【正文】 與 區(qū)別 。如果相 對(duì)應(yīng) 按鍵按下，得到相對(duì)應(yīng)的脈沖 W， 然后通過 LED 數(shù)碼管 正常 顯示脈寬 W。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 25 圖 52 定時(shí)器中斷程序流程圖 LED 數(shù)碼管顯示 PWM 占空比流程圖 LED 數(shù)碼管顯示描述：本設(shè)計(jì)中有四個(gè) LED 數(shù)碼管顯示，分別顯示電機(jī)的方向、脈寬的百位、脈寬的十位、脈寬的各位。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 27 圖 54 獨(dú)立式鍵盤控制流程圖 6 實(shí)際設(shè)計(jì)成果 電機(jī)正轉(zhuǎn) 結(jié)論 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識(shí) ,也使我深刻體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用 領(lǐng)域的廣泛。也鍛煉了我的 protel 畫圖能力，以前學(xué)的時(shí)候元器件都是給定的只要到庫里面找出名字就可以，只要連線就可以，而這次是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要去畫，感覺不同。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師 耿 老師。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 耿 老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)內(nèi)容中的錯(cuò)誤?？偟母惺苡幸韵聨追矫妫? 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但對(duì)單片機(jī)有了更為深入的了解，對(duì)一個(gè)課題如何畫流程圖，編程序等有了一定的認(rèn)識(shí)。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會(huì)了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計(jì)的各硬件的資源，其中包括：直流電機(jī) PWM 調(diào)速、AT89S52 單片機(jī)、 L289 引腳圖及其引腳功能等， LED 數(shù)碼管顯示，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一定的資料。“ W%10”為脈寬的個(gè)位數(shù)值，“ W/10”脈寬 百 位數(shù)字，“ W/10%10”為脈寬的 十 位，“ A”則表示 直流電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 。 圖 51 主程序流程圖 定 時(shí)器中斷程序流程圖 定時(shí)中斷描述 :首先啟動(dòng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式為 1，開啟 TI 開啟 ，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為 20us。因此，通過檢測 I/O 口線的電平 運(yùn)行情況 ，即可判斷鍵盤上哪個(gè)鍵被 執(zhí)行 ，獨(dú)立鍵盤見圖 412。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 21 圖 410 LED 顯示流程圖 本系統(tǒng)中單片機(jī)與 LED 的連接 本設(shè)計(jì) 有 四個(gè)數(shù)碼管 構(gòu)成 ，從右至左依次顯示脈寬的各位、十位、百位和直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn) 等數(shù)據(jù) ， LED 與單片機(jī)的 之間的關(guān)系 見圖 411。圖（ b）為共陽極結(jié)構(gòu)， 8 端發(fā)光二極管的 正 極端 與之相連 ，陰極端分開 進(jìn)行調(diào)節(jié) ，使用時(shí)公共端接電源。半導(dǎo)體晶片由兩 方面 組成，一 方面 是 P 型半 導(dǎo)體，在它里面空穴占 中心的位置 ， N型半導(dǎo)體 是它的另一方面 ，在這邊 大部分 是電子。軟件延基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 18 時(shí) 理論上使用比較便利 ，但 占用系統(tǒng)內(nèi)存較大 ， 所以 使用 起來 并不 簡單 。 在對(duì)直流電機(jī)電壓的控制和驅(qū)動(dòng)中，半導(dǎo)體功率器件（ L298）在使用上可以分為 三 種方式 : 線性放大器驅(qū)動(dòng)模式和開關(guān)驅(qū)動(dòng)模式 ,驅(qū)動(dòng)模式、線性放大方法 是一種 半導(dǎo)體 功率器件工作在線性區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是控制原理 比較簡便 ，輸出 跳動(dòng) 比較寬 ，線性好，對(duì)鄰近電路干擾小，缺點(diǎn)為 電力設(shè)備 運(yùn)行 在線性 階段 ， 低功耗 和散熱問題嚴(yán)重。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4接通時(shí)，電流將從右至左經(jīng)過 電機(jī)，從而 使直流 電機(jī) 向 另一方向 進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。如圖所示， H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 由 4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī) 組成 。L 邏輯電平 ，用來 調(diào)節(jié) H 橋的 斷 開和接通 ，第 5，11 腳則為使能控制端。 L298N 可直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行 調(diào)節(jié) ， 沒有 分隔 電路，可以驅(qū)動(dòng)雙電機(jī) 。直接尋址 方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 14 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)： 針對(duì) MCS 51 設(shè)備有一個(gè)單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 XTAL2： 通過 反向振蕩器的輸出。如果在外部微處理器執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止 ,設(shè)置是無效的。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部內(nèi)存地址鎖存器允許的狀態(tài)輸出電平是用來鎖地址字節(jié)。 ： INT0，外部 斷開 0輸入。設(shè)計(jì)師們發(fā)送端口 0 加鎖螺栓鎖為 A0 的地址 ~ A7,加上發(fā)送端口 2 的 A8 ~ A15 合成一個(gè) 16位地址總線 ,和解決 64 k 的外部存儲(chǔ)空間。通常 在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出單位時(shí)間次數(shù)約是系統(tǒng)工作單位時(shí)間次數(shù) 的 1/12，所以可以依靠驅(qū)動(dòng)其他附近晶片的時(shí)基輸入。 XTAL2： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端， 通常 在 設(shè)計(jì)時(shí) 只要在 XTAL2 和 XTAL1 上 裝上 一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以 完成我們的需要 了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 個(gè) 30PF 的小電容，可以 讓 系統(tǒng)更穩(wěn)定 運(yùn)行 ，避免噪聲干擾而 引起機(jī)器停止運(yùn)行 。 AT89S52 的簡介 AT89S52 主要性能 AT89S52 是一種 功 率損耗大，性能不好的 CMOS8 位微控制器， 擁有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ) 裝置 。 定時(shí)計(jì)數(shù)器若干時(shí)間（ 1us） 停止 一次， 就會(huì)讓 低 電平 或者高電平。 前兩種方法在 改變速度時(shí)使 控制脈沖的周期 (或頻率 )發(fā)生了變化 ，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率 值一樣 時(shí)，將會(huì) 產(chǎn)生 振蕩， 所以一般通過 定頻調(diào)寬法來改變占空比 來實(shí)現(xiàn) 改變直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓 大小 。 脈寬調(diào)制 ( PWM )調(diào)壓等 方法 。 通過上面的公式可以知道 ，當(dāng)我們 把 占空比 D=t1/T 改變 時(shí)，就可以得到 各種 電機(jī)平均速度 Va,從而 實(shí)現(xiàn)了 我們需要的 調(diào)速目的。 另外， 利 用傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的模擬電路容易隨 著 時(shí)間 進(jìn)行飄移， 因而 會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱 能 損耗，以及對(duì)噪聲敏感等 缺點(diǎn) 。直流電機(jī)PWM 控制實(shí)現(xiàn)部分主要由一些二極管、 直流 電機(jī)和 L298 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 構(gòu) 成。直流 電機(jī) 它具有調(diào)速特性 良好 ,調(diào)速平滑、方便快捷 ,調(diào)速范圍 寬 廣 。 對(duì)于簡單的微處理器控制電機(jī)，只需 利 用微處理器控制繼電器、電子開關(guān)元器件， 對(duì) 電路 進(jìn)行 開通或斷 開操作 就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。 很早之前 直流傳動(dòng)的控制系統(tǒng) 由 模擬分離器件組成， 因?yàn)?模擬器件有其 它本身自 有的缺陷 ，如存在溫漂、零漂電壓， 組 成系統(tǒng)的器件 很 多， 導(dǎo)致 模擬 直流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度及可靠性 很差 。 額定電壓 Ue： 正常 運(yùn)行的最 大 電壓。 直流電機(jī) 可以根據(jù) 其結(jié)構(gòu)、工作原理等進(jìn)行分類，根據(jù)直流電機(jī)的用途可分為直流電動(dòng)機(jī)（電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）、直流測速發(fā)電機(jī)（機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)） 、直流伺服電動(dòng)機(jī)（將控制信號(hào)轉(zhuǎn) 化 為機(jī)械信號(hào)） 等幾種。直流電機(jī)轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 的控制方法可分為兩 種 ：勵(lì)磁控制閥與電樞電壓控制法。而 以前 直流電動(dòng)機(jī)的控制只是簡單的控制， 不容易進(jìn)行調(diào) 節(jié)轉(zhuǎn) 速，不能實(shí)現(xiàn)智能化。從 20 世紀(jì) 90 年代后期起 , 世界各大電氣公司都在競相開發(fā)數(shù)字式調(diào)速 轉(zhuǎn) 動(dòng)裝置 , 經(jīng)過 30 幾年的發(fā)展 , 當(dāng)前直流 電機(jī) 調(diào)速已發(fā) 展 成 一個(gè)很高的技術(shù)水平 : 功率元件采用 了 可控硅、 表面安裝技術(shù) 應(yīng)用于控制板 、控制方式采用 了 電源換相、相位控制。 隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展，微控制器在社會(huì)的各 鐘 領(lǐng)域 中 得到了廣泛的應(yīng)用，由于數(shù)字系統(tǒng)有著模擬系統(tǒng)沒有的優(yōu)勢， 例如 抗干擾性強(qiáng)，便于 與 電腦連接，系統(tǒng)容易維 護(hù)升級(jí)。特別是 到 計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域 和 高開關(guān)頻率 、全控型第二代電力半導(dǎo)體器件 (GTR 、 GTO 、 M O SFET 、 IG BT 等 )的發(fā)展 ，脈寬調(diào)制 (PW M )的直流調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速控制中得到越來越普遍的 應(yīng) 用。由于單片機(jī)的體積小、重量輕、功能強(qiáng) 大 、抗干擾能力強(qiáng)、控制靈活、應(yīng)用方便、價(jià)格低廉等 優(yōu) 點(diǎn)，計(jì)算機(jī)性能的不斷提 升 ，單片機(jī)的應(yīng)用也更加廣泛 使用 特別是在各種領(lǐng)域 中 的控制、自動(dòng)化等方面。 傳統(tǒng)的改變端電壓的方法是通過調(diào)節(jié)電阻 大小 來實(shí)現(xiàn)的，但這種調(diào)壓方法效率低。 由 左手定則可知，當(dāng)流過線圈中 的 電流改變方向時(shí)，線圈的方向也將 隨之 發(fā)生 改變，因此通過改變線圈電路的方向 可以 實(shí)現(xiàn)改變電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng) 的方向。直流電動(dòng)機(jī)的 啟 動(dòng)和調(diào)速性能、過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)顯得 格外 重要，為了能夠適應(yīng) 社會(huì) 發(fā)展的要求，單基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 3 閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)得到了 較 大的發(fā)展 和 運(yùn) 用 。 因此使得 全數(shù)字直流調(diào)速控制精度、 穩(wěn)定 性和 可靠 性比模擬直流調(diào)速系統(tǒng) 有 了 很大 提 升 。 由于有了 微處理器 的 控制，可使電機(jī)的性能有很大的提高。 設(shè)計(jì)思路 直流電機(jī) PWM 控制系統(tǒng)的功能 主要有以下幾種， 包括實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的加 、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和 停止 轉(zhuǎn)動(dòng) ，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠 簡便快捷 的實(shí)現(xiàn) 直流 電機(jī)的智能 化 控制。 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 方案 簡介 ：直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 主要 以 AT89S52 單片機(jī)為控制 的 核心，由命令輸入模塊、 LED 顯示模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。 PWM 可以應(yīng)用 于 許多 的 方面， 譬如 ：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等 [7]。磁場控制法控制磁通 , 它的 控制功率雖然較小 , 但低速 運(yùn)行 時(shí)受到磁極飽和的 控制 , 高速時(shí)受到換向火花和換向 器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的 控制 ,而且 因?yàn)?勵(lì)磁線圈電感較 小 , 動(dòng)態(tài)響應(yīng)較 慢 , 一次 在工業(yè)生產(chǎn)過程中 通常使用 的是電樞控制法。 根據(jù)圖 1, 如果電機(jī)始終接通電源時(shí) , 電機(jī)轉(zhuǎn) 動(dòng) 最 快時(shí)的速度 為 Vm ax,占空比為 D = t1*T,則電機(jī)的平均 轉(zhuǎn)動(dòng) 速度為 : VD= Vmax/ D,顯而 改變占空比 D大小 ,就可以得到 各種需要 的電機(jī)速度 , 從而 實(shí)現(xiàn)改變速度的結(jié)果 , 非常 嚴(yán)格地說 , 平均速度與占空比 D 它們之間 并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系 , 在一般的 生產(chǎn)生活應(yīng)用中 , 我們可以把 其近似 當(dāng)成是 線性關(guān)系。故采用方案 二 。一個(gè)周期 內(nèi)通過電機(jī)兩端的電壓為脈沖高電壓 和 占空比 的乘積 。在單芯片上，具有小巧簡便 的 4 位 CPU 和在系統(tǒng) 使用到的可以使用的 Flash，使得 AT89S52 為 較少 嵌入式 約束 應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活 性強(qiáng) 、 方法有效 的解決方 法 。因此在 8031 及 8033中， EA 引腳 一定要與 低電平 相連 ，基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 12 因?yàn)?它的內(nèi)部中沒有 程序存儲(chǔ)器空間。 AT89S52 可以 利用 PSEN 及 RD 引腳 對(duì)應(yīng)開啟放置在 外部的 RAM 與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以 綜合 在一起而共用 64K 的定址范圍。 PORT1（ ～ ）： 端口 1 也有內(nèi)部改善的兩個(gè) I / O 端口電路 ,輸出緩沖區(qū)可以推動(dòng) 八個(gè) LS TTL負(fù)載 ,如端口 1 的輸出設(shè)置為高水平 ,而得到的 是輸入數(shù)據(jù)端口。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1輸入。因此可以用來對(duì)付外部輸出脈沖或時(shí)間的目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,這兩個(gè)有效的 / PSEN 信號(hào)不會(huì) 在 出現(xiàn)。 IE 還包括一個(gè)中斷允許 EA的完全控制 ,它可以禁止所有中斷 。 針對(duì) 89S52,如果 EA 接 VCC,從第一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)程序讀寫 (地址是 0000 h ~ 1 FFFH),然后從外部 尋址 ,尋址 地址是 :20xx h ~ FFFFH。例如，下面的間接尋址 模式 中， R0 內(nèi)容為 0A0H，訪問的是地址 0A0H 的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。它的驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá) 48V ，直流電流總和可達(dá) 2A 。本系統(tǒng)中選用與 M CS 一 51系列完全 可以共用的 的 AT89C52 單片機(jī)，它是一種功 率損 耗 小 、高性能、 C M OS 八位微處理器。 圖 44 H 橋驅(qū)動(dòng)電路 要 使電動(dòng)機(jī)工作時(shí) ,必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管傳導(dǎo)。 這個(gè)時(shí)候 ，電路中除了 晶體 管有負(fù)載， 所以 電路上的電流就 可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能 控制 ），甚至燒壞 晶體 管。電動(dòng)機(jī) 的 轉(zhuǎn)動(dòng)快慢 由單片機(jī)調(diào)節(jié) PW M 信號(hào)的占空比來 進(jìn)行控制 。 基于 L298 的直流 電動(dòng)機(jī) PW M 調(diào)速器 ， 通過 A T89C52 單片機(jī)的 I／ O 口輸出 PW M 信號(hào)，直接用 1T L 電平 調(diào)節(jié)開啟 芯片 L298，對(duì)電動(dòng)機(jī) 速度進(jìn)行改變 。而光的顏色 由光的波長控制 ，是由形成 PN 結(jié)的 材質(zhì)影響的 。圖“ c”為引腳圖，從 ag引腳輸入 各種 的 16 位二進(jìn)制編碼， 能出現(xiàn)各種 數(shù)字或 符號(hào) 。 獨(dú)立式鍵盤主要用于按鍵較少的 時(shí)候 ,矩陣式鍵盤主要 采用 按鍵較多的場合， 被叫做 行列式鍵盤 。 其流程圖如下所示。這樣按一個(gè) 不變 的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù) 我們的 需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的 大小 。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 26 圖 53 LED 數(shù)碼管顯示 PWM 占空比流程圖 獨(dú)立式鍵盤控制流程圖 獨(dú)立式鍵盤控制描述：本系統(tǒng)中五個(gè)獨(dú)立式按鍵， K K K K K5 分別 調(diào)節(jié) 著系統(tǒng)的， 正反轉(zhuǎn)、 加速、減速、急停和復(fù)位。同時(shí)，在圖書館里、網(wǎng)上查閱資料，攻克了畢業(yè)設(shè)計(jì)中的 各種遇到的 難題。 讓我了解到單片機(jī)技術(shù)對(duì)當(dāng)今人們生活的重要性。其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無私的幫助，