【文章內(nèi)容簡介】 可以使用 ISP 下載線在線編程擦寫，即不必將 IC芯片拆下，直接在電路板上進行程序修改、下載等操作。這樣對程序的調(diào)試和升級都很方便 。 目前支持芯片有 AT89S51,AT89S52,AT89S53， 下載線引腳定義： 第 1 腳： MOSI 第 2腳： VCC 第 3 腳： NC 第 4腳： GND 第 5 腳： RESET 第 6腳： GND 第 7 腳： SCK 第 8腳： GND 第 9 腳： MISO 第 10腳： GND 圖 581 ISP 原理圖 圖 582 下載線實物圖 6 電子電路的調(diào)試與運行 WAVE 系列仿真軟件及其軟件調(diào)試 本次設(shè)計的程序是用 C語言編寫的，原本想用匯編語言編寫，但匯編語句太多太長，看起來很麻煩沒有 C語言簡潔，比如一些循環(huán)語句比匯編寫出來簡單很多 ，短很多。 程序用仿真軟件進行仿真，我用的是 WAVE 仿真軟件，它是集編輯、編譯 /連接、加載、調(diào)試等為一體的集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）。用戶可以在同一界面環(huán)境中完成所有任務(wù)。它是利用宿主機上豐富的資源及良好的開發(fā)環(huán)境開發(fā)和仿真調(diào)試目標機上的軟件。然后通過串行口將編譯生成的目標代碼傳輸下載到目標板上，并用調(diào)試器在調(diào)試軟件支持下進行實時分析和在線仿真調(diào)試。最后，目標板在特定環(huán)境下編程脫機運行。 我們用仿真器主要是檢查程序是否有錯，并且在沒燒入單片機前可以對其進行仿真對程序是否實現(xiàn)所要求的性能進行檢測。 在程序輸入后對 其進行編譯，由于我的程序有些是從網(wǎng)上下載的，編譯沒出現(xiàn)多少錯誤，主要是變量總是漏了忘記定義，我把在程序中沒定義的除了是局部變量的，我會在該程序前對它進行定義，其他我都是在最前面進行全局變量定義。我把程序分為幾部分，每部分都實現(xiàn)的功能不同，把所要用的全局變量在其中一部分進行統(tǒng)一定義，如 bit on_off。//運行與停止標志， bit dir。//方向標志， unsigned char motor_mode。//運 行模式選擇等。還有 for 循環(huán)和 while 循環(huán)的跳出調(diào)入我經(jīng)常弄不懂，我就用 WAVE 仿真器的單步跟 蹤看它的跳轉(zhuǎn)。最讓人郁悶的是明明覺得程序沒錯，可編譯顯示有錯。有時看半天就是找不出來，后來跟同學討論，很多是沒有正確調(diào)用語句，想調(diào)用別的語句沒有加以說明。其實在程序方面由于部分是從網(wǎng)上下的，錯誤并不是很多?？赏ㄟ^ WAVE仿真器對程序進行仿真時就出了很多問題。 在進行仿真時首先出現(xiàn)的是程序和我設(shè)計的按鍵連接管腳不符，我的按鍵接法是 K1接 ； K2 接 ； K3接 ； K2 接 ，它們和程序的按鍵接口不符，我就在全局定義中把按鍵定義成全局變量如下 sbit KEY1=P1^3。// K1； sbit KEY2=P1^7。// K2 ； sbit KEY3=P1^5。// K3 ； sbit KEY4=P1^4。// K4 這樣在下面的程序中就直接引用 KEY變量就可以了。 還有就是顯示部分我按照自己的設(shè)計用 RUN RUN 來顯示工作的兩種功能，我對顯示程序的寄存器地址進行了修改，還有我把 4 個數(shù)碼管的個 、 十 、 百 、 千位用自己的算法進行了修改。 要注意的是顯示中斷和步進中斷要處理好它們的協(xié)調(diào)，開始我設(shè)計它們的中斷是同一個，但經(jīng)過仿真發(fā)現(xiàn)問題就對他們使用了不同的中斷，而且輸入的頻率不能太高 ，步進電機的每拍的間隔時間不能太短，否則電機來不及響應。 這程序最主要的部分是主程序，我設(shè)計的步進電機加電后只要有脈沖就可以運行，但要對它進行控制就要在主程序中對它進行編程，其中主要的是對它的按鍵情況判斷來實現(xiàn)相應的功能。 按鍵程序的主要功能是：通過不同的按鍵控制步進電機的運行狀態(tài)。 本設(shè)計有 3 個功能模塊： 模塊 1：實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)數(shù)的控制如加速或減速。 按 K1 數(shù)碼管顯示 RUN1，進入模式 1。 按 K3 每按一次速度加 1， K4 每按一次速度減 1。 長按 K3 每次速度加 10，長按 K4 每次速度減 10。 長按 K2 推 出 功能 2：實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)數(shù)的正反轉(zhuǎn)控制。 按 K1 數(shù)碼管顯示 RUN1，進入模式 2. 再按 K1 正轉(zhuǎn) 再按 K1 反轉(zhuǎn) 長按 K2 推出 模塊 3：實現(xiàn)步進電機的點動。 按 K1 看到數(shù)碼管顯示 RUN2，再長按 K1 顯示 RUN 就進去模塊 3，進行點動。 硬件調(diào)試： 我的電路板分為兩部分控制部分和驅(qū)動部分，中間用光電耦合器進行隔離，用AT89S52 單片機輸出脈沖并通過驅(qū)動器控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 我這次的畢設(shè)第一次嘗試用貼片電阻和雙面板。由于設(shè)計時電阻太多如果用普通插件電阻的話，我要打很多孔而且在布線上增加了一定 難度，電路板的面積也一定不小。因此我用貼片電阻可以不用打孔，板子做出后看起來器件較少比較整潔，所占面積也不大。但問題也出來了，在印刷 PCB 時底面和頂面容易對不齊，那打孔時造成底面和頂面不能互連。我采取的方法是在雙面敷銅板擦洗干凈，先用針將打印在敷臘紙上的頂層鏡像銅膜走線圖的四角的定位過孔中心鉆個小孔，再將頂層鏡像銅膜走線圖復蓋在敷銅板上，四周用小片透明膠紙暫固定，用臺鉆將四個定位小孔鉆透。再將打印在敷臘紙上的底層銅膜走線圖小心地復蓋到另一面敷銅板上，注意對準定位過孔位置，四周仍用小片透明膠紙暫固定，最后再用 電熨斗進行兩面輪流熱壓，冷卻后敷臘紙掀起，底層銅膜走線圖和頂層鏡像銅膜走線圖就準確地轉(zhuǎn)印到雙面敷銅板上了。這樣就解決了雙面板布線的問題?？偟膩碚f布線還挺成功，就是在布局方面要加強下。焊好后看 PCB 圖仔細對照板子看是否有漏焊的地方，我還在陽光下對太陽看了下是否有虛焊，總體來說板子沒出現(xiàn)什么問題。有幾個過孔我用鐵絲插入過孔焊死整個孔。 在我的調(diào)試過程中，我想調(diào)試電源部分，我用 7805 和 7812 來提供電源，但剛工作沒多久就發(fā)現(xiàn) 7812 出現(xiàn)發(fā)熱并可以聞到燒焦的聞到，當時還以為 7812 燒掉了，理論我是用 7805 輸入 + 輸出 +5V， 7812 輸入 +15V 輸出 +12，但由于步進電機沒買到合適的就在二手市場買了個二手步進電機，上面沒有表明參數(shù)，它的輸入電壓我就不能按設(shè)計加入。經(jīng)過實際調(diào)試，我發(fā)現(xiàn) 7812 輸人電壓的電壓要在 7~12V 范圍內(nèi)，輸入輸出電壓差控制在 3V 以內(nèi)，要不然 7812 會很快發(fā)燙，并給 7812 加了塊散熱片。 在檢測我設(shè)計的上電復位時，我發(fā)現(xiàn)雖然沒什么問題，但可以在設(shè)計好點。在實際工作中我給電路板通電后顯示的是我設(shè)置的初始狀態(tài)。本來我可以使用按鍵復位這樣可以手動控制復位方式，這樣運行中復位可以不斷開電源，由于設(shè) 計時沒想到那么多，這是我設(shè)計的一個不足。 我檢測 AT89S51 的 20 和 40 引腳之間的電壓為 +5V，單片機可以正常工作。其他器件連接沒錯能正常工作，而 L298N 沒有控制功能所以我檢測它的引腳焊接。在都沒問題后，給電路板接電后通過控制 4 個鍵讓步進電機按程序設(shè)計的狀態(tài)運行。經(jīng)過測量在電壓不變的情況下，當步進電機轉(zhuǎn)速為 2時電流為 ，當轉(zhuǎn)速為 50 時電流為 ，轉(zhuǎn)速越快電流越小，因為 當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相 電流減小，供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流來確定 ，當轉(zhuǎn)速大于 50 后步進電機的運動基本看不出來，盡量把轉(zhuǎn)速設(shè)置在 2 到 50 范圍內(nèi)。 程序部分 程序分成以下幾部分： （ 1）判斷鍵號部分：判斷是否有鍵按下。 （ 2）顯示部分：使用動態(tài)掃描方式，顯示工作模式和轉(zhuǎn)速。 （ 3）通電方向部分 :控制步進電機的正 、 反轉(zhuǎn)的判斷。 （ 4）步進電機控制部分及主程序：控制步進電機的各項工作模式。 按鍵程序流程圖：（按鍵鍵號說明： K K K K4長按時鍵號為 K K K K8） 延時 10MS 判斷 建號 為長按 按鍵鍵號加 4 按鍵掃描 延時 20MS N Y Y N Y N 按下超過200ms 有鍵按下 有鍵按下 //按鍵掃描程序 char key(void) { unsigned char key_code,kk。 if(0xff!=(0x47|P1))//按鍵是否按下 { delay10ms()。 //延時去抖 if(0xff!=(0x47|P1))//按鍵是否按下 { switch(0x47|P1)//有鍵按下 { case 0xf7: key_code=1。 break。//k1 按下 case 0x7f: key_code=2。 break。//k2 按下 case 0xdf: key_code=3。 break。//k3 按下 case 0xef: key_code=4。 break。//k4 按下 default: key_code=0。 break。 } for(kk=0。0xff!=(0x47|P1)。kk++)//等待按鍵釋放 { delay10ms()。 if(kk20) //按鍵按下超過 200MS 為長按 { kk=20。 key_code=key_code+4。 //長按時鍵號加 4 return(key_code)。 } } if(kk=20)//長短鍵識別 key_code=key_code+4。 } else { key_code=0。 } } else { key_code=0。 } return(key_code)。 } 擴展部分 除了完成畢設(shè)的要求，在原來的基礎(chǔ)上擴展了點動的功能。由于單片機是通過程序產(chǎn)生的脈沖來控制步進電機。所以在原 有的程序上加上了點動程序，它實現(xiàn)步進電機一步一步的轉(zhuǎn)動，進入點動功能后除用 K2 退出鍵就只能用 K K4 鍵控制電機運動，如果按鍵 K3 控制電機正向點動，那么 K4 控制反向的點動，長按 K2 鍵退出。 實現(xiàn)點動功能程序如下 case 1: { disp_bit=0。 Led_disp[0]=0x18。 Led_disp[1]=0x1d。 Led_disp[2]=0x14。 Led_disp[3]=0x02。//顯示 RUN2 if(key_code==5) //長按 K1 { //模式 1 點動 disp_bit=0。 Led_disp[0]=0x18。 Led_disp[1]=0x1d。 Led_disp[2]=0x14。 Led_disp[3]=0x1c。//顯示 RUN 進入點動模式 TR1=1。 while(key_code==5) { if(KEY3==0)//如果按 K3為正轉(zhuǎn) { motor_mode=1。//模式 1:每次按下轉(zhuǎn)速加 1 on_off=1。 dir=0。 //正轉(zhuǎn) //rev=5。 } else if (KEY4==0) //如果按 K4為反轉(zhuǎn) { motor_mode=1。 on_off=1。 dir=1。 //反轉(zhuǎn) //rev=5。 } else if (KEY2==0) //如果 K2 按下 { key_code=6。 //長按 K2退出 on_off=0。 //停止 } else { on_off=0。 } } } break。 } 主程序框圖 轉(zhuǎn)速每次減 1 Y 進入點動 正轉(zhuǎn) 按 K3 按 K4 反轉(zhuǎn) 不斷按 K3 轉(zhuǎn)速加 1 不斷按 K4 N Y 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) N N Y Y Y N N Y N 擴展點動功 能框圖 按要求所需功能框圖 主程序 長按