【文章內(nèi)容簡介】 圖 PWM 調(diào)速系統(tǒng)電路圖 圖的左上方是一個諧振電路，產(chǎn)生一個特定的時鐘頻率，使 AT89C51 單片機能正常的工作。晶振片 (CRYSTAL)用于產(chǎn)生時鐘頻率，該晶振能產(chǎn)生 12MHz 的頻率。兩個旁路電容，有頻率微調(diào)作用，主要是讓電路更容易起振，兩個電容的值要求一樣，至少要非常接近，否則容易造成諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振 [6]。本設計中采用的是 30pf的電容。 AT89C51 的 RST 引腳接上一個高電平使其處于循環(huán)復位狀態(tài) [11]。單片機 引腳接 單刀雙擲開關至 L293D 的 IN1 或 IN2 引腳， 接 單刀雙擲開關至湖南人文科技學院課程設計 8 L293D 的 IN1 或 IN2 引腳，而電機接在 L293D 的 OUT1 和 OUT2 引腳兩端。關于引腳介紹在相應的芯片介紹處有詳細介紹。 VSS 接芯片的工作電壓 +5V， GND 接地， VS 接驅(qū)動電壓 +23V。 元器件說明： X1 是 晶振頻率 為 12MHZ 的晶振片， R1 為 100 電阻， C1， C2 為 30pF的無極性電容， C3 為 22uF 有極性電容 。 AT89C51 單片機簡介 AT89C51 是 一種與 8051 兼容的 帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM： Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機為很多嵌 入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案 [1]。 主要特性 [12]：與 MCS51 兼容 、 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 、 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 、 數(shù)據(jù)保留時間 為 10 年 、 全靜態(tài)工作 于 0Hz 到 24Hz、 三級程序存儲器鎖定 、 128*8位內(nèi)部 RAM、 32 位 可編程 I/O 線 、 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 、 5 個中斷源 、 可編程串行通道 、 低功耗的閑置和掉電模式 、 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 。 其引腳圖如圖 所示 : 湖南人文科技學院課程設計 9 圖 AT89C51 單片機引腳圖 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏 級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 “1”時 ， 被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4 個 TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 “1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制 信號。 湖南人文科技學院課程設計 10 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如 表 所示 ： 表 P3 口各引腳功能表 接口 管腳 備選功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 /INT0 外部中斷 0 /INT1 外部中斷 1 T0 記時器 0 外部輸入 T1 記時器 1 外部輸入 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 /RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 RST：復位輸入。當振蕩器復位時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 “0”。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外 部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信 號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 湖南人文科技學院課程設計 11 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 功率放大驅(qū)動芯片介紹 在直流電動機的驅(qū)動中 , 對大功率的電動機常采用 IGBT 作為主開關元件 。 對中小功率的電機常采用功率場效應管作為主開關元件 , 另外還可以采用集成電路來完成對電機的驅(qū)動 [13]。本系統(tǒng)采用集成電路 L293D 來驅(qū)動電機。 L293D 內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動電路 ， 是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個 H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準 TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、 2A 以下的電機。其引腳排列如下圖 所示， L293D 可驅(qū)動 2 個電機， OUTl、 OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接 2個電動機。 ENA， ENB 接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。 L293D 的邏輯功能如表 所示 。 表 L293DN 邏輯功能表 ENA(B) IN1(IN3） IN2(IN4) 電機運行狀況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2(IN4) 同 IN1(IN3） 快速停止 L X X 停止 其引 腳圖如圖 所示 : 湖南人文科技學院課程設計 12 圖 L293D 的引腳圖 引腳介紹： 第 6 腳： A 電機輸出端口。 第 16 腳：接邏輯控制的 +5V電源。 第 1 腳： A 橋使能端口。 第 7 腳：輸入標準 TTL 電點平對 A 橋的輸出 OUT OUT2 進行控制。 第 1 13 腳：接電源地。 第 8 腳：接電機驅(qū)動電源，最高可達 50V。 第 9 腳： B 橋使能端口。 第 15 腳：輸入標準 TTL 電平對 B 橋的輸出 OUT OUT4 進行控制。 第 1 14 腳： B 電機輸出端口。 系統(tǒng)軟件設計 C 語言程序設計 /*