【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)的心臟。 29 引腳一般用于擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器空間。當(dāng)次引腳輸出低電平的時(shí)候，選通外部程序存儲(chǔ)器。如果輸出高電平，則不選擇外部存儲(chǔ)器，即沒(méi)有選擇存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。單片機(jī)上電默認(rèn)高電平。 30 引腳跟 29 引腳差不多，也是單片機(jī)的存儲(chǔ)空間不足的時(shí)候用于，通過(guò)使用外部的存儲(chǔ)器，來(lái)擴(kuò)展單片機(jī)自身存儲(chǔ)空間的不足，從而改善單片機(jī)存儲(chǔ)空間第 4 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 的問(wèn)題。 31 引腳也是跟程序存儲(chǔ)器相關(guān)的控制端口，在開(kāi)發(fā)應(yīng)用中一般很少用到，因?yàn)殡S著社會(huì)的發(fā)展，單片的發(fā)展 非常迅速，單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)空間是足夠用的，所以這些第二功能是很少用到的，并且現(xiàn)在已經(jīng)有很多更低功耗的單片機(jī)，更大的存儲(chǔ)器的單片機(jī)已經(jīng)被生產(chǎn)應(yīng)用，并逐漸占領(lǐng)低端單片機(jī)的市場(chǎng)。 39 引腳至 32 引腳是 P0 端口的輸出輸入引腳，其輸出端口漏極開(kāi)漏，與 P2口結(jié)合可作為 16 跟地址總線服用端口。當(dāng)作為普通的 I/O 端口的時(shí)候，需要上上 10K 的拉電阻，否則 P0 端口不能正常工作。 40 引腳為 VCC，是給芯片供電的引腳，額定電壓為 5V，并且該引腳旁邊要加上濾波電路，防止電壓波動(dòng)很大的時(shí)候燒毀芯片。 20 引腳為 GND，很顯然是單片機(jī) 的接地引腳，為電路各處的電壓提供一個(gè)基準(zhǔn)值。 P1 口的部分管腳的第二功能如表 4 所示： 表 4 P1 口的部分管腳的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 T 定時(shí)器 2 的復(fù)用引腳，或者輸出一個(gè)時(shí)鐘脈沖 T2/C2 的控制輸入引腳 MOSI 即主出從入，用于 SPI 通信 MISO 即主入從出，用于 SPI 通信 SCK 時(shí)鐘信號(hào)，用于 SPI 通信 P3 口的部分管腳的第二功能如表 5 所示： 表 5 P3 口的部分管腳的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD 串口接收 T0 的外部計(jì)數(shù)器輸入 TXD 串口輸出 T1 外部計(jì)數(shù)器輸入 外部中斷 0 允許外部寫(xiě)入引腳 外部中斷 1 允許外部讀取引腳 時(shí)鐘電路 圖 5 為單片機(jī)的時(shí)鐘單元電路，晶振采用 12MHz， C1 和 C2 均為 22pF 的第 5 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 陶瓷電容。 51 單片機(jī)會(huì)對(duì)時(shí)鐘電路進(jìn)行 12 分頻，給單片機(jī)提供機(jī)器時(shí)鐘。時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。單片機(jī)就是通過(guò)復(fù)雜的時(shí)序電路完成不同的指令功能的。 12X1C1C2GNDX2X1 圖 5 時(shí)鐘電路 單片機(jī)復(fù)位電路 圖 6 是系統(tǒng)復(fù)位電路 [3]， C3 為 10UF 的電解電容， R2 是 10K 的電阻， REST是低位按鍵。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分 合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位引腳保持高電平 2 個(gè)機(jī)器周期以上，就會(huì)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 VCCR2GNDC3CAPRESTRST 圖 6 復(fù)位電路 第 6 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 霍爾傳感器電機(jī)采樣電路 霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。 本系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器型號(hào)為 A3144。其內(nèi)部集成了信號(hào)放大電路、整形電路、輸出電路。當(dāng)霍爾傳感器采集到外部脈沖信號(hào)以后，通過(guò)內(nèi)部集成小信號(hào)放大器電路把信號(hào)放大，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器整形，最后通過(guò)一個(gè)集電極開(kāi)漏的三極管輸出。該傳感器為開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，所以輸出為數(shù)字信號(hào)。由于集電極開(kāi)漏，所以在應(yīng)用的電路中，需要加一個(gè) 10K 左右的上拉電阻 R1。1 引腳為 VCC， 2 引腳為 GND， 3 引腳為信號(hào)輸出端。 112233J1A3144VCCGNDR1VCCP35 霍爾傳感器 A3144 電路 A3144 霍爾開(kāi)關(guān)的工作原理及應(yīng)用說(shuō)明 根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件 [4]。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 霍爾傳感器 A3144 是 Allegro MicroSystems 公司生產(chǎn)的寬溫、開(kāi)關(guān)型霍爾效應(yīng)傳感器，其工作溫度范圍可達(dá) 40℃ ～ 150℃ 。它由電壓調(diào)整電路、反第 7 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 相電源保護(hù)電路、霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、微信號(hào)放大器、施密特觸發(fā)器和OC 門(mén)輸出極構(gòu)成，通過(guò)使用上拉電阻可以將其輸出接入 CMOS 邏輯電路。該芯片具有尺寸小、穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點(diǎn)，有兩種封裝形式，一種是 3 腳貼片微小型封裝，后綴為 “LH”；另一種是 3 腳直插式封裝，后綴為 “UA”[5]。 A3144E 系列單極高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器是由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。它是一種單磁極工作的磁敏電路，適用于矩形或者柱形磁體下工作?？蓱?yīng)用于汽車(chē)工業(yè)和軍事工程中。 霍爾傳感器的外形圖和與磁場(chǎng)的作用關(guān)系如圖 所示。磁場(chǎng)由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用。 （ a）霍爾元件和磁鋼 (b) 管腳圖 圖 霍爾傳感器的外形圖 霍爾傳感器測(cè)量原理 測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的第一步就是要將電機(jī)的轉(zhuǎn)速表示為單片機(jī)可以識(shí)別的脈沖信號(hào)，從而進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)?；魻柶骷鳛橐环N轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的傳感器，它有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因此選用霍爾傳感器檢測(cè)脈沖信號(hào)，其基本的測(cè)量原理如圖 所示，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后輸出到計(jì)數(shù)器或其他的脈沖計(jì)數(shù)裝置，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測(cè)量 [6]。 第 8 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 霍爾器件測(cè)速原理 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 本系統(tǒng)采用型號(hào)為 RF300FA 的直流電機(jī)，額定供電電壓為 ，在本系統(tǒng)中采用 5V 供電。由于電機(jī)直接由電源供電，不是采用單片機(jī)單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)，所以無(wú)需在添加驅(qū)動(dòng)電路，即可適用于系統(tǒng)應(yīng)用。 J6 是直流電機(jī)接口，電位器PR3 為 10K，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器可改變通過(guò)電機(jī)的電流，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。 12J6MOTROVCCPR3GND 圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 顯示電路 第 9 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 顯示電路采用四位一體數(shù)碼管，電路設(shè)計(jì)為橫流驅(qū)動(dòng)方式，使數(shù)碼管亮度均勻。 Q Q Q Q4 均