【文章內(nèi)容簡介】 TCREPR2PR1PR0TOI：定時器/計數(shù)器流出中斷使能，為0時中斷被禁止；為1時，當TOF標志被置位時發(fā)出硬件中斷請求。TCRE：定時器/計數(shù)器復(fù)位使能，為0時，計數(shù)器復(fù)位禁止，計數(shù)器自由計數(shù)；為1時通道7成功比較后計數(shù)器將被復(fù)位。PR2，PR1，PR0：計數(shù)器預(yù)分頻選擇，這三位所決定的分頻因子如表310和表311所示。 表310 分頻因子分頻表PR2PR1PR0Prescale factor000100120104011810016續(xù)表311 分頻因子分頻表PR2PR1PR0Prescale factor1013211064111128（3）主定時器中斷標志寄存器（TFLG1，TFLG2）每一位如表312所示。表312 TIOS寄存器76543210C7FC6FC5FC4FC3FC2FC1FC0FTFLG1 寄存器76543210TOF0000000其中TFLGTFLG2為中斷標志寄存器，其中TFLG1對應(yīng)8個IC/OC通道，當某CnF=1時說明對應(yīng)的IC/OC通道有動作，表明該通道有中斷事件發(fā)生。TFLG2只有一個標志位TOF，作為核心計數(shù)器的中斷請求標志。當TOF=1時說明核心計數(shù)器溢出。計時器中斷使能寄存器（TIE）每一位如表313所示。 表313 TIE寄存器76543210C7IC6IC5IC4IC3IC2IC1IC0ITIE寄存器中的位于狀態(tài)寄存器TFLG1中的標志位相對應(yīng)。如果將TIE中的某位清0，相應(yīng)的標志位就不能引起硬件中斷。如果置1，相應(yīng)的標志位就能引起中斷。CnF：輸入捕捉/輸出比較中斷使能。 （4）選擇寄存器（TIOS）的每一位如表314所示。 表314 TIOS寄存器76543210IOS7IOS6IOS5IOS4IOS3IOS2IOS1IOS0TIOS寄存器用于指定各個通道的功能，即工作于IC還是OC，當某位值為0時，對應(yīng)的通道為輸入捕捉通道；當某位值為1時，對應(yīng)的通道為輸出比較通道。TCNT是遞增計數(shù)器，它不停的對內(nèi)部時鐘信號計數(shù)，程序可隨時讀取，但在普通模式下禁止寫入[1415]。 C51單片機C51單片機最小系統(tǒng)電路圖如圖33所示[12]。 圖33 C51單片機最小系統(tǒng)電路圖，單片機單元模塊電路采用上電復(fù)位電路，上電復(fù)位就是接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電復(fù)位電路由CSR2構(gòu)成，上電瞬間9腳獲得高電平，隨著電容C1的充電，9腳的高電平逐漸下降。9腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就能進行復(fù)位操作。YC和C4構(gòu)成內(nèi)部時鐘振蕩電路，C19和C20的作用主要是穩(wěn)定頻率和快速起振，其電容值為530pF,典型值為22pF。為了是單片機能正常的工作。 驅(qū)動控制電路設(shè)計驅(qū)動控制電路圖如圖34所示。 圖34 驅(qū)動控制電路 本設(shè)計的驅(qū)動控制電路的實質(zhì)就是由兩片驅(qū)動芯片BTS7960來組成H橋，在2管腳輸入PWM信號，7腳輸入6V的電壓，3腳相當于輸入一個高電平，6腳和5腳通過電阻接地，1腳直接接地。4腳接電機，這時根據(jù)占空比的大小來決定4腳輸出電壓值的大小，電壓值越大，電機轉(zhuǎn)的速度越快越快，電壓值越小，電機轉(zhuǎn)的越慢。以實現(xiàn)電機的驅(qū)動和PWM信號對電機的控制，電壓值的大小就相當于是PWM波形占空比的反映，PWM可以實現(xiàn)對電機的調(diào)速。 測速電路設(shè)計測速電路如圖35所示。 圖35 測速電路原理圖測速電路的原理如上圖所示，核心的器件是一對紅外發(fā)光對管。其中一個發(fā)射，一個接受。然后就是有個比較器，比較器就是LM324。來對電平進行比較，使之輸出高電平和低電平來實現(xiàn)脈沖的計數(shù)。在紅外發(fā)光對管和紅外接受對管之間放入一個光電碼盤，100線的，就是如圖36所示。把光電碼盤安裝在電機上，讓光電碼盤隨著電機的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，這時線會遮住紅外發(fā)光管發(fā)出的光，紅外接收管會接不到光，相當于斷路，這時2腳就是高電平0，而3腳由于電阻分壓的作用，其電壓小于5V，經(jīng)過比較器的比較后輸出低電平。當紅外發(fā)光管和紅外接受管之間沒有線時，發(fā)光紅外管發(fā)出的光會被紅外接收管所接受，紅外接受管接受了光以后，就相當于短路，這時2腳輸入是低電平，3腳由于電壓的分壓的作用，其電壓大于0，這時比較器比較2腳和3腳，輸出的是高電平，這時可以根據(jù)記錄高電平的個數(shù)，可以實現(xiàn)測速 。 圖36 光電碼盤 液晶顯示電路設(shè)計液晶顯示部分電路圖如圖37所示。 圖37 液晶顯示電路如圖37所示，本設(shè)計液晶采用LCD1602液晶模塊。用來顯示電機的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和實際的轉(zhuǎn)速。管腳1接地，管腳2接5V電壓源，給整個模塊進行供電。3腳的主要功能是調(diào)節(jié)對比度，當接VCC時的時候?qū)Ρ榷茸畹?，當接GND的時候?qū)Ρ榷茸罡?，為了調(diào)節(jié)該對比度，本設(shè)計通過一個滑動變阻器接地，可以實現(xiàn)對比度的調(diào)節(jié)。4腳為RS腳。5腳為讀寫信號的端口。6腳為使能端。714腳為數(shù)據(jù)總線的端口。15,16腳為背光燈的控制端，分別接電源和地。工作過程就是通過數(shù)據(jù)總線把單片機的數(shù)據(jù)給傳到顯示模塊中，并把單片機的數(shù)據(jù)給顯示出來。液晶各管腳功能說明如表315和表316所示。表315 LCD1602各管腳功能說明引腳符號功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高4RS高電平“1”時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平“0”時選擇指令寄存器。5R/W高電平“1”時進行“讀”操作，低電平“0”時進行“寫”操作。6EE（或EN）端為使能（enable）端，下降沿使能。7DB0底四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 0位 （最低位）8DB1底四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2底四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 2位續(xù)表316 LCD1602各管腳功能說明10DB3底四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高四位三態(tài) 雙向數(shù)據(jù)總線 7位 （最高位）15BLA背光 電源正極16BLK背光 電源負極 電源電路的設(shè)計電源電路設(shè)計如圖38所示。圖38 電源電路電路中有7805芯片和7806芯片，7805芯片是用來穩(wěn)壓5V的，7806芯片是用來穩(wěn)壓6V的。5V分別給XS128，C51，測速模塊，顯示模塊供電。6V給驅(qū)動電路來進行供電。不管7805還是7806都有三個管腳，其中有一個管腳接地，一個管腳接輸入，另外一個管腳接輸出。本設(shè)計用的電源是12V的電源，需要用電源模塊實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為需要的5V和6V的電壓。 電源供電如表317所示。表317電源給各個模塊的供電表XS128模塊5V的電壓顯示模塊5V的電壓測速模塊5V的電壓驅(qū)動模塊6V的電壓 按鍵輸入電路的設(shè)計按鍵輸入電路設(shè)計如圖39所示。 圖39 按鍵輸入電路本設(shè)計中按鍵輸入電路的作用就是輸入預(yù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速。有四個按鍵，分別為KG2，KG3，KG4，KG5。這四個按鍵就分別相當于千位，百位，十位，個位。，。工作原理為：當按鍵沒有被按下時，相當于斷開，R電阻中沒有電流經(jīng)過，KEY1這時為高電平，這時。當按鍵被按下時，按鍵相當于一根導(dǎo)線，KEY1相當于接地，出現(xiàn)了電位的變化，所以，可以根據(jù)電位的變化來實現(xiàn)計數(shù)。按鍵被按了幾次，就相當為幾。可以用來設(shè)置預(yù)定轉(zhuǎn)速。電路的總設(shè)計圖如圖310所示。圖310 設(shè)計總原理圖在開始做的時候，本設(shè)計選用了模塊化的思想，即先一個一個模塊的去做，總共有四個模塊：電源模塊、顯示模塊、驅(qū)動模塊、XS128核心控制模塊。做一個模塊調(diào)試一個模塊，等到所有的模塊都可以正常的工作是，在把所有的模塊進行連調(diào)，在連調(diào)的過程中要是發(fā)現(xiàn)哪個模塊有問題或者哪個模塊的運行效果不好，可以直接去找到那個模塊，對那個模塊進行調(diào)節(jié)，便于快速的找到系統(tǒng)的故障，個人感覺這樣的調(diào)節(jié)效果比較好，比較有針對性，而且便于快速的找到錯誤，那個模塊有問題直接去檢查那個模塊，模塊化思想在日常的工業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用。等到每個模塊都調(diào)好以后，然后再把所有的模塊都整合到一個板子上面，形成了一個總的設(shè)計。本設(shè)計很好的表現(xiàn)出了模塊化的思想，模塊化思想為本設(shè)計帶來了方便。PCB圖如311所示。圖311 整體原理的PCB圖由于本設(shè)計中把大部分模塊（顯示模塊、驅(qū)動模塊、XS128核心控制模塊）都整合到一起，畫系統(tǒng)PCB的時候感覺線有點多，在畫PCB的時候不太容易進行布線。故在本設(shè)計的圖中用到了幾根飛線，借此來穿過PCB銅線不能通過的地方。從而達到板子中的接線的完整，由于飛線從板子的外面穿過，故不影響美觀。，寬12cm。4軟件設(shè)計圖41主程序流程圖圖41是主程序的流程圖，表示了小功率直流電機調(diào)速系統(tǒng)的工作的過程。即：開啟開關(guān)，電機轉(zhuǎn)動，然后用按鍵來輸入預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速，把預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速給XS128單片機和C51單片機。測速系統(tǒng)把實際的轉(zhuǎn)速反饋給XS128單片機和C51單片機。C51單片機會驅(qū)動液晶LCD1602進行程序的顯示，即顯示出預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速和實際的轉(zhuǎn)速。而XS128單片機進行兩個速度的比較，若兩個速度一樣，則PWM波的占空比不變，電機的轉(zhuǎn)速保持不變；若兩個速度不一樣，則XS128會改變PWM波的占空比，并調(diào)節(jié)輸出電壓值的大小，來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。具體情形如下：若電機的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速大于實際的轉(zhuǎn)速，XS128會增大PWM波的占空比，使輸出電壓增大，電機的轉(zhuǎn)速加快；若電機的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速小于電機的實際的轉(zhuǎn)速，XS128會減小PWM波的占空比，使輸出的電壓減小，電機的轉(zhuǎn)速變慢。這樣把電機的轉(zhuǎn)速信息進行實時的反饋和比較，使電機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值的附近。通過LCD1602把電機的轉(zhuǎn)速給顯示出來。 XS128工作的程序設(shè)計XS128單片機工作的系統(tǒng)流程圖如圖42所示。圖42 XS128單片機工作流程圖XS128工作時，首先要對各個模塊進行初始化，開始時要對時鐘進行初始化，把時鐘設(shè)置為24MHz的；然后對PWM進行初始化，把PWM2設(shè)置為輸出，為驅(qū)動模塊提供PWM信號；然后在對ECT計數(shù)模塊進行初始化，把其設(shè)置成為記錄下降沿的形式，當下降沿來臨時計數(shù)，記錄脈沖的個數(shù)，借此來推算出電機速度的實際值；端口的初始化，把PORTA設(shè)置成輸入的模式，記錄按鍵按的次數(shù)來計算出來預(yù)設(shè)的速度，把實際速度和預(yù)設(shè)的速度進行比較，判定是否一樣，要是一樣的話PWM就保持不變；要是不一樣的話則改變PWM2占空比的大小，改變電機的轉(zhuǎn)速，直至電機的轉(zhuǎn)速達到預(yù)設(shè)值。XS128各個模塊初始化的程序如下：時鐘模塊的初始化程序： void setbusclock(void){ CLKSEL=0X00。 //選擇外部晶振為時鐘源 PLLCTL_PLLON=0。 //鎖相環(huán)電路禁止； PLLCTL_PRE=1。 //實時中斷允許 PLLCTL_PCE=1。 //允許看門狗 PLLCTL_SCME=1。 //探測到外部時鐘失效時產(chǎn)生自給時鐘信號 SYNR=2。 //plkclk = 2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1) REFDV=1。 //總線時鐘24M POSTDIV=0X00。 _asm(nop)。 _asm(nop)。 PLLCTL_CME=1。 //時鐘監(jiān)控允許 鎖相環(huán)控制寄存器初始化 PLLCTL_PLLON=1。 //鎖相環(huán)電路允許 while(!(CRGFLG_LOCK==1))。 CLKSEL_PLLSEL=1。 CLKSEL=0X80。 //選定鎖相環(huán) }該程序的主要功能是實現(xiàn)對XS128時鐘頻率的初始化，該程序把XS128的單片機的時鐘設(shè)置為24M。首先是設(shè)置CLKSEL_PLLSEL=0，即選擇時鐘源為外部的時鐘晶振。然后通過設(shè)置SYNR和REFDV這兩個參數(shù)的值使時鐘頻率穩(wěn)定在24M。設(shè)置完了以后打開鎖相環(huán)電路，即PLLCTL_PLLON=1來鎖相環(huán)電路允許。然后確定鎖相環(huán)電路是否穩(wěn)定，穩(wěn)定以后就可以了，時鐘設(shè)置完畢。PW