【正文】 發(fā)展，使人類(lèi)社會(huì) 進(jìn)入了自動(dòng)化 的 新 時(shí)代，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 和 其他學(xué)科領(lǐng)域 的 交叉融合，促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展和專(zhuān)業(yè) 發(fā)展 ，引發(fā)了新興交叉學(xué)科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 2 直流電機(jī)工作原理 直流電機(jī)電路 構(gòu)造 如圖 11 所示，磁極 S、 N間裝 有 一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個(gè)線(xiàn)圈 abcd。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的 飛速 發(fā)展，直流傳動(dòng)系統(tǒng) 普遍采用了微處理器 ，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制。過(guò)載能力 強(qiáng) ,能 夠 頻繁 承受沖擊負(fù)載 ,可 以 實(shí)現(xiàn)頻繁的 無(wú)級(jí)快速起動(dòng)、制動(dòng)和 正 反轉(zhuǎn) 。而在 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)利 用了 PWM 技術(shù)后，避免了 上述 的缺 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字方式來(lái)控制模擬信號(hào)，可以大幅度降低支出 成本 和功 率損 耗。調(diào)壓調(diào)速法 因?yàn)?平滑度高、能耗 低 、精度 準(zhǔn)確 等優(yōu)點(diǎn) , 在工業(yè)生產(chǎn)中 得到了 廣泛使用 , 尤其 PWM 應(yīng)用更為廣泛。直流電機(jī)的速度 有 10 個(gè)等級(jí) 構(gòu)成 ， 所以 一個(gè)周期就有 10個(gè)脈沖 組成 ，周期為一百個(gè)脈沖的時(shí) 長(zhǎng)構(gòu)成 ，速度等級(jí) 與 一個(gè)周期的高電平脈沖的個(gè)數(shù) 相關(guān)聯(lián) 。 RESET： AT89S52 的重置引腳，高電平動(dòng)作， 當(dāng)要對(duì)晶片重新改動(dòng)時(shí) ，只要對(duì)此引腳電平提升 到 高電平并 在 兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間 保持不變 ， AT89S51 就能夠完成系統(tǒng)要求的 的各項(xiàng)動(dòng)作， 就能讓 內(nèi)部特殊功能寄存器 中的數(shù)據(jù)都 被設(shè)成已知狀態(tài)， 而且 至地址 00000H 處開(kāi)始 輸入 程序代碼而執(zhí)行程序 命令 。 PORT2（ ～ ）： 端口 2電路內(nèi)的雙向 I / O 端口 ,每八針可以推動(dòng) LS TTL 負(fù)載 ,如果輸出端口 2 設(shè)置為高電平時(shí) ,端口可以作為輸入端口使用。在 FLASH 編程 ,進(jìn)入銷(xiāo)編程脈沖。 AT89S52 的內(nèi)部資源 AT89S52有 12個(gè)中斷源 :兩個(gè)外部中斷 (INT0和 INT1),5定時(shí)中斷定時(shí)器 (0,1,2)和一個(gè)串行中斷。例如， 以 下 的直接尋址 命令 訪(fǎng)問(wèn) 0A0H（ P2口）存儲(chǔ)單元 。當(dāng) Vs=40V 時(shí)，最高輸出電壓可達(dá) 35V ， 最高 電流可達(dá) 3A 。 圖 46 H 橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，保證 H 橋上兩個(gè)同側(cè)的 晶體管 不 能 同時(shí) 接通是非常重要的 。 這種 P W M 調(diào)速器 利用 定時(shí)器 0 中斷 的方法出現(xiàn)了 PW M 脈沖， PW M 控制子程序也就是 計(jì)時(shí) 器 0 的 停止 服務(wù)程序。要使哪根發(fā)光二極管， 這和它對(duì)應(yīng)的負(fù)極與低電平相連 。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 23 圖 412 獨(dú)立式鍵盤(pán) 獨(dú)立式鍵盤(pán)與單片機(jī)的鏈接 本設(shè)計(jì)中有五個(gè)獨(dú)立式按鍵，分別 調(diào)節(jié) 電機(jī)的加 、 減速、正反轉(zhuǎn)、急停和系統(tǒng)的復(fù)位，獨(dú)立式按鍵與單片機(jī)的具體連接見(jiàn)圖 413。當(dāng)要顯示數(shù)值時(shí)，首先 要 選擇顯示的數(shù)碼管，然后選出 與之相結(jié)合 的字段碼。 進(jìn)一步加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，從中學(xué)習(xí)到如何去思考和解決問(wèn) 題，以及如何靈活地改變方法去實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案。在此，我再說(shuō)一次謝謝！謝謝大家?。。?。無(wú)論是在硬件 設(shè)計(jì) 還 是軟件設(shè)計(jì)上，我都遇到了不少的問(wèn)題，在克服困難的過(guò)程中，我學(xué)到了許多 東西 ，特別是在課堂上學(xué)不到的基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 28 東西如（ PWM）。具體流程圖見(jiàn)圖 52。這兩類(lèi)鍵盤(pán)的主要差別 是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。嚴(yán)格地講， 我們通常說(shuō)的 LED應(yīng)該 只能對(duì)于 發(fā)射可見(jiàn)光的二極管； 產(chǎn)生 近紅外輻射的二極管 被稱(chēng)為 紫 外發(fā)光二極管（ IRED,Infrared Emitting Diode）；發(fā)射 最大值 波長(zhǎng)在可見(jiàn)光短波限 左右 ，由 少數(shù) 紫外輻射的二極管稱(chēng)為 紅外 發(fā)光二極管；但是 平常我們都把 上述三種半導(dǎo)體二極 叫做 發(fā)光二極管 。本系統(tǒng)中選用與 M CS 一 51 系列完全共同使用 的 AT89C52 單片機(jī)，它是一種 功率損耗小 、 大 性能、 C M OS 八位微處理器。根據(jù)當(dāng)前圖中箭頭所示 ,電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng) 動(dòng)。由 L298 構(gòu)成的 PW M 功率放大器的工作形式為 一個(gè) 單極可逆模式。 128 字節(jié)和特殊功能寄存器地址相同 。注意加密模式 0 / EA 將內(nèi)部鎖定重置 為 RESET， 當(dāng) / EA 端保持高電平時(shí) ,這里的內(nèi)部程序內(nèi)存。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。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。 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(xiàn) 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。 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(pán)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) 。 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) 。 見(jiàn) 圖 21。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。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。其中脈寬調(diào)制 是常用的一種調(diào)速方法。s major electrical panies are racing to develop digital speed 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。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。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。 勵(lì)磁電流 If：施加 在 電機(jī)線(xiàn)圈上的電流。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。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。也正因?yàn)?這樣 ， PWM 也 被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置” ，見(jiàn)圖 31所示。 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 。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 。 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) 。 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。這個(gè)時(shí)候只有在執(zhí)行 ALE MOVX MOVC指令 才起到作用 ?？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。 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。電路 被稱(chēng)為 “ H 橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤?類(lèi)似于英文 H。 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。 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。 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 CE