【文章內(nèi)容簡介】 L9110電機驅(qū)動電路 L9110芯片 L9110 是 電機驅(qū)動芯片。它是 兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 集成電路 之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。該芯片有兩個 TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過 750～800mA 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達 ～ ； 同時它具有較低的輸出飽和壓降； 內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。 L9110 被廣泛應用于玩具 汽車電機驅(qū)動、步進電機驅(qū)動和開關(guān)功率管等電路上 [15]。 它具有以下 特點： 低靜態(tài)工作電流；寬電源電壓范圍； ；電流輸出能力 為 每通道 800mA；較低的飽和壓降； TTL/CMOS 輸出電平兼容，可直接連 CPU； 輸出內(nèi)置鉗位二極管，適用于感性負載； 控制和驅(qū)動集成于單片 IC 之中；具備管腳高壓保護功能；工作溫度： 0℃ 80℃。 圖 35 電機驅(qū)動電路 L9110的電機芯片根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定的操作時序，由 IB和 IA引腳共同決定江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 12 頁 共 42 頁 轉(zhuǎn)動狀態(tài)，從而使 L9110電機驅(qū)動芯片的 OA和 OB引腳分別輸出不同的電平組 合而驅(qū)動電機進行正轉(zhuǎn) 或 反轉(zhuǎn)。 L9110電機的 3和 4引腳都是接入 VCC即 5V的電源。電機上并聯(lián)的 104電容是吸收電機運轉(zhuǎn)過程中發(fā)出的干擾，以免影響整體電路的穩(wěn)定性。 1602液晶顯示器電路 1602液晶顯示器 （ 1） 液晶顯示的原理 液晶顯示原理是液晶 的物理性質(zhì)的使用，電壓控制顯示 區(qū)域 ， 區(qū)域電壓的不同就 可以顯示圖形 及字符。市場上銷售的 液晶顯示器 在 個人電腦、智能手機、電視機 、數(shù)字攝 影機 等眾多領(lǐng)域 都有應用 。 （ 2） 液晶顯示器的分類 目前 液晶顯示 器在市場上有各種各樣的型號及種類 ， 如果按照 其顯示 器 的工作方式 分 ，可分 為段式、字符式、點陣式等。 LCD 不僅擁有 顯示 黑白 、 彩色 等各種顏色的能力 ，還有 可以根據(jù)外界光強調(diào)整 灰度 的功能 。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可分為靜態(tài)驅(qū)動， 單純 矩陣 驅(qū)動 和有源矩陣驅(qū)動 三種。 圖 36 1602 液晶顯示器引腳圖 引腳接口說明如表 31所示 : 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 13 頁 共 42 頁 表 31 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 第 1腳： VSS 為地電源。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3腳： VL 是用來 調(diào)整 液晶顯示器對比度 的端口 ， 如果該引腳是高電平那么對比度最小 ， 如果是低電平對比度那么最高，不過對比度太高 會產(chǎn)生 重影不利于顯示。第 3腳能外接一個十千歐 的電位器 用來 調(diào)整 LCD 的 對比度。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5腳： R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù) [16]。 第 6腳： E 端為使能端， 端口工作在下降沿 ， 即下降沿時 液晶 電路運 行 指令 。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 14 頁 共 42 頁 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負極。 1602LCD電路設計 圖 37 1602LCD電路圖 LCD電路原理圖的設計主要是控制 寄存器選擇端、讀寫信號選擇 端及使能端的狀態(tài) ， 雙向數(shù)據(jù)線與單片機的雙向 I/O口之間的連接 ，另外就是液晶 顯示器的背光電源與驅(qū)動電源之間的連接 以及對比度調(diào)節(jié) 了。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 15 頁 共 42 頁 DS18B20數(shù)字溫度傳感器電路 DS18B20 的主要特征 最近美國的 DALLAS 半導體公司 發(fā)布了一款改進型的智能溫度傳感器那就是 DS18B20 溫度傳感器 。它是 環(huán)境控制，設備或過程控制，溫度類消費電子產(chǎn)品 。傳統(tǒng)的熱敏電阻等元件 測溫后的值并不是溫度值而是電阻值要想知道具體的溫度還需要將電阻值換算成溫度值這樣一來就特備麻煩。但是本次設計使用的傳感器就 沒有這樣復雜 ， 它可以 直接 測 出被測 物體的 溫度，并且 用戶可以根據(jù)實際需求自行編程改變其數(shù)值讀數(shù)方式 。 由 DS18B20 測量物體的溫度是以數(shù)字信號在單總線中傳送的， 大大提高了 測量的準確度減少了外部的擾動，對于一些控制環(huán)境比較差的場所該傳感器也能夠精確無誤的測量。該傳感器的工作電壓在 3V 到 5V之間 ，使系統(tǒng)設計更 加 靈活、方便 [17]。 其特征可概括如下： 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； 采用了 3 線制與單片機相連，減少了外部硬件電路； 零待機功耗； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍在 ； 用戶可定義的非易失性溫度報警設置； 對超溫和搜索命令識別有報警功能； 當正負極接反時，傳感器不會因反向電流作用而損壞，只是停止工作而已。 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。 擁有十二位分辨率 ， 測量 精度可達 正負零點五 攝氏度 ，精度非常高。 1 檢測溫度范圍 是零下五十五度到一百二十五度。 1 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。 1 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。 工作 原理及應用 DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。 它有 溫度檢測和數(shù)據(jù)處理 兩個部分，而且這兩個部分是在一個工作周期中完成的 。 DS18B20 作為一個溫度傳感器其 的內(nèi)部 數(shù)據(jù)和程序 存儲器 資源也很充足 。 DS18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 16 頁 共 42 頁 （ 1） ROM 只讀存儲器， 它擁 有 64 位 的存儲空間 用 來儲存 DS18B20的程序代碼 ， 開始的八 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H） ，后面 四十八 位是芯片 獨一無二 的序列號，最后 八 位是以上 五十六 的位的 CRC 碼（冗余 校驗）。 芯片在出廠時的 設置 用戶不能自行隨意改動 。 （ 2） RAM 數(shù)據(jù)暫存器， DS18B20 內(nèi)部 RAM 共 9KB。暫存器顧名思義就是內(nèi)部運算輸入 /輸出數(shù)據(jù)暫時存放的地方，這些數(shù)據(jù)不能永久保存在芯片中，芯片掉電時會自動丟失 。 前兩個 字節(jié) 單元存放的 是 被測物體溫度翻譯后的數(shù)據(jù)代碼信息 ，第 三、四 個字節(jié)是用戶 非易失性存儲器（ 常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位后非易失性存儲器中的信息被清空。 第 五 個字節(jié)則是用戶 的 第 三 個 非易失性存儲器 的鏡像。 第六、七、八 字節(jié)為計數(shù)寄存器， 這三個字節(jié)是內(nèi)部運算結(jié)果和溫度值轉(zhuǎn)化的臨時存儲單 元 。 另外這三個字節(jié)還可以提高溫度檢測的分辨率。最后一個 字節(jié)為前 八 個字節(jié)的 冗余校驗 碼 [18]。 （ 3） EEPROM 非易失性存儲器。它和 RAM 有本質(zhì)區(qū)別，保存在 EPROM 中的數(shù)據(jù)不易丟失，適合將一些需要長時間不需改動的數(shù)據(jù)存放其中。如 上下限溫度報警值和校驗數(shù) 據(jù)。 DS18B20 中 共 三位非易失性存儲器 ，并在 數(shù)據(jù)暫存器中 都存在鏡像， 這些鏡像可以方便使用者調(diào)取使用，大大簡化了設計。 圖 38 DS18B20 測溫原理 LSB 位置 /清除 增加 計數(shù)器 1 斜率累加器 計數(shù) 比較 器 溫度寄存器 減到 0 預置 計數(shù)器 2 減到 0 停止 預置 低溫度系數(shù)晶振 高溫度系數(shù)晶振 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 17 頁 共 42 頁 DS18B20 數(shù)字溫度傳感 器電路設計 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器使用單總線協(xié)議傳輸，第二個引腳 DQ 接的是單片機的 引腳。為了增強穩(wěn)定性排除外部干擾，在 DQ引腳處做上拉電阻處理，電阻阻值為 。第一腳是 VCC 引腳，第三腳 是 GND 引腳。 圖 39 DS18B20數(shù)字溫度傳感器電路設計 按鍵模塊設計 本 次設計 用到了 四 個按鍵，其中一個 用來模擬汽車車窗的行程開關(guān) ，另外 三個采用獨立按鍵 ， 如圖 310所示 S1為上升按鈕， S2為下降按鈕， S3為一鍵升降按鈕。這三 個獨立按鍵分別 連接在 STC89S52RC的 ~3接口上。采用 該 此 種接法 電路簡單易于檢查錯誤 ， 軟件 程序 編寫方便快捷也 可節(jié)省 單片機資源。 圖 310 按鍵模塊電路 如上圖所示 S1為上升按鍵，用來控制電機正轉(zhuǎn)； S2為下降按鈕鍵，用來控制電機反轉(zhuǎn)； S3為自動上升按鍵，用來模擬汽車停車落鎖信號以控制電機連續(xù)正轉(zhuǎn)。當車窗上升到一定高度（車窗觸碰到行程開關(guān)，即模擬行程開關(guān)的按鍵按下時）直流電機停止轉(zhuǎn)動。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 18 頁 共 42 頁 第 4章 軟件 程序 設計 本次設計的自動車窗升降控制器是由單片機做核心控制器的所以必須要有程序來控制硬件的動作。因此軟件設計業(yè)應當是和硬件電路模塊設計對應的。把整個系 統(tǒng)分為幾個模塊分別進行編寫、調(diào)試、運行。最后在用一個主程序把各個模塊連接起來，實現(xiàn)最終的功能。模塊化設計使主程序變得簡單、清晰明了，使閱讀和維護程序變得容易。模塊化設計就像組裝一臺計算機一樣，事先生產(chǎn)好各個部件，最后組裝計算機時直接把做好的部件裝上就好了這樣使程序設計難度降低，思路更清晰，調(diào)試更方便同時增強了程序的可移植性。 單片機已經(jīng)出現(xiàn)了幾十年最初的匯編語言也正在被高級語言取代 ， 由于匯編語言復雜難以理解， 目前已有 大多數(shù) 的人 已經(jīng)習慣 使用高級語言開發(fā)，其中主要是以 C語言為主， 現(xiàn)在許多單片機制造廠家都開發(fā)了 C語言開發(fā)環(huán)境 [19]。 C語言在單片機中的應用 文件包含處理 文件包含其實是一個載體文件，此文件定義了一些常用函數(shù)和數(shù)據(jù)接口聲明。簡單來說就是將一個模塊裝載到另一個模塊中，這樣就可以在總模塊中調(diào)用子模塊的端口等。如下面一句程序： include “”這里程序中包含 文件 。 為了要 確定 使用 的是 STC89C52RC微處理器 的端口而不是其它變量 ，此句程序 即通知 C編譯器 實現(xiàn)這樣的目的。若開啟 能夠 看到 以下 的內(nèi)容： /* BYTE Register */ sfr P0 = 0x80。 sfr P1 = 0x90。 sfr P2 = 0xA0。 sfr P3 = 0xB0。 sfr PSW = 0xD0。 sfr ACC = 0xE0。等 上述的 P1~P3等就是單片機中的 I/O口 ， 這里的賦值語句 規(guī)定 了 符號名與地址的對應關(guān)系。 如 sfr P2 = 0xA0。 0xA0是對 P2口 地址的定義， P2端口地址為 0xA0（ 0xA0是十六進制數(shù)的方法， C語言相當于匯編語言寫的 A0h） [20]。 sfr是單片機中的特殊功能寄存器，而在 標準 C語言中并沒有 sfr關(guān)鍵字， 為何 sfr可以直 接出現(xiàn)在 C語言程序中呢？ 特殊功能寄存器 能 直接接入單片機 是因為 Keil提供了一種新的關(guān)鍵字，它的使用方法 是： 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 19 頁 共 42 頁 sfrt變量名 =地址值。 單片機引腳定義 在 C語言里， 引腳的定義不能直接引用單片機中的符號。比如 直接寫 就是錯誤的。因為 C語言的變量名 ， C編譯器并不能識別 ， 所以 不能使用原來的標號需要重新定義， 這里 修改的變量 名為 P1_0， 用 關(guān)鍵字 sbit來定義， 對 SBIT使用如下： 第一種方法： sbit位變量名＝地址值 第二種方法： sbit位變量名＝ SFR名稱 ^變量位地址值 第三種方法： sbit位變量名＝ SFR地址值 ^變量位地址值 主程序流程圖設計 開 始初 始 化 定 時 器和 液 晶 顯 示 器采 集 溫 度開 機 超 過 1 秒 顯 示 溫 度上 升 按 鈕 按 下下 降 按