【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有該功能。 ④ ：設(shè)置故障處理情況，一般為故障是封鎖輸出，防止過(guò)流損壞功率管，故障一般有比較器或 ADC 或 GPIO 檢測(cè)。 ⑤ ：設(shè)定同步功能，該功能在多橋臂，即多 PWM 模塊協(xié)調(diào)工作時(shí)尤為重要。 設(shè)置相應(yīng)的中斷，編寫(xiě) ISR，一般用于電壓電流采樣，計(jì)算下一個(gè)周期的占空比，更改占空比，這部分也會(huì)有 PI 控制 的功能。 使能 PWM 波形發(fā)生。 課題任務(wù)及工作內(nèi)容 本題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以通過(guò)串行線在上位機(jī)中進(jìn)行控制操作。可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、加速、減速等功能。另外，為增加其實(shí)用性還增加了顯示、鍵盤控制、按鍵蜂鳴等功能。 本課題要 完成 以下研究工作： 研究直流電機(jī)控制系統(tǒng)并 仔細(xì)推敲各方面的細(xì)節(jié)，比如速度的控制等等 。 進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)。 制作硬件，并對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試以及優(yōu)化。 廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 單片機(jī)直流電機(jī)控制系統(tǒng) 總體 設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)思路 本題要求設(shè)計(jì) 一個(gè)上位機(jī)直流電機(jī)控制系統(tǒng)。利用鍵盤作為輸入設(shè)備，輸入電機(jī)控制信號(hào)；液晶顯示器件作為顯示，與用戶進(jìn)行人機(jī)交互；利用串行通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信，接收上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制命令。從 PC 機(jī)發(fā)來(lái)的控制命令經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)接收后，產(chǎn)生電機(jī)控制信號(hào)，并提供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制直流電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)并正常顯示轉(zhuǎn)速。 方案論證與比較 (1)主控制器的選擇與比較 采用臺(tái)灣宏晶科技有限公司生產(chǎn)的 STC89C52 系列的 8 位單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主控制芯片，該處理器芯片內(nèi)置有 8K 的 Flash 存儲(chǔ)器，內(nèi)置的 UART 全雙工異步通信接口，減少外 圍接口電路。具有可在線編程、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)算速度內(nèi)滿足系統(tǒng)的要求，性價(jià)比高。 (2)顯示電路選擇與比較 方案一：采用數(shù)碼管顯示電路，該硬件電路簡(jiǎn)單，編程也比較簡(jiǎn)單。視角范圍大，亮度高，顯示是效果好，但是只能顯示簡(jiǎn)單數(shù)字字母等有限的字符，不能滿足本設(shè)計(jì)要求。故，不采用數(shù)碼管顯示電路。 方案二：采用 1602 液晶顯示，硬件電路簡(jiǎn)單，編程容易。可以顯示字母和數(shù)字，以及一下簡(jiǎn)單的圖像。能滿足本設(shè)計(jì)要求，顯示清晰度可以通過(guò)調(diào)節(jié)偏壓端電壓來(lái)改變對(duì)比度，從而實(shí)現(xiàn)清晰度調(diào)整。顯示效果較好，還可以滾動(dòng)顯示等，顯示 靈活。 方案三：采用 12864 液晶顯示，硬件電路簡(jiǎn)單，編程容易?？梢燥@示復(fù)雜的圖案、字符、標(biāo)點(diǎn)、英文、漢字等。能滿足本設(shè)計(jì)要求，顯示清晰度可以通過(guò)調(diào)節(jié)偏壓端電壓來(lái)改變對(duì)比度，從而實(shí)現(xiàn)清晰度調(diào)整。顯示效果較好，還可以滾動(dòng)顯示等，顯示靈活。 綜上所述，數(shù)碼管顯示電路不能滿足本設(shè)計(jì)的要求； 1602 顯示只能顯示字母和數(shù)字，要顯示漢字和圖像編程復(fù)雜，效果不好； 12864 液晶顯示可以顯示數(shù)字、英文、漢字、圖片等能滿足本設(shè)計(jì)要求。故，采用 12864 液晶顯示電路作為本設(shè)計(jì)的顯示電路模塊。 (3)鍵盤電路選擇與比較 方案一： 獨(dú)立式鍵盤，獨(dú)立式鍵盤硬件電路極為簡(jiǎn)單，程序也非常簡(jiǎn)單。容易開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)周期短，使用方便簡(jiǎn)單。 方案二：矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤硬件電路也比較簡(jiǎn)單，編程較為復(fù)雜。不容易開(kāi)發(fā)，在按鍵較多的時(shí)候，與獨(dú)立式鍵盤相比較經(jīng)濟(jì)，占用 IO 端口較少，但編程較獨(dú)立廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 式鍵盤難的多，由于本設(shè)計(jì)要求的鍵盤按鍵數(shù)量較少，采用獨(dú)立式鍵盤較方便，開(kāi)發(fā)難度大大降低，開(kāi)發(fā)周期縮短，也比較經(jīng)濟(jì)。故在本設(shè)計(jì)中采用獨(dú)立式鍵盤。經(jīng)上述比較后采用獨(dú)立式鍵盤作為本設(shè)計(jì)的鍵盤電路模塊。 系統(tǒng)組成 經(jīng)過(guò)方案論證，最終確定系統(tǒng)的組成框圖如圖 所示。系統(tǒng) 由 STC89C52 微處理器核心模塊、電源模塊、獨(dú)立式鍵盤模塊、 12864 液晶顯示模塊、蜂鳴器電路模塊、 RS232串口通信模塊、電源指示電路模塊等組成。其中，獨(dú)立式鍵盤由微動(dòng)開(kāi)關(guān)連接到 IO 口與地線之間組成。注意，由于 P0 口內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，在作為輸入時(shí)，需要外接上拉電阻。串口通信電路由 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片與 9DB 串口插座等構(gòu)成，用于下載程序和實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信。蜂鳴器電路主要由蜂鳴器和三級(jí)管組成，用于實(shí)現(xiàn)按鍵聲音等。液晶顯示電路主要由 12864 液晶顯示模塊及少量外圍電阻等構(gòu)成，主要用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的交互功能 。 圖 系統(tǒng)組成框圖 單片機(jī) STC89C52 12864 液晶顯 示電路 電路 獨(dú)立式 鍵盤 蜂鳴器 電路 RS232 串口 通信電路 電源 電源指示 電路 電機(jī)驅(qū) 動(dòng)電路 電機(jī) 控制 廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 3 單片機(jī)直流電機(jī)控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤模塊、 12864 液晶顯示模塊、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊、電源指示模塊、串口通信模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等組成。 系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路由 STC89C52 主控芯片、時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位電路等構(gòu)成。其中，時(shí)鐘振蕩電路主要由外接 晶振、兩個(gè) 30pF 的起振電容和內(nèi)部反相器構(gòu)成。復(fù) 位電路采用簡(jiǎn)單的容阻式復(fù)位電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖如圖 所示。 11223344D DC CB BA AT i t l eN um ber R evi si onS i z eA4D at e: 20 12 / 5/30 S hee t ofF i l e: S hee t 1. Sc hD oc D raw n B y :E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R ST9P (R D )17P (W R )16P (IN T 0)12P (IN T 1)13P (T 0)14P (T 1)15P (T 2)1P (T 2E X )2P 3P 4P 5P 6P 7P 8(A D 0)P 39(A D 1)P 38(A D 2)P 37(A D 3)P 36(A D 4)P 35(A D 5)P 34(A D 6)P 33(A D 7)P 32(A 8) P 21(A 9) P 22(A 10 )P 23(A 11 )P 24(A 12 )P 25(A 13 )P 26(A 14 )P 27(A 15 )P 28P SE N29A L E / P R O G30(T X D )P 11(R X D )P 10G N D20V C C40U1單片機(jī) 89 C 5212Y1X T A LG N DC3S1R1G N DP P P P P P P P P P P P V C CG N DP P P P P P V C CS T C 89 C 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)C133 P FC233 P F1234567891011121314151617181920P71234567891011121314151617181920P8P P P P P P P P P EAP P X1X2R STA L EP SE NP P P P P P P P P SE NA L EEAP P P P P P P P V C CG N DX1X2P P P P P P P P R STP P P P P P P P P P P 圖 單片 機(jī) 最小系統(tǒng)電路 廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 獨(dú)立式鍵盤電路 鍵盤電路采用比較簡(jiǎn)單的獨(dú)立式鍵盤便能滿足設(shè)計(jì)要求，成本低廉，編程相對(duì)簡(jiǎn)單。4個(gè)獨(dú)立按鍵，分別與單片機(jī) 相連，由于 P1 口上各位內(nèi)部均接有上拉電阻，故，外接按鍵的時(shí)候，我們不再接上拉電阻。 鍵盤電路如圖 所示 11223344D DC CB BA AT i t l eN um ber R evi si onS i z eA4D at e: 20 12 / 5/30 S hee t ofF i l e: S hee t 1. Sc hD oc D raw n B y :G N D鍵盤電路S2S3S4S5P P P P 圖 獨(dú)立式鍵盤電路 液晶顯示 模塊 (1)12864 液晶模塊概述 12864 液晶顯示電路主要由基于 ST7920 控制器的 12864 液晶和外部電位器等組成。12864 具有 128 列 64 行共 128*64 個(gè)像素點(diǎn)，可以顯示中文、日文、數(shù)字、英文、特殊字符、圖片等。內(nèi)置國(guó)標(biāo) GB2312 碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù) (16*16)， 128 個(gè)字符 (8*16)及 64*256點(diǎn)陣顯示 RAM(GDRAM)?？梢耘c CPU 直接接口，提供兩種界面來(lái)連接微處理器： 8位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、睡眠模式等。 (2)12864 液晶顯示電路原理圖 液晶顯示電路主要由 12864 液晶顯示模塊和外圍電位器等組成?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電位器 R2，調(diào)節(jié) 12864 偏壓端 電壓，改變顯示對(duì)比度，提高顯示效果，改變顯示清晰度?？刂瓶诰€ RS、 RW、 EN分別連接到單片機(jī)的 、 、 ， 8 位數(shù)據(jù)總線與 P2 口相連，實(shí)現(xiàn) 8位數(shù)據(jù)，并行傳輸。 12864 液晶顯示電路圖如圖 所示 廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 11223344D DC CB BA AT i t l eN um ber R evi si onS i z eA4D at e: 20 12 / 5/30 S hee t ofF i l e: S hee t 1. Sc hD oc D raw n B y :1234567891011121314151617181920P1B O T3T O P1TAP22KR2VADJVADJP0.6P0.5P0.4P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7V C CVCCGND GND12864 顯示電路 圖 12864 液晶電路原理圖 蜂鳴器電路 蜂鳴器電路主要是利用 S9012（ PNP）三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)按鍵發(fā)聲。 S9012 三級(jí)管屬于 PNP 管，發(fā)射極串接蜂鳴器線圈接至 +5V，集電極直接接地，基極通過(guò)一個(gè) 限流電阻接至單片機(jī) 口。當(dāng) S9012 基極為低電平時(shí)，三 極管導(dǎo)通，蜂鳴器得電蜂鳴，當(dāng) S9012 三極管基極為高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止蜂鳴。其詳細(xì)原理圖如圖 所示 11223344D DC CB BA AT i t l eN um ber R evi si onS i z eA4D at e: 20 12 / 5/30 S hee t ofF i l e: S hee t 1. Sc hD oc D raw n B y :Q1N PNL S1V C CGNDR 22P 蜂鳴電路 圖 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路原理圖 電源電路 電源電路包括開(kāi)關(guān)電路和指示電路。指示電路采用發(fā)光二極管進(jìn)行指示，放光二極管串聯(lián)上一個(gè) 1K 的限流電阻，正常工作時(shí)，取發(fā)光二極管上電壓為 3V，流過(guò)發(fā)光二極廣西科技大學(xué)（籌）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 管上的電流為 10mA，故 R=（ 53） /10=2K。當(dāng)選擇的電阻過(guò)大時(shí)，發(fā)光二極管不夠亮，指示不明