基于單片機(jī)的角度測量儀的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 22:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外。端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，端口3的引腳定義如框圖23所示?？诰€信號(hào)功能RXD串行口數(shù)據(jù)輸入TXD串行口數(shù)據(jù)輸出INTO外部中斷0輸入INT1外部中斷1輸入T0定時(shí)計(jì)數(shù)器0的外部輸入T1定時(shí)計(jì)數(shù)器1的外部輸入WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通控制輸出RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通控制輸出 表23 端口3的引腳定義在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以0和1保存的，對(duì)LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文操作，只需要8位（一字節(jié)）即可。而對(duì)于中文，卻要用到6000以上。因此我們將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來表示漢字，而剩下的低128位則留給英文字符使用。那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字，如果要顯示出來這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀，液晶顯示屏如241所示。圖241 1602液晶顯示屏 LCD1602已很普遍了，具體介紹我就不多說了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，控制原理與14腳的LCD完全一樣，LCD1602的引腳定義如框圖244所示。引腳符號(hào)功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3VO液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，對(duì)比度最弱時(shí)是接正電源，然而接地電源時(shí)它的對(duì)比度卻最高4RSRS為寄存器選擇，選擇數(shù)據(jù)寄存器則應(yīng)選用高電平1，低電平0時(shí)則選擇指令寄存器5R/WR/W為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。6EE(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位8DB1底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位9DB2底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位10DB3底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位11DB4底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位12DB5底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位13DB6底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位14DB7高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）（也是busyflag）15BLA背光電源正極16BLK背光電源負(fù)極表24 LCD1602的引腳定義3硬件部分的設(shè)計(jì) .脈沖數(shù)與角度的關(guān)系ZSP52系列增量式光電編碼器的碼盤是由36000個(gè)狹縫組成，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)一周，會(huì)經(jīng)過36000個(gè)狹縫，主碼盤邊緣的透光槽數(shù)為36000 個(gè)，會(huì)產(chǎn)生36000個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一周是360度，則能分辨的最小角度α=360176。/36000=，所以每個(gè)狹縫所占用的角度是0。01176。而光電編碼器的主碼盤在旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)狹縫會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，所以根據(jù)單片機(jī)所得的脈沖數(shù)來計(jì)算光電編碼器旋轉(zhuǎn)的角度。而脈沖數(shù)的計(jì)算是通過編寫程序?qū)階T89S51單片機(jī)，利用單片機(jī)的中斷，來一個(gè)中斷，脈沖數(shù)加一個(gè)。設(shè)角度為，脈沖數(shù)利用公式 角度=脈沖數(shù)* ，最后直接通過1602液晶顯示屏直接顯示出度數(shù)即為被測物體的旋轉(zhuǎn)角度。編碼器和被測物體的齒輪如圖31所示。圖31 光電編碼器與被測物體齒輪 在光電編碼器與單片機(jī)連接時(shí)，我們將A,B兩個(gè)接線口與D觸發(fā)器相連接，將絕對(duì)位置基準(zhǔn)點(diǎn)Z與單片機(jī)的中斷INTO鏈接，將A,B相與起來與中斷INT1連接，當(dāng)光電編碼器的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，A,B兩個(gè)接口會(huì)隨著光電編碼器的旋轉(zhuǎn)輸出脈沖，如果A,B正轉(zhuǎn)，D觸發(fā)器的輸出端Q=1，則脈沖數(shù)加1，如果A,B反轉(zhuǎn)，D觸發(fā)器的輸出端Q=0，則脈沖數(shù)減1，當(dāng)光電編碼器的Z接口產(chǎn)生下降沿觸發(fā)時(shí)，則中斷INTO中斷，如果此時(shí)轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)，Q=1，則脈沖數(shù)清0，則從此點(diǎn)開始作為基準(zhǔn)點(diǎn)測量角度，如果此時(shí)轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)，Q=0，則脈沖數(shù)達(dá)到滿量程，如果一圈36000個(gè)脈沖，則此時(shí)脈沖數(shù)為36000個(gè)。在中斷過程中INT0的中斷級(jí)別比INT1的中斷級(jí)別高。光電編碼器與單片機(jī)接口如圖32所示。 圖32，光電編碼器與單片機(jī)的連接角度測量儀啟動(dòng)工作后，單片機(jī)的工作過程是：系統(tǒng)啟動(dòng)后，初始化液晶顯示屏1602，然后再進(jìn)行定時(shí)器初始化，讀取光電編碼器獲取的角度值，再將當(dāng)前的角度值轉(zhuǎn)換成密位值顯示在數(shù)碼屏，如果測下一次的角度值，將單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。 圖33 系統(tǒng)仿真圖4軟件部分的設(shè)計(jì) 圖41程序總流程圖主程序：void main(){uchar tabPL[9]。L1602_init()。Time0_Init()。 Outside_Init()。 while(1)
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