【文章內(nèi)容簡介】 部程序存儲器控制信號，低電平有效。 4. 輸入 /輸出 (I/O)引腳 P0 口、 P1 口、 P2 口及 P3 口 （ 1） P0 口（ 39 腳 32 腳）： 統(tǒng)稱為 P0 口，作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入 /輸出 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9頁 接口。 （ 2） P1 口（ 1 腳 8 腳）： 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。 （ 3） P2 口（ 21 腳 28 腳）： 統(tǒng)稱 P2 口， 一般作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口。 （ 4） P3 口（ 10 腳 17 腳）： 統(tǒng)稱為 P3 口 ,它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每一位用于它的第 2 功能。其第 2 功能如表 所示 。 第 21 腳至 28 腳相對應(yīng)的 8 條口線 至 組成了 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(dāng) 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(dāng)用于外部程序 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。 表 P3 口第 2 功能表 第 32 腳至 39 腳相對應(yīng)的 8 條口線 至 組成了 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(dāng) 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(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 有了這些標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出口，使用起來就很方便了。這樣， 我們可編制一段程序，向這些標(biāo)準(zhǔn)口中存入一定的數(shù)據(jù) (這些數(shù)據(jù)也可叫控制字 )，各口線引腳就會呈現(xiàn)出不同的高低。比如我們向 P0、 P P P3 口中送入數(shù)據(jù) 00H，則每個口的各口線電位狀態(tài)就會為 “0000 0000”，也就是各條口線皆呈低電位。我們再向 P0 口送人數(shù)據(jù) 03H。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10頁 至 各條口線所呈電位為 “0000 0011”，也就是只有 和 兩條口線所對應(yīng)的引腳呈高電位。另外，還應(yīng)知道， P0 口的 的位地址是 80H 至 87H， P1口的 至 的位地址是 90H 至 97H， 至 和 至 的位地址分別是 AOH 至 A7H 和 BOH 至 B7H。 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計 DAC0832 簡介 在本設(shè)計中， D/A 轉(zhuǎn)換電路采用的是一個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器 0832，它是單電源供電，在 +5V——+15V 范圍內(nèi)均可正常工作。其基準(zhǔn)電壓的范圍為 +10V——10V, 電流建立時間為 1us，低功耗 20mW,其引腳如圖 所示； 圖 DAC0832 引腳圖 各引腳的功能如下： （ 1） D7D0:轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入端。 （ 2） CS:片選信號，輸入，低電平有效。 （ 3） ILE:數(shù)據(jù)鎖存允許輸入信號，輸入，高電平有效。 （ 4） WR1: 寫信號 1，輸入，低電平有效。 （ 5） WR2: 寫信號 2，輸入，低電平有效。 （ 6） XFER:數(shù)據(jù)傳送控制信號，輸入低電平有效。 （ 7） IOUT1:電流輸出 1，當(dāng) DAC 寄存器各位為全 “1”，時電流最大；為全 “0”時，電流為 0。 （ 8） IOUT2：電流輸出 2，電路中保證 IOUT1 +IOUT2=常數(shù)。 （ 9） Rfb:反饋電阻端，片內(nèi)集成的電阻為 5K。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11頁 （ 10） Vref：參考電壓，可正可負，范圍為 10——+10V。 （ 11） DGND：數(shù)字量地。 （ 12） AGND：模擬量地。 DAC0832 與單片機的接口 DAC0832 與單片機的接口有 3 種連接方式，即直通方式、單緩沖方式及雙緩沖方式直通方式不能直接與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線相連，需要另加鎖存器，因此一般很少用，通常用的是另外兩種連接方式。在本系統(tǒng)中，由于只用了一路模擬量輸出，因此采用單緩沖方式。其連接方式如圖 所示： 圖 DAC0832 單緩沖連接方式 需要說明的是 DAC0832 的輸出為電流，使用時必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為電壓。而當(dāng)只采用一級運算放大器轉(zhuǎn)換時，如果它的參考電壓為正電壓，那么經(jīng)過 運算放大器后的輸出電壓為負電壓，反 之則得到正電壓。 圖 DAC0832 的雙極性輸出接口 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12頁 它們的關(guān)系為：當(dāng) Vref 接 +5V（或 5V）、數(shù)字量的變化范圍為 0—255 時，輸出電壓范圍為 0——10V（或 10V），如果參考電壓為正電壓而想得到正電壓輸出的話，可采用雙極性電壓輸出電路。在本設(shè)計中，由于輸出為正弦波，要求雙極性電壓輸出，因此采用兩極放大電路，電路圖如圖 13 所示。其中運放 A2 的用來把運放 A1 的單極性輸出變?yōu)殡p極性輸出。 D/A 轉(zhuǎn)換電路的最大輸出幅度由 0832VREF 端的參考電壓決定。 功放 電路 放大電路是電子電 路中應(yīng)用最多的單元電路。利用放大電路可以把微弱的電信號放大到足夠的幅度去帶動負載工作，完成預(yù)定任務(wù)。放大電路有很多種，本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)最簡單的單管放大電路。晶體三極管，主要的功能是就電流放大作用，是電子電路的核心元件。 晶體三極管 1. 晶體三極管的電流放大作用 三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性 。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù) β=ΔIc/ΔIb。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。當(dāng)三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流 β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。 2. 晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電 流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù) β＝ ΔIc/ΔIb，這時三極管 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13頁 處放大狀態(tài)。飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用， 集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 基本放大電路的組成 在放大電路中，三極管有三種基本的接法：共發(fā)射極放大電路、共基極放大電路、共集電極放大電路。 1. 共發(fā)射極放大電路 共發(fā)射極放大電路是應(yīng)用最普遍的放大電路。被放大的信號從三極管的基極和發(fā)射極輸人，放大后的信號從三極管的集電極和發(fā)射極輸出，以發(fā)射極為輸人、輸出回路的公共端，所以稱為共發(fā)射極放大電路。它的電流放大倍數(shù)較大，功率放大倍數(shù)更大，但在強信號是失真 較大。 2. 公基極放大電路 被放大信號從發(fā)射極和基極輸人，放大后的信號從集電極和基極輸出，以基極為輸人、輸出回路的公共端，所以稱為共基極放大電路。它的輸入阻抗低，輸出阻抗高，電流放大倍數(shù)小于 1，不易與前級匹配。 功放原理圖圖 所示 圖 功放電路圖 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14頁 第 4 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 軟件實現(xiàn)方法 利用單片機對 PWM信號的軟件實方法。 MCS一 51系列典型產(chǎn)品 8051具有兩個定時器。通過控制定時器初值 ，從而可以實現(xiàn)從 8051的任意輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。 由于 PWM信號軟件實現(xiàn)的核心是單片機內(nèi)部的定時器，而不同單片機的定時器具有不同的特點，即使是同一臺單片機由于選用的晶振不同，選擇的定時器工作方式不同，其定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系也不同。因此，首先必須明確定時器的定時初值與定時時間 的關(guān)系。 定時器／計數(shù)器為 Ⅳ 位，則定時器初值與定時時間的關(guān)系為：基于單片機用軟件實現(xiàn)直流電機 PWM調(diào)速系統(tǒng) 51式中， —— 定時器定時初值； Ⅳ —— 一個機器周期的時鐘數(shù)。 求出占空比 D，再根據(jù)周期分別給電機通電個單位時間 t。，所以 M=t ／ t。然后，再斷電個單位時間，所以 =t2／ t 。改變和的值，從而也就改變了占空比 D。計數(shù)法的基本思想是：當(dāng)單位延時個數(shù)求出之后，將其作為給定值存放在某存儲單元中。在通電過程中，對通電單位時間 t。的次數(shù)進行計數(shù)，并與存儲器的內(nèi)容進行比較。若不相等，則繼續(xù)輸出控制脈沖，直到計數(shù)值與給定值相等，使電機斷電 Ⅳ 隨著機型的不同而不同。在應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的機型給出相應(yīng)的值。這 樣，我們可以通過設(shè)定不同的定時初值，從而改變占空比 D，進而達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。 通過控制定時器初值和，從而可以實現(xiàn)從 8051的任意輸出口輸出不同占空比 的脈沖波形。由于 PWM信號軟件實現(xiàn)的核心是單片機內(nèi)部的定時器，而不同單片機的定時器具有不同的特點，即使是同一臺單片機由于選用的晶振不同，選擇的定時器工作方式不同，其定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系也不同。因此，首先必須明確定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系。如果單片機的時鐘頻率為．廠，定時器／計數(shù)器。 程序的基本組成 設(shè)計 主 程序部分主要對定時計數(shù)器 T1的工作方式、中斷入口地址、計數(shù)初值、 中斷產(chǎn)生、進行設(shè)置，為了方便程序編程。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15頁 圖 主程序流程圖 定時中斷子程序 設(shè)計 1. 定時計數(shù)器 TMOD設(shè)置 選用 T0 作為產(chǎn)生脈沖用的定時器并且使它工作在模式 1 下。在模式 1 中，寄存器 TH0 和 TL0 以全 8 位參與操作，構(gòu)成一個 16 位定時 /計數(shù)器，當(dāng) TH0 溢出時向中斷標(biāo)志位 TF0進位，并申請中斷。在這種模式下 T0 定時時間最長，有利于在更大的范圍內(nèi)對電機進行調(diào)速。 工作模式寄存器 TMOD。格式如表 所示： TMOD 的高 4 位用于 T1，低 4 位用于 T0， 4 種符號含義如下： GATE：門控位。 C/T ：定時 /計數(shù)器方式選擇位。 C/T =0 為定時器方式， C/T =1時為計數(shù)器方式。 M1M0：工作模式選擇位 ,具體如下： 程序初始化 開定時器 T1中斷 關(guān)定時器 0， 1 程序開始 =？ 1 =？ 0 =？ 1 關(guān)定時器 0， 1 =？ 0 對定時器 T1的設(shè)置 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16頁 表 TMOD寄存器 M1M0=00：模式 0（ 13 位定時 /計數(shù)器） M1M0=01：模式 1（ 16 位定時 /計數(shù)器） M1M0=10：模式 2（ 8 位自動重裝常數(shù)的定時 /計數(shù)器） M1M0=11：模式 3（ 2 個 8 位定時 /計數(shù)器，僅對 T0） 因在程序中 T0 是作為定時器， T0 的 C/T 控制位就應(yīng)設(shè)置為 0； T0 工作在模式 1，TMOD中控制 T0的 M1M0應(yīng)設(shè)置為 01，其它位全部設(shè)置為 0，即應(yīng)給工作模式寄存器TMOD賦值 01H。 2. 工作方式 1 及初值計算 當(dāng) M1， M0=01 時，定時 /計數(shù)器處于工作方式 1，此時，定時 /及數(shù)器的等效電路仍以定時器 0 為