【文章內(nèi)容簡介】 環(huán)境苛刻?？紤]到單片機(jī)本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取適合的頻率即可。適合頻率的晶振介入XTAL1和XTAL2引腳，并聯(lián)2個30pF陶瓷電容幫助起振。 L298電機(jī)驅(qū)動模塊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)動電路。可以方便的驅(qū)動兩個直流電機(jī)，或一個兩相步進(jìn)電機(jī)。L298N芯片可以驅(qū)動兩個二相電機(jī)，也可以驅(qū)動一個四相電機(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；而且電路簡單，使用比較方便[13]。L298N的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖9所示：圖9 L298N內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本實驗裝置我們選用驅(qū)動一臺電動機(jī)，利用按鍵K2控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，K1按鍵控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)，KK4分別控制直流電機(jī)的加減速。當(dāng)使能端為高電平時，輸入端IN1為PWM信號，IN2為低電平信號時，電機(jī)正轉(zhuǎn)；輸入端IN1為低電平信號，IN2為PWM信號時，電機(jī)反轉(zhuǎn)；IN1與IN2相同時，電機(jī)快速停止。當(dāng)使能端為低電平時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。在對直流電動機(jī)電壓的控制和驅(qū)動中，L298在使用上可以分為兩種方式：線性放大驅(qū)動方式和開關(guān)驅(qū)動方式。線性放大驅(qū)動方式是半導(dǎo)體功率器件工作在線性區(qū)，優(yōu)點是控制原理簡單，輸出波動小，線性好，對鄰近電路干擾小，缺點為功率器件工作在線性區(qū)，功率低和散熱問題嚴(yán)重[14]。開關(guān)驅(qū)動方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制來控制電動機(jī)的電壓，從而實現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，L298邏輯功能如表1：表1 L298功能邏輯圖IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)XX0停止101順時針011逆時針000停止110停止在直流電動機(jī)的驅(qū)動中對大功率的電動機(jī)常采用IGBT作為主開關(guān)元件,對中小功率的電機(jī)常采用功率場效應(yīng)管作為主開關(guān)元件。另外還可以采用集成電路來完成對電機(jī)的驅(qū)動，系統(tǒng)采用集成電路L298來驅(qū)動電機(jī)，L298引腳接線圖如圖10所示：圖10 L298引腳接線圖L298是雙H高電壓大電流功率集成電路。直接采用L邏輯電平控制，可以驅(qū)動繼電器、直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)等電感性負(fù)載。其內(nèi)部有兩個完全相同的功率放大回路[15]。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能如圖22所示。L298引腳符號及功能：SENSA、SENSB：分別為兩個H橋的電流反饋腳，不用時可以直接接地ENA、ENB：使能端，輸入PWM信號ININININ4：輸入端，TTL邏輯電平信號OUTOUTOUTOUT4：輸出端，與對應(yīng)輸入端同邏輯VCC：邏輯控制電源，~7V GND：地VSS：電機(jī)驅(qū)動電源，最小值需比輸入的低電平電壓高 LED數(shù)碼管顯示 LED簡介LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“PN結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。除半導(dǎo)體激光器外，當(dāng)電流激勵時能發(fā)射光學(xué)輻射的半導(dǎo)體二極管。嚴(yán)格地講，術(shù)語LED應(yīng)該僅應(yīng)用于發(fā)射可見光的二極管；發(fā)射近紅外輻射的二極管叫紅外發(fā)光二極管（IRED,Infrared Emitting Diode）；發(fā)射峰值波長在可見光短波限附近，由部份紫外輻射的二極管稱為紫外發(fā)光二極管；但是習(xí)慣上把上述三種半導(dǎo)體二極管統(tǒng)稱為發(fā)光二極管。 LED數(shù)碼管和單片機(jī)的連接LED數(shù)碼管接線如圖11所示：圖11 LED數(shù)碼管接線電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式。即從段選口送出某位LED的字型碼，然后選通該位LED，并保持一段延時時間。然后選通下一位，直到所有位掃描完，完成對PWM的占空比在LED上的實時顯示。獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵按下了。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每個按鍵需要占用一個輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。消除鍵抖動。一般按鍵在按下的時候有抖動的問題，即鍵的簧片在按下時會有輕微的彈跳，需經(jīng)過一個短暫的時間才會可靠地接觸。若在簧片抖動時進(jìn)行掃描就可能得出不正確的結(jié)果。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進(jìn)行“行掃描”，延遲時間為10～20ms。這可通過調(diào)用子程序來解決，當(dāng)系統(tǒng)中有顯示子程序時，調(diào)用幾次顯示子程序也能同時達(dá)到消除抖動的目的。按鍵控制模塊如圖12所示：圖12 按鍵控制模塊5系統(tǒng)的軟件設(shè)計在進(jìn)行單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。在程序中通過軟件產(chǎn)生PWM，送出預(yù)設(shè)占空比的PWM波形。PWM（脈沖寬度調(diào)制）是一系列周期固定、占空比可調(diào)的脈沖系列，由于每個脈沖的高電平時間和低電平時間之和必須等于周期數(shù)，所以輸出電平的維持時間必須由定時器來控制。設(shè)PWM周期為T，高電平時間為TH，低電平時間為TL，電壓為VCC，則輸出電壓的平均值為：=VCC*TH/（TH+TL）=VCC*TH/T=aVCC，當(dāng)VCC固定時，其電壓值取決于PWM波形的占空比a，而PWM的占空比由單片機(jī)軟件內(nèi)部用于控制PWM輸出的寄存器值決定。軟件主要由3部分組成：主程序、鍵盤掃描程序、中斷處理程序。主程序流程如圖12所示：圖12 主程序流程圖該主程序主要完成初始化，設(shè)置定時常數(shù)和中斷入口程序，主程序不斷的循環(huán)處于等待中斷狀態(tài)。main(){ Time0_int()。 while(1) {//**********按鍵處理***************************************** if(KSW==0) //檢測開始、停止 { DelayM(20)。 //延時去抖 if(KSW==0) { SW=~SW。 } while(KSW==0)。 //等待鍵釋放 } if(KLR==0) //檢測左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn) { DelayM(20)。 //延時去抖 if(KLR==0) { LR=~LR。 } while(KLR==0)。 //等待鍵釋放 } if(KSPU==0) //檢測加速 { DelayM(20)。 //延時去抖 if(KSPU==0) { pwmH++。 if(pwmH==pwm) { pwmH=pwm1。 } } while(KSPU==0)。 } if(KSPD==0) //檢測減速 { DelayM(20)。 //延時去抖 if(KSPD==0) { pwmH。 if(pwmH==0) { pwmH=1。 } } while(KSPD==0)。 }//**************************************************************** if(SW==0) { M1=0。 M2=0。 bn=0。 clearRAM()。 } if(SW==1) { bn=0。 clearRAM()。 putin(pwm%10)。 //顯示PWM個位 putin(pwm/10)。 //顯示PWM十位 putin(12)。 //顯示 putin(pwmH%10)。 //顯示PWMH個位 putin(pwmH/10)。 //顯示PWMH十位 if(LR==0) { M1=0。 M2=M。 putin(11)。 //顯示左轉(zhuǎn)L } if(LR==1) { M1=M。 M2=0。 putin(10)。 //顯示右轉(zhuǎn)R