的那么簡單的 ， 遇到很多意想不到的困難， 整個系統(tǒng)是在調(diào)試中 不斷完善的， 不斷的調(diào)試中我也明白了學(xué)習(xí)電子科技不是光看看書就有用的 ， 自己動手去焊接連接電路在這個過程中去發(fā)現(xiàn)問題去解決問題 這個才是最好的方法 。 系統(tǒng)整體運行狀態(tài)如圖 5 5 53 所示 。 通過調(diào)試程序在 keil編譯 一般有以下幾點 錯誤 ：一是邏輯錯誤，也是語法上的錯誤，很容易被發(fā)現(xiàn) ； 另一個是錯誤的功能，是指在語法上正確的前提下，由于一個錯誤的設(shè)計想法或問題，軟件的功能無法實現(xiàn) 。 圖 46 按鍵掃描子程序流程圖 LCD 顯示 電路程序設(shè)計 LCD1602 讀操作 時序圖如圖 47 所示 : 圖 47 LCD1602 讀操作時序 LCD1602 讀操作 時序圖如圖 47 所示 : 圖 48 LCD1602 寫操作時序 基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 16 紅外線解碼判斷子程序 設(shè)計 所謂 紅外解碼 顧名思義就 是紅外編碼 反操作，將一段二進制數(shù)解碼出來 。 載波長度 640us相當(dāng)于 25 個周期的載波。 圖 314 ULN20xx 引腳圖 單片機控制步進電機工作流程圖如圖 315 所示。 如果激勵信號反向傳輸， 則 步進電機反轉(zhuǎn) 。 表 31 步進電機 1 相勵磁法 b)二 相勵磁法： 一瞬間導(dǎo)通二相 。 步進電機 的 勵磁 方式 步進 電動機 分為全 步 勵磁及半步勵磁 的勵磁方式 ,全步勵磁 分為 1 相、 2 相勵磁 。雖然步進電機已被廣泛所用，但它不能在常規(guī)下使用就像普通的直流電機、交流電機那樣。 LCD1602 有 16 個標(biāo)準(zhǔn)的引腳接口 ，其中 VDD 接 5V電源正極 ， VSS 接地端 ，液晶顯示器 調(diào)節(jié)對比度的端口為 V0，接地電源時對比度最高，接正電源時對比度最弱，對比度過高的時候顯示屏?xí)a(chǎn)生“鬼影”，為使顯示屏的顯示達到最佳效果，顯示電路可以 通過在 V0 與VCC之間 加 一 個 10K的電位器進行對比度調(diào)節(jié)從而使顯示可以調(diào)節(jié)到自己想要的那個最佳顯示狀態(tài)。 紅外線引腳圖如圖 37 所示： 圖 37 紅外線 接收頭 引腳圖 紅外接收模塊采用基于 HS0038 紅外接收器為核心的設(shè)計系統(tǒng) 。軟件消抖也就是延時消抖，節(jié)省硬 件資源， 使用廣泛。紅外線發(fā)射管與普通發(fā)光二極管 沒有太大的區(qū)別特別在 結(jié)構(gòu)與 原理上 ， 紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鋁鎵， 砷化鎵這些材料 ， 并且用透明或黑色、 淺藍色的樹脂 進行 封裝。 可是 ， 單片機本身是不能進行自主復(fù)位11M0592Y2C1012PC912PXTAL1 XTAL2基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 6 的 ， 因此 其 務(wù)必 跟 對應(yīng)的 外部電路 進行 相互協(xié)作這樣才 會發(fā)出復(fù)位信號，從而完成復(fù)位操作 。 CPU 的定時信號有兩種，一種是用來控制芯片上的內(nèi)存或 I / O端口，其他的 用來對 各種功能元件的芯片 進行 控制。即定時器 T0、 T T2。 c） 工作頻率范圍： 0~40MHZ，相當(dāng)于普通 8051 的 0~80MHZ，實際工作頻率可達 48MHZ。 圖 22 紅外接收端 工作原理 框圖 基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 4 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 與實現(xiàn) 微機系統(tǒng)電路 STC89C52 單片機介紹 STC89C52 是一個高性能、低電壓的 CMOS8 位單片機，隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）為 256bytes，片內(nèi)含有 8Kbytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序 存儲器（ PEROM），整個器件采用美國 ATMEL 公司的非易失性，高密度存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， STC89C52 單片機在如今電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 最后， 紅外遙控方式是 經(jīng)過紅外光 來 傳送信號的 ， 而且近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及單片機的廣泛應(yīng)用使得 紅外遙控系統(tǒng) 得到了很大程度的發(fā)展 。 因為這樣 制作 起來比較簡單 ,但由于其功能鍵的數(shù)量和功能的制約，應(yīng)用的具有一定的局限性，只是適用于特定的應(yīng)用程序，整體來說它的范圍是有限的 。 況且 近年來 ， 經(jīng)濟的迅猛發(fā)展 使得 科學(xué) 技術(shù)也得到了很大的發(fā)展空間 ， 最明顯的改變就是人們的各方面都有了顯著的提高尤其是在生活質(zhì)量方面 ， 現(xiàn)在普通人的家里 都 有 了 各種各樣的遠程控制 設(shè)備 ， 這 已成為人們 生活中不可或缺的手段，因為遠程控制具有 低功耗 、 低成本 等 許多優(yōu)點 ，因此現(xiàn)在好多家用電器都采用紅外遙控的方式。步進電機 。 畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 單片機紅外發(fā)射步進電機控制 系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 指導(dǎo)教師 完成日期 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 (20xx) 畢業(yè)設(shè)計說明書 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計說明書是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究、設(shè)計工作后獨立完成的。 整個 系統(tǒng)采用了分塊步進的方法進行設(shè)計，按模塊設(shè)計調(diào)試， 把每個模塊獨立 調(diào)試成功后，最后再結(jié)合一起， 有效的防止大問題發(fā)生 ， 避免了互相影響而出現(xiàn)誤差的情況，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定和精確 ，經(jīng)過最后實物的調(diào)試運行，整個系統(tǒng)運行良好，工作正常，要求的各項功能都能很好的完成， 穩(wěn)定性很好 . 關(guān)鍵詞： AT89C52 單片機 。 比如許許多多 導(dǎo)彈 上 的導(dǎo)航 配置 ， 各種各樣裝備上的儀表控制操作 ， 網(wǎng)絡(luò)通信以及一些基于計算機的數(shù)據(jù)傳輸 ，自動化過程中的對數(shù)據(jù)的分析和時時檢測 ， 遍及廣泛的多種多樣 IC 卡 ， 小型車的平安 保護系統(tǒng) ，Cameras、 video recorders、 Automatic washing machine， 還有一些遙控 玩具、電子 器件 等等， 以上提到 的設(shè)備 中 單片機在里面都起著獨一無二的作用 ，可以說離開單片機這些都玩不轉(zhuǎn) 。 基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 2 2. 設(shè)計方案確定及 設(shè)計 原理分析 整體 設(shè)計 原理 遙控編碼和解碼集成電路 是現(xiàn)今市場上面比較常用的 。 此外，超聲波遙控，其帶寬不寬，外部信號很容易 對其進行干擾 ， 而且最終方式 精度低、抗干擾能力差和語音識別困難，因 此也沒有用 。紅外接收端的工作 原理 框 圖如圖 22 所示。 b） 工作電壓： ~（ 5V 單片機） /~（ 3V 單片機）。 g） 共 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器。 執(zhí)行指令 時 在時鐘 電路產(chǎn)生一系列控制信號 下 CPU 取出所需要的指令操作碼 在 程序存儲器中 并且 進行譯碼 完成指令所規(guī)定的動作 。 單片機的復(fù)位及 其 操作 是非常重要的 。 它是 發(fā)光 元件， 能 將 電能轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見光） 并發(fā)射出去 是其主要的 能力 ， 在 各種 光電開關(guān) 及 遙控電路中 被 泛所用 。 硬件消抖 涵蓋 RC 濾波電路， 單穩(wěn)態(tài)電路和雙穩(wěn)態(tài)電路 ,雙穩(wěn)態(tài)的 RS 觸發(fā)器電路 是目前 用的最多且效果最好的 。 普通的 紅外接收頭 主要參數(shù)如下： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 峰值波長：940nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平： ≤ 輸出高電平：接近工作電壓 。液晶顯示屏 （ LCD） 具有很多優(yōu)點， 如 體積小、微 功耗、 小巧輕薄 、 顯示的內(nèi)容豐富等 ， 廣泛的應(yīng)用各個領(lǐng)域中 ，特別是在低功耗和便攜式儀表系統(tǒng) 。使得在速度、位置等領(lǐng)域用步進電機來控制將會變得非常容易。 二個脈沖之間的時間間隔 越短 則步進電機速度就越快 。 如果激勵信號反向傳輸， 則 步進電機反轉(zhuǎn) 。 以這種方式控制步進電機轉(zhuǎn)動時 ， 其勵磁順序如 表 33 所示。 ULN20xx 引腳圖如圖 314 所示。 圖 42 編碼起始位 c）標(biāo)志： 如圖 43 所示 ， 每一個數(shù)據(jù)位 的區(qū)別是通過這個標(biāo)志 。 其流程圖如圖 46 所示。而且 在實際硬件電路上進行調(diào)試的時候，假如發(fā)生故障要準(zhǔn)確的判斷出來是軟件故障還是硬件故障是很困難的 ， 因此更多的還靠學(xué)校實驗室里面的實驗板進行調(diào)試，漸漸的像成功靠攏 。 b） 硬件調(diào)試過程中 ， 電路指示燈亮，但步進電機不工作 ， 通過調(diào)試， 發(fā)現(xiàn)是ULN20xx 的 線路 有 短路現(xiàn)象，排除故障之后 整個系統(tǒng)工作就 正常工作 了 。雖然控制功能比較少，但是可以通過修改軟件，試功能更加的完善 通過此次課題設(shè)計 不僅增加了我的理論知識和 而且提高了 實踐能力， 并且 在制造和調(diào)試電路的 整個過程中我也體會到了其中的 幸福和辛苦 。 如果沒有他們的幫忙，我就不會如此 順利 的將 本次畢業(yè) 設(shè)計