【正文】 通過學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)工作原理以及如何利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)各種功能，我查閱了大量相關(guān)資料，學(xué)會(huì)了許多知識(shí)，培養(yǎng)了我獨(dú)立解決問題的能力。 按鍵調(diào)試 在聯(lián)調(diào)時(shí)，發(fā)現(xiàn)加減 按鍵每按下一次，會(huì)加數(shù)位。將接地分為模擬地和數(shù)字低，最后將模擬地和數(shù)字地用 0電阻連接。 此處利用定時(shí)計(jì)數(shù)器讓單片機(jī) P1口的 、 、 控制 L298 的 ININ ENA 管腳，輸出占空比不同的方波，然后經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片 L298 放大后控制直流 19 電機(jī)。屬于這一類的大多是作為繼電器和脈沖發(fā)生器應(yīng)用的光電傳感器，如測(cè)量線位移、線速度、角位移、角速度的光電脈沖傳感器等[1]。只需檢測(cè)該 P2口處于高電平或者低電平，就能檢測(cè)到該按鍵是否按下。解決方案是通過對(duì)數(shù)字地與模擬地實(shí)現(xiàn)布線隔離。 基本的復(fù)位方式 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 9 S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2液 晶 顯 示電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 模 塊直 流 電 機(jī)速 度 檢 測(cè) 模 塊按 鍵 控 制 模 塊 圖 系統(tǒng)框圖 10 第三章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC12C5A60S2 介紹 STC12C5A60S2 系列主要性能： ? 高速： 1個(gè)時(shí)鐘 /機(jī)器周期，增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核，速度比普通 8051 快8~12 倍 ? 寬電壓： ~ ? 增加第二復(fù)位功能腳（高可靠復(fù)位，可調(diào)整復(fù)位門檻電壓，頻率12MHz 時(shí)，無(wú)需此功能） ? 增加外部掉電檢測(cè)電路，可在掉電時(shí)，即時(shí)將數(shù)據(jù)保存進(jìn) EEPROM，正常工作時(shí)無(wú)需操作 EEPROM ? 低功耗設(shè)計(jì)：空閑模式，（可由任意一個(gè)中斷喚醒） ? 低功耗設(shè)計(jì)：掉電模式 （可由外部中斷喚醒），可支持下降沿 /上升沿和遠(yuǎn)程喚醒 ? 工作頻率： 0~35MHz，相當(dāng)于普通 8051:0~420MHz ? 時(shí)鐘：外部晶體或內(nèi)部 RC 振蕩器可選，在 ISP 下載編程用戶程序時(shí)設(shè)置 ? 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字節(jié)內(nèi) Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫數(shù)十萬(wàn)次以上 ? 1280 字節(jié)片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ? 芯片內(nèi) EEPROM 功能，擦寫數(shù)十萬(wàn)次以上 ? ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程 /在應(yīng)用可編程，無(wú)需編程器 /仿真器 ? 8通道， 10位高速 ADC，速度可達(dá) 25 萬(wàn)次 /秒， 2路 PWM 還可當(dāng) 2 路D/A 使用 ? 2通道捕獲 /比較單元（ PWM/PCA/CCP），也可以用來(lái)實(shí)現(xiàn) 2個(gè)定時(shí)器或者 2 個(gè)外部中斷（支持上升沿 /下降沿中斷） ? 4個(gè) 16 位定時(shí)器，兼容普通 8051 的定時(shí)器 T0/T1， 2路 PCA 實(shí)現(xiàn) 2個(gè)定時(shí)器 ? 可編程時(shí)鐘輸出功能， T0在 輸出時(shí)鐘， T1在 輸出時(shí)鐘，BRT 在 輸出時(shí)鐘 ? 硬件看門狗（ WDT） ? 高速 SPI 串行通信端口 ? 全雙工異步串行口（ UART），兼容普通 8051 的串口 11 ? 先進(jìn)的指令集結(jié)構(gòu)，兼容普通 8051 指令集，有硬件乘法 /除法指令 ? 通用 I/O 口（ 36/40/44 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上 拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O 口） ? 可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開漏。 方案二： T 法 (測(cè)周期法 ) 選擇 T法測(cè)速。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行 I/O 口、串行口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。 非編 碼的獨(dú)立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。所以在實(shí)際應(yīng)用中，本設(shè)計(jì)選用了 L298 組成的驅(qū)動(dòng)電路。這樣，電機(jī)將會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 。與模擬系統(tǒng)類似 , 全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)已發(fā)展成為緊湊式和模塊式兩大類，但全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)還是有模擬調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) ,技術(shù)更先進(jìn) ,操作方便。近年來(lái)，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。硬件電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速的控 制，以及電機(jī)速度的實(shí)時(shí)顯示。目前，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床等自動(dòng)控制的數(shù)控位置伺服系統(tǒng)。 H形橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括四個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見的是 15 腳的 Multiwatt 封裝的 L298N 內(nèi)部含四通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 測(cè)速方案的選擇 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的數(shù)字檢測(cè)基本方法是利用與電動(dòng)機(jī)同軸連接的光電脈沖發(fā)生器的輸出脈沖 頻率與轉(zhuǎn)速成正比的原理 [1]。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)選用了三菱直流 電機(jī)，額定電壓 12V，額定電流 1A，空載轉(zhuǎn)速3600r/min，負(fù)載轉(zhuǎn)速 2600r/min。 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。 8 位數(shù)據(jù)口分別連接到單片機(jī)的 到 的 8個(gè) I/O 口上。 本設(shè)計(jì)通過繼電器，用 5V 電壓控制 12V 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓，由電路 A 設(shè)定基準(zhǔn)電壓，正常狀態(tài)下 L298 第 15腳與第 1腳的輸出電壓在 1~ 之間，所以在 16 電路 A設(shè)置基準(zhǔn)電壓為 。 IN1— IN4 輸入引腳為標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，用來(lái)控制 H橋的開與關(guān)即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA、 ENB 引腳則為使 能控制端，用來(lái)輸入 PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。 22 進(jìn) 入 中 斷重 裝 定 時(shí) 器 值中 斷 次 數(shù) 加 1讀 取 計(jì) 數(shù) 器 值中 斷 次 數(shù)= 5 0 0 ？跳 出 中 斷清 零 中 斷 次 數(shù)顯 示 速 度YN 圖 轉(zhuǎn)速檢測(cè)子 程序 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試是系統(tǒng)開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。 軟件調(diào)試 單片機(jī)控制模塊軟件調(diào)試 經(jīng)過硬件調(diào)試之后，電路板的某些模塊必須要結(jié)合軟件調(diào)試才能確定能否具有設(shè)計(jì)的功能。 25 參考文獻(xiàn) [1]徐科軍 .傳感器 與檢測(cè)技術(shù) [M].電子工業(yè)出版社， 2020,9 [2]陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2020,2 [3]胡壽松 .自動(dòng)控制原理 [M].科學(xué)出版社， 2020,6 [4]華成英 .童詩(shī)白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].高等教育出版社， 2020,5 [5]鄭郁正 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].四川大學(xué)出版社， 2020,9 [6]牛昱光 .單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].電子工業(yè)出版社， 26 致 謝 在論文既將完成之際，我想對(duì)這段時(shí)間給予我極大支持，并在論文撰寫過程中給予我極大幫助的 侯芳林 老師以及 三 年當(dāng)中傳授我廣泛識(shí)的各科老師和曾給予過我鼓勵(lì)的廣大師兄師姐們，忠心的說一聲謝謝。 。速度調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)，在更改占空比調(diào)試的程序段后，效果有所改善。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。如圖 所示。 L298 內(nèi)部的每個(gè) H橋的下側(cè)橋臂晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳（ SENSEA 和 SENSEB）用來(lái)連接電阻檢測(cè)電流。這樣吸合、 釋放 ，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。 該液晶接口為 8位的數(shù) 據(jù)口， 5個(gè)控制端，該液晶控制有多種模塊，通過配置相關(guān)寄存器進(jìn)行操作，比如窗口操作，黑白顯示操作，讀取液晶某一像素點(diǎn)值，常規(guī)操作為在屏上一位置點(diǎn)寫一個(gè)顏色值比如說： 0Xffff,全白， 0X000 全黑。 P 1 . 0 / A D C 01P 1 . 1 / A D C 12P 1 . 2 / R x D 23P 1 . 3 T x D 24P 1 . 4 / S S5P 1 . 5 / M O S I6P 1 . 6 / M I S O7P 1 . 7 / S C L K8R S T9R x D1 0T x D1 1I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5W R1 6R D1 7X T A L 11 8X T A L 21 9GND20P 2 . 02 1P 2 . 12 2P 2 . 22 3P 2 . 32 4P 2 . 42 5P 2 . 52 6P 2 . 62 7P 2 . 72 8N A2 9A L E3 0E X L V D3 1P 0 . 73 2P 0 . 63 3P 0 . 53 4P 0 . 43 5P 0 . 33 6P 0 . 23 7P 0 . 13 8P 0 . 03 9V