【文章內(nèi)容簡介】 合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。 絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應的電平信號，形成二進制 數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有 N 條碼道。 本設(shè)計中需要對編碼器進行零點檢測，還需要進行對編碼器轉(zhuǎn)動的圈數(shù)進行計數(shù)，所以每轉(zhuǎn)一圈需要一個檢測標志，所以選擇增量式光電編碼器，它能夠輸出 A、 B、 Z三相脈沖 ,其中當 Z相為編碼器每轉(zhuǎn)一圈輸出一個脈沖信號 ,作為位置鑒別信號。當編碼器正轉(zhuǎn)時 ,A 相輸出的方波角度超前 B 相90度 ,當編碼器反轉(zhuǎn)時 ,A相輸出的方波滯后 B 相 90度。所以 增量式光電編碼器符合設(shè)計要求。在調(diào)查了市場上的編碼器之后 ,最后選擇了 HKT3005煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 型的增量式光電編碼器。 HKT300 型光電編碼器介紹 編碼器的 特點 ，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，分辨率范圍寬等特點，不要求信號調(diào)節(jié)，兼容TTL，兩通道正交輸出。 系列是一種高性能、低成本光電增量型編碼器，主要用于檢測旋轉(zhuǎn)位置。該編碼器使用由帶透鏡的 LED 光源和檢測 IC 組成，外面采用小型 C 形塑料封裝。由于高度校準的光源和獨特的光電檢測器陣列，該模塊對安裝中沒有對準的容錯能力非常高。通過位 于 毫米（ 英寸 )中心上的四條焊接板引線， 可以獲得兩通道數(shù)字和 5V電源輸入； ，適用于直流電機，伺服電機，機器人等。提供同心和高度定位工具。 。 A、 B相分別輸出 400 個脈沖， Z相輸出一個脈沖 HKT300編碼器實物圖 表 HKT300 編碼器接線圖 HKT300 正反轉(zhuǎn) A、 B輸出示意圖 引腳 1 2 3 4 5 GND Z A VCC B 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 1602 液晶介紹 液晶的優(yōu)點 液晶模塊在日常生活中應用非常廣泛，用 1602 作為人機交互界面具有以下的優(yōu)點： 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 、重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 1602 字符型液晶顯示簡介 長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器 字符型液 晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD， 1602即為每行顯示 16個字符，共有兩行的液晶顯示器 引腳功能說明 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 1602 引腳圖 1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下表所示 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 表 .：引腳接口說明表 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳： VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比 度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電 位器調(diào)整對比度。 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)。 第 6 腳： E端為使能端，當 E端由高電平跳變成低電平時，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：背光源負極。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如 下 表所示： 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 表 ：控制命令表 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明： 1為高電平、 0為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標復位到地址 00H 位置。 指令 2：光標復位，光標返回到地址 00H。 指令 3：光標和顯示模式設(shè)置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高電平表示有效，低電平則無效。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標的開與關(guān)，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 讀寫操作時序如圖所示： 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 液晶 讀 操作時序 1602LCD 的 RAM 地址映射 表 1602 液晶 RAM 映射地址 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 設(shè)計中用到的其他芯片的介紹 雙 D 觸發(fā)器 74LS74 在 ttl 電路中， 74ls74 是 比較典型的 d觸發(fā)器 。 74ls74 是一個邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個器件中包含兩個相同的、相互獨立的邊沿觸發(fā) d觸發(fā)器電路模塊。 其引腳圖如下圖 圖 74ls74 引腳圖 INPUTS OUTPUTS PR CLR CLK D Q /Q L H X X X H H L X X X L L L X X X H* H H H H H H H L L L H H L X X Q。 表 74ls74 功能圖 緩沖驅(qū)動器 74LS244 74LS244 為三態(tài)八緩沖器 /線驅(qū)動器 /線接收器 簡要說明 : 244 為三態(tài)輸出的八組緩沖器和總線驅(qū)動器 ,其主要電器特性的典型值如下煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 (不同廠家具體值 有差別 ): 引出端符號 : 1A1~1A4,2A1~2A4 輸入端 /1G, /2G 三態(tài)允許端 (低電平有效 ) 1Y1~1Y4,2Y1~2Y4 輸出端 邏輯圖 : 圖 雙列直插封裝 74LS74 引腳圖 功能表 Y=A 七段式數(shù)碼管 圖 七段式數(shù)碼管引腳圖 型號 tPLH tphl PD 54LS241/74LS241 12ns 12ns 110mW 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 七段式數(shù)碼管的共陰極 顯示碼表為 表 七段式數(shù)碼管共陰極顯示碼表 0x3F 0x06 0x5B 0x4F 0x66 0x6D 0 1 2 3 4 5 0x7D 0x07 0x7F 0x6F 0x77 0x7C 6 7 8 9 A B 0x39 0x5E 0x79 0x71 0x00 C D E F 無顯示 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 第四章 具體電路設(shè)計及功能實現(xiàn) 編碼器鑒相電路設(shè)計及實現(xiàn) 圖 編碼器鑒相電路 將編碼器和 74LS74 如圖 ，其中， A 相脈沖接到 D 觸發(fā)器的D1端， B 相脈沖接到 D觸發(fā)器的 CLK1端 ,將 74ls74 的 CLR1 及 PR1 置 1。連接好電源線。查表 可知，當 B 相脈沖為上升沿時， A 相脈沖為高電平Q 即輸出高電平， A相脈沖為低電平 Q 即輸出低電平。當 B相脈沖不在上升沿的時候，無論 A 相脈沖變化與不變化， Q 端輸出電平不變，從而實現(xiàn)鑒相。 鑒相的波形圖如下圖所示。 圖 編碼器正向旋轉(zhuǎn) 圖 編碼器逆向旋轉(zhuǎn) W1為 Q 端的輸出波形， W2 為 /Q 端的輸出波形，可以看到， 當編碼器順時針旋轉(zhuǎn)時， Q端輸出高電平，當編碼器逆向旋轉(zhuǎn)是，編碼器輸出低電平，從而完成了編碼器的鑒相。當 Q 端輸出高電平是進行加計數(shù)， Q 端輸出低電平時進行減計數(shù)。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 單片機 定時 /計數(shù)器 2 可逆計數(shù)的實現(xiàn) 定時 /計數(shù)器 2 的簡單介紹 AT89S52 單片機的 、 兩個端口都具有第二功能，即定時 /計數(shù)器 2。 為定時 /計數(shù)器 2 的脈沖輸入口， 作為定時 /計數(shù)器 2 的外部控制端T2EX。定時 /計數(shù)器 2共有三種工作模式。如下圖 CLK+TCLK CP/RL2 TR2 MODE O O 1 16位自動重載 0 1 1 16 為捕捉 1 1 波特率發(fā)生器 0 不用 表 定時 /計數(shù)器 2的工作模式 T2的控制寄存器的功能描述如下： T2CON（ T2 的控制寄存器） ,字節(jié)地址 0C8H： 位 地址 0CFH 0CEH 0CDH 0CCH 0CBH 0CAH 0C9H 0C8H 符