【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 并解析； 控制 4 個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。下面對(duì) STC89C52 進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 功能描述 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功 能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門(mén)狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作， 允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選 。 特點(diǎn) STC89C52 具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 增強(qiáng)型的 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以選擇，指令代碼完全兼容 8051。 工作電壓： ~(5V 單片機(jī) )/~(3V 單片機(jī) )。 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。 片上集成 512 字節(jié) RAM。 通用 I/O 口 32 個(gè)， P1P2P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上電， P0 口是漏極開(kāi)路輸出作為總線擴(kuò)展用是不需要加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 具有 EEPROM 功能。 具有看門(mén)狗功能。 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。即 T0、 T T2。 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 47 頁(yè) 引腳 功能 圖 是 STC89C52 單片機(jī)的引腳圖。 圖 單片機(jī)引腳圖 0~7 腳 ： 通用 I/O 接口 ~。 8 腳 ： RST 復(fù)位鍵 。 9 ， 10 腳 ： RXD 串口輸入 ， TXD 串口輸出 。 11~18： I/OP3 接口 (12， 13 腳 為 INT0 中斷 0 和 INT1 中斷 1)。 13， 14： 計(jì)數(shù)脈沖 T0 T1。 15， 16： WR 寫(xiě)控制 RD 讀控制輸出端 。 17， 18： 晶振諧振器 。 19： 地線 。 20~27： P2 接口高 8 位地址總線 。 28： PSEN 片外 rom 選通端 ， 單片機(jī)對(duì)片外 rom 操作時(shí) 。 29： ALE/PROG 地址鎖存器 。 30： EA rom 取指令控制器 ， 高電平片內(nèi)取 ， 低電平片外取 。 31~39： ~(注意此接口的順序與其他 I/O 接口不同 與引腳號(hào)的排列順序相反 )。 39： 電源 +5V。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 47 頁(yè) 最小系統(tǒng)電路 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 如圖 所示 是指單片機(jī)能正常工作所必須的外圍元件，主要可以分成時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，我們采用的是 STC89C52 芯片，它內(nèi)部自帶 8K 的 FLASH程序存儲(chǔ)，一般情況下這 8K 的存儲(chǔ)足夠我們使用，所以 28 腳的 PSEN 畫(huà)板的時(shí)候接上高電平 (畫(huà) 原理圖的 時(shí)候 已接 )，我們只需要用內(nèi)部的 8K 程序存儲(chǔ)。單片機(jī)的時(shí)鐘電路有一個(gè) 12M 的晶振和兩個(gè) 30pF 的電容組成， 它 決定了單片機(jī)工作時(shí)間精度為 1 微妙。復(fù)位電路有一個(gè)電容和一個(gè)電阻組成阻容復(fù)位電路。 STC89C52 單片機(jī)各個(gè)功能部件運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條 不紊地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)一般有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另外一種是外部時(shí)鐘方式。我們采用的是外部時(shí)鐘方式。 傾斜角度采集電路 遙控板傾斜角度在整個(gè)系統(tǒng)中至關(guān)重要 ，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，起著指揮的作用。整個(gè)系統(tǒng)的指令來(lái)源都是傾斜角度，然而這個(gè)角度的采集就非常重要了。 本系統(tǒng) 用到的采集模塊是 MMA7361 模塊。 MMA7361 芯片 功能 MMA7361 是低功耗、微機(jī)械型設(shè)計(jì)，具有信號(hào)調(diào)節(jié)，一級(jí)低通濾波器具有溫度補(bǔ)償 ，自我測(cè)試， 0gDetect 檢測(cè)現(xiàn)行自由落體， GSelect 允許選兩種敏感度。零偏移和靈敏度是出廠設(shè)計(jì)，不需要外部設(shè)備 。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 47 頁(yè) MMA7361 引腳 功能 如圖 所 示是 MMA7361 的引腳圖。 圖 MMA7361 引腳圖 如 表 1 所示是 MMA7361 的管腳、名稱以及說(shuō)明。 表 1 管腳名稱及說(shuō)明 管腳 名稱 說(shuō)明 0、 1 13 N/C 空著不接 1 XOUT X 軸輸出模擬值 2 YOUT Y 軸輸出模擬值 3 ZOUT Z 軸輸出模擬值 4 Vss 電源地 5 Vdd 電源 6 Sleep 芯片休眠控制 8 0gDetect 自由落體檢測(cè) 9 gSetect 量程選擇 12 Self Test 芯片自我檢測(cè)與初始化 MMA7361 采集角度電路 如圖 所示是 MMA7361 模塊的原理圖。 圖 MMA7361 原理圖 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 47 頁(yè) 無(wú)線傳輸電路 設(shè)計(jì) 無(wú)線遙控 接收 電路 由 NRF905 發(fā)送模塊接收到遙控板單片機(jī)給的命令傳送給小車(chē)上面的 NRF905 接收 模塊單片機(jī)經(jīng)過(guò)一些解碼指令獲得遙控板的命令，從而進(jìn)行控制。 主要特點(diǎn) NRF905 具有以下 幾個(gè)特點(diǎn)： 433Mhz 開(kāi)放 ISM 頻段免許可證使用 。 最高工作速率 50kbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合 。 125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要 。 內(nèi)置硬件 CRC 檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制 低功耗 工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)僅為 。 收發(fā)模式切換時(shí)間 650us 。 模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會(huì)輸出數(shù)據(jù)（提供 中斷指示 )， 可以直接和 各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便 。 引腳 功能 如圖 所示是 無(wú)線模塊 NRF905 的引腳圖 。 圖 NRF905 引腳圖 如 表 2 所示是 NRF905 的管腳名稱、管腳號(hào)以及說(shuō)明。 表 2 管腳名稱及說(shuō)明 管腳 名稱 管腳功能 說(shuō)明 0 VCC 電源 電源 到 13 TX_EN 數(shù)字輸入 TX_EN=0， RX 模式； TX_EN=1， TX 模式 1 TRX_EN 數(shù)字輸入 使能芯片發(fā)射和 接收 12 PWR_UP 數(shù)字輸入 芯片上電 2 uCLK 時(shí)鐘輸出 該腳不用 11 CD 數(shù)字輸出 載波檢測(cè) 3 AM 數(shù)字輸出 地址匹配 10 DR 數(shù)字輸出 接收 和發(fā)射數(shù)據(jù)完成 4 MISO SPI 接口 SPI 輸出 9 MOSI SPI 接口 SPI 輸入 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 47 頁(yè) 管腳 名稱 管腳功能 說(shuō)明 5 SCK SPI 時(shí)鐘 SPI 時(shí)鐘 8 CSN SPI 使能 SPI 使能 6 GND 地 接地 7 GND 地 接地 發(fā)送接收 電路 發(fā)送接收電路如圖 所示。 由于遙控板的 MCU 和小車(chē)上面的 MCU 是不一樣的所以無(wú)線傳輸?shù)慕泳€也是不一樣的，無(wú)線傳輸分兩個(gè)部分的接口一個(gè)是配置接口一個(gè)是SPI 接口，兩部分接口的作用也是不一樣的各司其職。圖 是發(fā)送和 接 收 原理圖。 圖 無(wú)線通訊原理圖 驅(qū)動(dòng)電路 設(shè)計(jì) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用 L298N， L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是 15 腳 Multiwatt封裝的 L298N，內(nèi)部同樣含有 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路?？梢苑奖泸?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。 L298N 集成芯片介紹 L298N 采用由達(dá)林頓管組成的 H 型 PWM 電路。 PWM 電路由四個(gè)大功率晶體管組成 H 橋電路構(gòu)成，四個(gè)晶體管分為兩組，交替導(dǎo)通和截止，用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，根據(jù)調(diào)整輸入控脈沖的占空比，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電 路由于管子工作只在飽 和 與 截止?fàn)顟B(tài)下，效率非常高。 H 型電路使實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制的簡(jiǎn)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 47 頁(yè) 單化，且電子開(kāi)關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWN 調(diào)整技術(shù)。 L298N是雙 H 橋高電壓大電流集成電路。每個(gè) H 橋的下側(cè)橋臂晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳（ SENSEA 和 SENSEB）用來(lái)連接電流檢測(cè)電阻。 Vss 接邏輯控制的電源。 Vs 為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。 IN1IN4 輸入引腳為標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，用來(lái)控制 H 橋的開(kāi)與關(guān)即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA、 ENB 引腳則為使能控制端，用來(lái)輸入 PWM 信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。 L298N 的工作原理 L298N 可 接收 標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào) VSS， VSS 可接 ~7V 電壓。 4 腳 VSA 接電源電壓， VS 電壓范圍 VIH 為 +~46V。輸出電流可達(dá) ，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。 1腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298N 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)， OUT OUT OUT3 和 OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。 12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA， ENB 接 上 控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 In3， In4 的邏輯圖 與表 1 相同。由表 1可知 ENA 為底電平時(shí)，輸入電平對(duì)電機(jī)控制器作用，當(dāng) ENA 為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機(jī)停止，同為高電平電機(jī)剎停。 L298N 引腳 功能 如圖 所示 是 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的引腳圖。 圖 L298N 引腳圖 如 表 3 所示 是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的管腳名稱、管腳號(hào)以及說(shuō)明。 表 3 管腳名稱及說(shuō)明 名稱 管腳 說(shuō)明 SEN SEN2 15 分別為兩個(gè) H 橋電源反饋腳不用時(shí)可以直接接地 OUT OUT2 3 輸出端與對(duì)應(yīng)輸入端同邏輯 Vs 4 驅(qū)動(dòng)電 壓，最小值須比攝入電平電壓高 INPUT INPUT2 7 輸入端， TTL 電平兼容 ENA、 ENB 11 使能端，低電平禁止輸出 GND 8 地 Vss 9 邏輯電源 ~7V OUT OUT4 1 14 輸出端，與對(duì)應(yīng)輸入端同邏輯 INPUT INPUT4 12 輸入端， TTL 電平兼容 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 47 頁(yè) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用 L298N， L298N 是 ST 公司的產(chǎn)品。比較常見(jiàn)的是 15 腳 Multiwait封裝的 L298N，內(nèi)部同樣包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路?？?以方便的兩個(gè)直流電機(jī)和一個(gè)兩相的步進(jìn)電機(jī)。 STC89C52 單片機(jī)的 和 作為 PWM 輸出口，經(jīng)過(guò) 74LSA08 四路與門(mén)后成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的輸入信號(hào)， L298N 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)，輸出電壓可以達(dá)到 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓 ，而且電路簡(jiǎn)單比較方便。 L298N 可以 接收 標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 電平 Vss， Vss 可以 接收 ~7V 電壓。 3 腳Vs 接電源電壓 Vs 電壓范圍為 ~46V，輸出電流可以達(dá)到 ，可以驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。 0 腳和 14 腳下管的發(fā)射級(jí)分別單獨(dú)有引出一邊接入電 流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。 L298N 可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī) OUT OUT OUT3 和 OUT4 之間可以分別接電機(jī)。本次小車(chē)我們接 2 個(gè)電機(jī)， 9 和 10 接輸入控制電平，控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。 ENA、ENB 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 OUT30OUT41VCC2GND3OUT14OUT25GND6+5V7IN18IN29IN310IN411U9驅(qū)動(dòng)模塊GNDVCCGND1_IN11_IN21_IN31_IN4OUT30OUT41VCC2GND3OUT14OUT25GND6+5V7IN18IN29