【文章內(nèi)容簡介】 制的直流電機調(diào)速 系統(tǒng) 設計 9 圖 35 LCD1602 正反面 1602LCD 的特性 ? +5V 電壓，對比度可調(diào) ? 內(nèi)含復位電路 ? 提供各 種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能 ? 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM ? 內(nèi)建有 160 個 5X7 點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM ? 8 個可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM 本設計采用 16X2雙行顯示模式，不顯光標。 直流電機 本設計使用通用 24V 直流電機，最高轉(zhuǎn)速 600n/min 電路設計 CPU 單元原理圖 如 圖 35： P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL118XTAL019GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40CPU單片機123P1控制端子VCC12345678161514131211109R112345678161514131211109RVCCVCC123P2編碼器C1C212345678161514131211109R12YXTAL12345678161514131211109R3GND 圖 36 CPU 控制器原理圖 基于單片機控制的直流電機調(diào)速 系統(tǒng) 設計 10 單片機使用 5V 電源供電，晶振為 12MHz。雙列 24 個引腳分別引出并接到 排針上方便引出接線。 由原理圖可知，單片機 所有 I/O引腳接上拉電阻，所以 接受信號低電平有效，可有效避免 干擾 輸入 。 按鍵單元 原理圖 如 圖 36： ,本設計使用 SW8， SW12， SW16， SW20， SW9， SW13， SW17， SW21，分別對應按鍵為 SET， 左移， EXIT，加 1，右移光標，減 1 鍵 。當按鍵按下時，則向?qū)丝谳斎氲碗娖叫盘枴? 圖 37 4*4 矩陣鍵盤 L298N 驅(qū)動部分 原理圖 如 圖 37： EN A6EN B11IN15IN27IN310IN412OUT12OUT23OUT313OUT414ISEN A1ISEN B15VS4VSS9GND8U1L298N1KR11KR21KR31KR41KR51KR6C1POWERD11N4044D21N4044D31N4044D41N4044D51N4044D61N4044D71N4044D81N4044POWER1234P1電機接線端子100pFC2cap100pFC3cap100pFC4cap100pFC5cap123P1控制端子123P2控制端子 圖 38 L298N 驅(qū)動原理圖 電路中 為 保護 L298N 芯片 不被 電機產(chǎn)生的 感應電壓 擊穿 或燒壞，以 并聯(lián) 的方式接入八個續(xù)流二極管到電機 兩端，并與其形成 回路 ，使其產(chǎn)生的高 電動勢 在回路以續(xù) 電流 方式消耗，從而起到保護電路中的 L298N 芯片 不被損壞。 該驅(qū)動模塊可同時驅(qū)動兩個直流電機進行不同動作。本設計只用其中一路。從 P1 端輸入單片機控制信號，電機接在電機接線端子 2端口。 該模塊可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速；啟動性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大；工作電壓可達到 36V， 4A。 其功能對應如 下表 基于單片機控制的直流電機調(diào)速 系統(tǒng) 設計 11 信號 電機運行狀態(tài) 1高電平， 2高 電平， 3低電平 正轉(zhuǎn) 1低電平， 2高 電平， 3高電平 反轉(zhuǎn) 1高電平， 2低 電平， 3低電平 不轉(zhuǎn) 1低電平， 2低 電平， 3高電平 不轉(zhuǎn) 液晶接口電路 如 圖 38： 圖 39 LCD1602 原理圖 液晶顯示屏顯示兩行，上行顯示設定轉(zhuǎn)速，下行顯示實時轉(zhuǎn)速。 電路板焊接 本設計單片機與 L298N 驅(qū)動部分需焊接， LCD1602 與單片機采用插槽插線連接 ，電機用導線接到驅(qū)動的電機接線端子，編碼器使用插線插入 CPU 板的插槽上。 連接個單元，用萬用表測試 各個連線是否有短路，虛焊，斷路情況，即使排除。 單片機程序編寫及燒錄 程序設計軟件簡介 本設計使用的編程語言為單片機匯編語言，編譯軟件為 Keil uVision3 （ 1） Keil uVision3 簡介 KeilSoftware 公司推出的 uVision3 是一款可用于多種 8051MCU 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，該 IDE 同時也是 PK51 及其它開發(fā)套件的一個重要組件。除增加了源代碼、功能導航器、模板編輯以及改進的搜索功能外， uVision3 還提供了一個 基于單片機控制的直流電機調(diào)速 系統(tǒng) 設計 12 配置向?qū)Чδ?，加速了啟動代碼和配置文件的 生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標 MCU，包括指令集、片上外圍設備及外部信號等。 uVision3 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCUI、 O引腳和外設狀態(tài)變化下的程序變量。 uVision3 提供對多種最新的 8051 類微處理器的支持，包括 AnalogDevices的 ADuC83x 和 ADuC84x，以及 Infineon 的 XC866 等。 為最新漢化版，全中文環(huán)境，支持 PA51 中文單片機匯編，可實現(xiàn)全中文編程、動態(tài)子程序庫調(diào)用、自動漢字字模生成、自動圖像數(shù)據(jù)生成等諸多強大功能。 （ 2） Keil uVision3 使用 Keil uVision3 創(chuàng)建一個工程的一般步驟為 （假如電腦上已經(jīng)安裝 Keil uVision3 軟件，如尚未安裝，則按安裝說明正確安裝） ： 第一步： 雙擊打開 Keil uVision3 開發(fā)軟件； 第二步： 單擊菜單欄“ Project”下拉菜單找到“ New Project”，在對話框中輸入項目名 “基于單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng) ” 及要存儲的路徑； 第三步：選擇單片機類型，本設計使用 STC89C52RC（如找不到則需另外下載STC 類型單片機的補丁）； 第四步：單擊“ File”下拉菜單找到“ New” ，新建文本框， 輸入單片機匯編語言，輸入完畢后保存文件 ，命名為基于單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng)程序 ，格式為 ASM； 第五步：鼠標右擊“ Project Workspace ”區(qū)域的“ Source Group 1”，在彈出的菜單中選擇 Add Files To Group ‘ Source Group 1’ ,選中上面一步保存的文件，確定； 第六步：鼠標右擊“ Project Workspace ”區(qū)域的“ Target 1” 在彈出的菜單中選中 “ Option For Target 1” ，在彈出的對話框中將“ Target” 中“ Xtal（ MHz）”改為 12MHz，將“ Output”中 “ Create Executable”欄“ Create HEX Fi”勾選，以便將編寫的程序轉(zhuǎn)換成單片機的機器語言，方便將程序燒寫入單片機中 第七步：單擊“ Project”找到“ Build Target”，或者直接按下 F7 鍵，編譯程序，會產(chǎn)生一個以項目名命名的格式為 HEX 的文件，此文件是單片機可以識別執(zhí)行的文件。 基于單片機控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 程序 設計 本程序使用的編程語言為 C51，是 C 語言在 8051 系列單片機上的實現(xiàn)，使用特定的編譯器，拋棄 C語 言中不適合 51 的一些特性，而加入對 51 單片機的“本地 基于單片機控制的直流電機調(diào)速 系統(tǒng) 設計 13 化”適應。 程序流程圖如 圖 310： 初 始 化 系 統(tǒng) 變 量 ；給 定 定 時 器 初 值 并啟 動 中 斷 。初 始 化 屏 顯掃 描 設 定 轉(zhuǎn) 速 并 顯示 更 改 ， 若 無 修 改則 跳 過 此 步比 較 設 定 轉(zhuǎn) 速 與 實時 轉(zhuǎn) 速 得 出 差 值中 斷 掃 描 由 編 碼 器傳 送 的 脈 沖 計 算 實時 轉(zhuǎn) 速 并 屏 顯 此 時轉(zhuǎn) 速中 斷 讀 取 轉(zhuǎn) 速 差值 ， 調(diào) 節(jié) 固 定 頻 率脈 沖 的 占 空 比 圖 310 程序流程圖 程序說明 如下： 啟動調(diào)速系統(tǒng)， CPU 內(nèi)部初始化系統(tǒng)全局變量并對相應定時器計數(shù)器賦值 。初始化屏顯，使 LCD1602 顯示為兩行，第一行為“ SET_N： 000 n/M”即設定速度為000 轉(zhuǎn) /分鐘，第二行顯示“ NOW_N： 000 n/M”即實時轉(zhuǎn)速為 000 轉(zhuǎn)每分鐘。進入循環(huán)掃描模式。掃描設定速度，如設定速度改變則改變屏顯顯示當前設定轉(zhuǎn)速 ，如當前屏顯的設定轉(zhuǎn)速為 0 n/min,想要設定轉(zhuǎn)速為 311 n/MIN，則，首先按下 SET 鍵，進入按鍵輸入模式，單擊↑按鈕增加百位數(shù)數(shù)值，單擊三次則屏顯設定轉(zhuǎn)速變?yōu)椤?300” ； 單擊→按鈕一次，右移一位到十位，單擊↑按鈕一次，則屏顯設定轉(zhuǎn)速變?yōu)椤?310” ； 再次單擊→一次，右移一位到個位，單擊↑一次，則屏顯設定轉(zhuǎn)速變?yōu)椤?311”。 如不按下 SET 鍵則跳過屏顯設定轉(zhuǎn)速變更，進入實時轉(zhuǎn)速掃描。本設計使用定時器 0 作為脈沖輸入采集端口，采集旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號；使用定時器 1 作為中端源，每過 250 s? 系統(tǒng)內(nèi)部的一個計數(shù)器就會加 1，同時判斷此計數(shù)器是否等于 1000，等于一千則到 ，采集定時器 0此時段接收