【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 片機(jī)本身是不能進(jìn)行自主復(fù)位11M0592Y2C1012PC912PXTAL1 XTAL2基于單片機(jī)紅外發(fā)射步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 的 ， 因此 其 務(wù)必 跟 對(duì)應(yīng)的 外部電路 進(jìn)行 相互協(xié)作這樣才 會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，從而完成復(fù)位操作 。上電復(fù)位和按鍵復(fù)位 是復(fù)位操作的 二種 方式 。 a)上電復(fù)位： STC89 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 連接到電源端（ VCC）上串接個(gè) 電容器，然后連接到 地端（ GND） 上 加一個(gè)電阻 ， 這樣 一個(gè) RC 充放電回路 便構(gòu)造好了 ，從而 確保 有 充足的 時(shí)間 使 單片機(jī)在上電時(shí) 復(fù)位（ RST）時(shí)引 腳上 存在 高電平 來(lái) 進(jìn)行復(fù)位， 使系統(tǒng)再次回到低電平的正常工作狀態(tài) ， 電路設(shè)計(jì)中 所用 電阻和電容 通常選擇10K 和 10uF。 b)按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位 便是 在 上電復(fù)位的 電容上 并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān) ， 開(kāi)關(guān)閉合 時(shí)電容 便開(kāi)始 放電 ， 復(fù)位引腳（ RST） 將 處 于高電平 ， 由于 電容充電 ， 因此 高電平 的狀態(tài)會(huì)持續(xù) 一段時(shí)間用來(lái)確保 單片機(jī) 進(jìn)行 復(fù)位。 本 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 選用 的是 上電 復(fù)位方式，其電路如圖 33 所示。 圖 33 STC89C52 上電復(fù)位 紅外線發(fā)射電路 紅外線發(fā)射管 選用了普遍使用的 TSAL6200。 紅外發(fā)射管也被稱為紅外發(fā)光二極管，屬于半導(dǎo)體類。 它是 發(fā)光 元件， 能 將 電能轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見(jiàn)光） 并發(fā)射出去 是其主要的 能力 ， 在 各種 光電開(kāi)關(guān) 及 遙控電路中 被 泛所用 。紅外線發(fā)射管與普通發(fā)光二極管 沒(méi)有太大的區(qū)別特別在 結(jié)構(gòu)與 原理上 ， 紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鋁鎵， 砷化鎵這些材料 ， 并且用透明或黑色、 淺藍(lán)色的樹(shù)脂 進(jìn)行 封裝。 工作原理：基于單片機(jī)來(lái)控制 紅外線發(fā)射管 ， 用不同的脈沖 間隔 時(shí)間來(lái)表示不同按鍵的 編 碼值 ，然后二次 調(diào)制成 38kHz 信號(hào) 由紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。 紅外線發(fā)射管 TSAL6200 如圖 34 所示： 圖 34 紅外線二極管 TSAL6200 實(shí)物圖 C310uFR 1010kV C C 5V 0鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (20xx) 7 紅外線發(fā)射管 與單片機(jī) 接線 圖如圖 35 所示： 圖 35 紅外線發(fā)射管與單片機(jī)接線圖 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) 用 I/O 線 組成 的單個(gè)按 鍵電路 被稱為 獨(dú)立式鍵盤(pán) ， 其中 每個(gè)獨(dú)立式按鍵 都 分 派到 一根 I/O 口線， 每個(gè) I/O 口線所接的按鍵工作狀態(tài) 都 保持 互不干擾、 獨(dú)立的工作狀態(tài)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì) 所以大多數(shù)設(shè)計(jì)都選擇獨(dú)立式鍵盤(pán)電路 。 單個(gè)輸入 比較適合用獨(dú)立式鍵盤(pán) ， 每個(gè)按鍵都有與之對(duì)應(yīng)的 I/O 口， 只要 查詢 I/O 口的高低電平 就可以 確定按鍵的狀態(tài)。 其由行線和列線構(gòu)成，按鍵安放的地方是行、列的交叉點(diǎn)，按鍵開(kāi)關(guān)的兩端分別連接到行線、列線，按鍵個(gè)數(shù)等于行數(shù)乘以列數(shù) ， 這樣 的設(shè)計(jì) 可以大大節(jié)省使用的 I / O 端口 ，它一般 用于按鍵 數(shù)目較多的電路中 。常用行掃描法 、列掃描法和線翻轉(zhuǎn)法 來(lái)查詢按鍵的狀態(tài) 。 使用按鍵時(shí)，必須要考慮的消除按鍵抖動(dòng)的影響，消除按鍵抖動(dòng)簡(jiǎn)稱按鍵消抖，主要方法分為硬件消抖和軟件消抖。 硬件消抖 涵蓋 RC 濾波電路， 單穩(wěn)態(tài)電路和雙穩(wěn)態(tài)電路 ,雙穩(wěn)態(tài)的 RS 觸發(fā)器電路 是目前 用的最多且效果最好的 。軟件消抖也就是延時(shí)消抖，節(jié)省硬 件資源， 使用廣泛。 此次設(shè)計(jì)選擇了軟件消抖。 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，由于不需要很多按鍵， I/O 口又有大量剩余，系統(tǒng)采用了一五個(gè)獨(dú)立按鍵開(kāi)關(guān) S S S S S9，每個(gè)按鍵 都有一個(gè)獨(dú)立的操作與之對(duì)應(yīng)，即每個(gè)按鍵控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)狀態(tài)，其電路 如圖 所示。當(dāng)鍵 S5 被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作為“右轉(zhuǎn) ” （正轉(zhuǎn)），步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn) ；當(dāng)鍵 S6 被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作為“左轉(zhuǎn) ”（反轉(zhuǎn)），步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn) ；當(dāng)鍵 S7 被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作為“減速 ”， 步進(jìn)電機(jī)減速 ；當(dāng)鍵 S8 被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作為“加速 ”， 步進(jìn)電機(jī)加速 ；當(dāng)鍵 S9 被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的操作為“停止”， 步進(jìn)電機(jī)停止 .獨(dú)立式鍵盤(pán)電路與單片機(jī) 連接 圖如圖 36 所示： (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (AD6)33P0. 5 (AD5)34P0. 4 (AD4)35P0. 3 (AD3)36P0. 2 (AD2)37P0. 1 (AD1)38P0. 0 (AD0)39Vcc40U6AT89C52R19 4k7R174k7R184k7R16 4k7R15 4k7R14 4k7R13 4k7R12 4k7VCC5V0C7100nD3TSAL6200Q1NPNVCC5V0R23220R22 1kR214k7基于單片機(jī)紅外發(fā)射步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 36 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路 與單片機(jī)連接圖 紅外線接收電路 紅外線接收頭 (又稱紅外線接收模組 ,IRM)是集成紅外線接收 PD二極管、放 大、濾波和比較器輸出等 IC 模塊。紅外線接收頭 可以接受的頻率有 36,40,這么幾種，用戶 可按 照 需求的不同 來(lái) 選擇使用不同 接受頻率的 紅外接收頭， 現(xiàn)如今紅外接收頭已經(jīng) 被 廣泛應(yīng)用在 各種家用電器 中 了 ， 因?yàn)樗?不 需要再 制作接收放大電路， 因此 很大程度上 簡(jiǎn)化了電路。 常用的紅外接收頭的外形，均有三只引腳， 分別為 電源負(fù) (GND) 、電源 正（ VDD）和數(shù)據(jù)輸出 (Out)。接收頭的引腳排列因型號(hào) 和外形的 不同而 有著一點(diǎn)點(diǎn) 小小的 區(qū)別。 普通的 紅外接收頭 主要參數(shù)如下： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 峰值波長(zhǎng)：940nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平： ≤ 輸出高電平：接近工作電壓 。 紅外線引腳圖如圖 37 所示： 圖 37 紅外線 接收頭 引腳圖 紅外接收模塊采用基于 HS0038 紅外接收器為核心的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 HS0038 是一種常用的紅外接收頭，因?yàn)?其集 接收電路，低通濾波，調(diào)制和解調(diào)電路，放大電路和控制電路作為一個(gè)整體，方便，簡(jiǎn)單，實(shí)用。 HS0038 接收頭 一共有三個(gè)引腳輸出 分別是輸入、輸出、電源 ， 一目了然，大大的方便了我們的使用 。 HS0038 接收頭 內(nèi)部 構(gòu)造 如圖 38 所示 。 (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (AD6)33P0. 5 (AD5)34P0. 4 (AD4)35P0. 3 (AD3)36P0. 2 (AD2)37P0. 1 (AD1)38P0. 0 (AD0)39Vcc40U6AT89C52S5S6S7S8C810uFR2010kVCC5V0RSTP1. 5P1. 6P1. 7XTAL1XTAL2S9鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (20xx) 9 圖 38 HS0038 紅外接收頭內(nèi)部 構(gòu)造 圖 因?yàn)?HS0038 集成了 巨大 的信號(hào)處理功能， 所以本設(shè)計(jì) 中只需 直接將它與單片機(jī)連接便 OK 了 ， 具體應(yīng)用電路圖如圖 39 所示。 圖 39 HS0038 應(yīng)用電路圖 本設(shè)計(jì)主要是采用 HS0038 紅外接收頭 實(shí)物 如圖 310。 圖 310 紅外接收頭 HS0038 實(shí)物圖 LCD1602 液晶顯示屏模塊 電路 在這個(gè)系統(tǒng)中，我用 LCD1602 字符液晶顯示模塊 來(lái) 顯示步進(jìn)電機(jī) 各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 。液晶顯示屏 （ LCD） 具有很多優(yōu)點(diǎn)， 如 體積小、微 功耗、 小巧輕薄 、 顯示的內(nèi)容豐富等 ， 廣泛的應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域中 ，特別是在低功耗和便攜式儀表系統(tǒng) 。 LCD1602 有 16 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳接口 ，其中 VDD 接 5V電源正極 ， VSS 接地端 ，液晶顯示器 調(diào)節(jié)對(duì)比度的端口為 V0，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，對(duì)比度過(guò)高的時(shí)候顯示屏?xí)a(chǎn)生“鬼影”，為使顯示屏的顯示達(dá)到最佳效果，顯示電路可以 通過(guò)在 V0 與VCC之間 加 一 個(gè) 10K的電位器進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié)從而使顯示可以調(diào)節(jié)到自己想要的那個(gè)最佳顯示狀態(tài)。 VSS 與 BLK 之間可以接三極管 NPN，讓三極管 NPN 做開(kāi) 關(guān)，控制液晶顯示屏的開(kāi)關(guān)，可以用于省電模式。 LCD1602 實(shí)物 引腳圖如圖 311 所示。 基于單片機(jī)紅外發(fā)射步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 圖 311 LCD1602 實(shí)物 引腳圖 LCD1602 與單片機(jī) 連接 圖如圖 312 所示。 圖 312 LCD1602 與單片機(jī)連接圖 步進(jìn)電機(jī)電路 步進(jìn)電機(jī)介紹 步進(jìn)電機(jī)可以將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€位移或角位移。當(dāng)它處于非超載的情況下時(shí)，電機(jī)停止的位置、速度僅依賴于脈沖和脈沖頻率信號(hào)的數(shù)目，它獨(dú)立于負(fù)載的變化，每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就向 設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”。由于存在的這種線性關(guān)系，而且步進(jìn)電機(jī)具有不累計(jì)誤差只有周期性誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制將會(huì)變得非常容易。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛所用，但它不能在常規(guī)下使用就像普通的直流電機(jī)、交流電機(jī)那樣。它僅可以在雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成系統(tǒng)中使用。步進(jìn)電機(jī)多用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤(pán)等裝置。步進(jìn)電機(jī)實(shí)物圖如圖 313 所示。 (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (A