畢業(yè)論文(多軸電機控制傳動系統設計)(編輯修改稿)
2025-02-12 19:28 本頁面
【文章內容簡介】 單片機原理概述及應用系統 單片機是把微型計算機主要部分都集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機。圖 21中表示單片機的典型結構圖。由于單片機的高度集成化，縮短了系統內的信號傳送距離，優(yōu)化了結構配置，大大地提高了系統的可靠性及運行速度，同時它的指令系統又很適合于工業(yè)控制的要求，所以單片機在工業(yè)過程及設備控制中得到了廣泛的應用。 圖 21 單片機結構 單片機在進行實時控制和實時數據處理時，需要與外界交換信息。人們需要通過人機對話，了解系統的工作情況和進行控制 。單片機芯片與其它 CPU 比較，功能雖然要強得多，但由于芯片結構、引腳數目的限制，片內 ROM、 RAM、 I/O 口等不能很多，在構成實際的應用系統時需要加以擴展，以適應不同的工作情況。單片機應用系統的構成基本上如圖 22 所示。 圖 22 單片機的應用系統 單片機應用系統根據系統擴展和系統配置的狀況，可以分為最小應用系統、最小功耗系統、典型應用系統。本設計是設計一款最小應用系統，最小應用系統是指能維持單片機運行的最簡單配置的系統。這種系統成本低廉、 結構簡單，常用來構成簡單的控制系統，如開關量的輸入 /輸出控制、時序控制等。對于片內有 ROM/EPROM 的芯片來說 ,最小應用系統即為配有晶體振蕩器、復位電路和電源的單個芯片；對與片內沒有ROM/EPROM 芯片來說，其最小應用系統除了應配置上述的晶振、復位電路和電源外，還應配備 EPROM 或 EEPROM 作為程序存儲器使用。 AT89C51 單片機簡介 AT89C51 的主要參數 如表 23 所示： 型號 存儲器 定時器 I/0 串行口 中斷 速度 （ MH） 其 它 特點 E178。PROM ROM RAM 89C51 4K 128 2 32 1 6 24 低電壓 AT89C51 含 E178。PROM 電可編閃速存儲器。有兩級或三級程序存儲器保密系統，防止E178。PROM 中的程序被非法復制。不用紫外線擦除，提高了編程效率。程序存儲器 E178。PROM容量可達 20K 字節(jié)。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 高密度非易 失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。 其引腳如圖 24 所示。 圖 24 單片機的引腳排列 主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門 電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時， 它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： P3 口管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出 口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以 不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定
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