【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0次）Flash ROM； 3．32個(gè)雙向I/O口； 4．256x8bit內(nèi)部RAM； 5．3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷； 6．時(shí)鐘頻率024MHz； 7．2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道； 8．2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源； 9．2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)加密位； 10．低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 11．有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式。我們通過編寫程序來控制單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)指定電路的控制。STC 89C52編程前，要設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)， 編程方法如下： 。 2．在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 3．激活相應(yīng)的控制信號(hào)。 4．在高電壓編程方式時(shí)，將EA/Vpp 端加上+12V 編程電壓。 5． 每對(duì)Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/PROG 編程脈沖。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的。重復(fù)1—5 步驟，改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用的是L289芯片。L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。可以方便的驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的IO口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。（1）L298內(nèi)部的原理圖 L298內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖33。 圖33 L298內(nèi)部結(jié)構(gòu) （2）L298內(nèi)部H橋驅(qū)動(dòng)電路電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰如圖34。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠。如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 圖34 H橋驅(qū)動(dòng)電路要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如圖35所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向）。圖35 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖36所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。 圖36 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，保證H橋上兩個(gè)同側(cè)的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通非常重要。如果三極管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會(huì)從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。此時(shí)，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管[9]?；谏鲜鲈?，在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)。（3）L298的邏輯功能當(dāng)使能端為高電平時(shí)，輸入端IN1為PWM信號(hào)，IN2為低電平信號(hào)時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；輸入端IN1為低電平信號(hào)，IN2為PWM信號(hào)時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；IN1與IN2相同時(shí)，電機(jī)快速停止。當(dāng)使能端為低電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。詳細(xì)邏輯見表31。表31 L298的邏輯功能IN1XIN2XENA0電機(jī)狀態(tài)停止100101011100順時(shí)針逆時(shí)針停止停止（4）單片機(jī)與L298的連接 單片機(jī)和L298連接如圖37。圖37單片機(jī)和L298連接 液晶顯示模塊顯示模塊采用的是LCD1602。（1）LCD1602液晶的結(jié)構(gòu)如圖38所示。 圖38 LCD1602液晶的結(jié)構(gòu)LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量：162個(gè)字符芯片工作電壓：— 工作電流：()模塊最佳工作電壓： 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)等。（2）LCD1602液晶主要接口第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。（2）單片機(jī)與LCD的連接（E,RW,RS）控制引腳接P3口，8個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)接P1口。VSS接單片機(jī)地，VCC接單片機(jī)的電源VCC.單片機(jī)與LCD連接圖見圖39。圖39單片機(jī)與LCD連接圖 獨(dú)立式鍵盤控制模塊獨(dú)立式鍵盤的按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測(cè)I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個(gè)鍵被按下，獨(dú)立式鍵盤見下圖310。圖310獨(dú)立式鍵盤獨(dú)立鍵盤與單片機(jī)連接圖見圖311。圖311本系統(tǒng)中獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的鏈接 電機(jī)測(cè)速模塊本設(shè)計(jì)采用的是紅外傳感器（由紅外線發(fā)射管、紅外線接收管構(gòu)成的紅外計(jì)數(shù)電路）。產(chǎn)品參數(shù)：發(fā)射距離、發(fā)射角度（15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度）發(fā)射的光強(qiáng)度、波長(zhǎng)。以上決定紅外線發(fā)射管產(chǎn)品的主要性能及使用范圍[10]。紅外線接收管是將紅外線光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，它的核心部件是一個(gè)特殊材料的PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更大面積的接受入射光線，PN結(jié)面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很小，稱為暗電流。當(dāng)有紅外線光照時(shí)，攜帶能量的紅外線光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對(duì)。它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”[11]。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化見圖312。 圖312 紅外計(jì)數(shù)測(cè)速電路紅外計(jì)數(shù)電路主要由紅外發(fā)射和接收電路組成。 紅外發(fā)射和接收電路：在電動(dòng)機(jī)上安裝一對(duì)紅外發(fā)射和接收管， 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)紅外光反射、散射和折射，穿過紅外光的光強(qiáng)瞬間減少， 紅外接收管導(dǎo)通程度也在瞬間減小， 因而產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)； 信號(hào)放大比較電路：電容拾取脈沖信號(hào)后由運(yùn)放LM324進(jìn)行放大， 放大倍數(shù)為10倍， 再將放大的信號(hào)由運(yùn)放LM324比較后輸出標(biāo)準(zhǔn)的低電平脈沖信號(hào)， 然后將獲得的脈沖信號(hào)送到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)， 這樣就可以達(dá)到計(jì)數(shù)的目的見圖313。 圖313 轉(zhuǎn)速檢測(cè)示意圖 本章小結(jié)本章主要介紹的是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)硬件主要采用STC89C5L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)、LCD1602液晶顯示、獨(dú)立鍵盤控制、紅外測(cè)速系統(tǒng)。分別介紹了各個(gè)硬件的基本資料和功能，在系統(tǒng)中怎么與單片機(jī)連接的。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要模塊由命令輸入系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、獨(dú)立鍵盤系統(tǒng)、測(cè)速系統(tǒng)系統(tǒng)、LCD顯示系統(tǒng)幾部分組成。 主程序流程圖 主程序描述：首先運(yùn)行程序主函數(shù)main,進(jìn)行系統(tǒng)初始化，設(shè)置定時(shí)器工作方式1，開啟T1中斷，定時(shí)10us。然后進(jìn)行按鍵查詢，本系統(tǒng)有五個(gè)按鍵，加速、減速、正反轉(zhuǎn)、開始、停止/復(fù)位[12]。如果有按鍵按下，得到相對(duì)應(yīng)的脈沖W，最后利用LCD液晶實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速圖圖41。主函數(shù)mIan系統(tǒng)初始化函數(shù)init啟動(dòng)中斷，設(shè)置定時(shí)時(shí)間采用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制查詢按鍵，得到相應(yīng)的脈沖WLCD液晶顯示器顯示轉(zhuǎn)速圖41 主流程圖 定時(shí)器中斷程序流程圖定時(shí)中斷描述：首先啟動(dòng)定時(shí)的工作方式為1，開啟T1中斷，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為10us。T為定時(shí)個(gè)數(shù)，每定時(shí)一次加1，T最大值100，也就是一個(gè)周期時(shí)間為1ms。在一個(gè)周期內(nèi)：當(dāng)TM時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如果T=100，T清零，否則重新進(jìn)入定時(shí)中斷；當(dāng)T=M時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)，如果T=100，T清零，否則重新進(jìn)入定時(shí)中斷。這樣按一個(gè)固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短[13]。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。具體流程如圖42。啟動(dòng)定時(shí)器（計(jì)數(shù)器）工作方式1進(jìn)入中斷重置定時(shí)器時(shí)間10us，定時(shí)器標(biāo)記T為1電機(jī)停止開啟中斷T1，設(shè)置時(shí)間為10us電機(jī)啟動(dòng)TMT=100T=0YNYN 圖42 定時(shí)器中斷程序流程圖 獨(dú)立式鍵盤控制流程圖獨(dú)立式鍵盤控制描述：本系統(tǒng)中有五個(gè)個(gè)獨(dú)立式按鍵，KKKKK5分別控制著系統(tǒng)的，加速、減速、正反轉(zhuǎn)、急停和復(fù)位。系統(tǒng)開始時(shí)，檢測(cè)獨(dú)立式按鍵，如有按鍵按下，則相對(duì)應(yīng)的K=0，然后進(jìn)入子程序?qū)崿F(xiàn)按鍵的功能[14]。具體流程如圖43。開始K1=0W++W=0W=0K4=