【正文】 單片機(jī)復(fù)位時(shí)TCON全部被清零。每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都有四種工作方式，它們由M1M0設(shè)定。其中傳輸波特率是可變的，對于本系統(tǒng)的單片機(jī)，波特率由定時(shí)器1的溢出率決定。發(fā)送和接收中斷標(biāo)志位分別為TI和RI。串行口有四種工作方式，由SM0、SM1設(shè)定。單片機(jī)復(fù)位時(shí)IE全部別清零。單片機(jī)復(fù)位時(shí)PCON全部被清零。在調(diào)用各個(gè)子函數(shù)時(shí)，對引腳進(jìn)行初始化。單片機(jī)的P0口連接矩陣鍵盤，P2口連接數(shù)碼管的位選端。PCF8591具有4個(gè)可編程為單端型或差分模擬輸入，4個(gè)模擬輸出和1個(gè)串行I2C總線接口。 角度采集及AD轉(zhuǎn)換程序角度傳感器的DODO2為TTL 電平輸出口，直接接單片機(jī) IO口，為閥值信號；VOUT為角度轉(zhuǎn)換對應(yīng)的電壓信號，輸出為模擬電壓值，可以接帶 AD的單片機(jī)的輸入口，也可接AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)驅(qū)動控制信號為：uchar code zheng[]={0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,0x90}。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動程序步進(jìn)電機(jī)的4條驅(qū)動線通過ULN2003與單片機(jī)的P1^4～P1^7引腳相連。在鍵盤掃描時(shí)，關(guān)閉數(shù)碼管。便可以確認(rèn)哪行哪列有鍵按下。初始化讀傾角傳感器電壓A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)處理讀到的A/D數(shù)據(jù)控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動平板是否達(dá)到預(yù)設(shè)角度值否結(jié)束是圖41 系統(tǒng)總框圖 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 鍵盤及顯示程序 4﹡4矩陣鍵盤是將16個(gè)按鍵排成4行4列。MAX232的工作溫度范圍為0℃至70℃，MAX232I的工作溫度范圍為40℃至85℃。而且可以接收177。圖310 顯示電路圖311 74HC138硬件電路圖312 74HC254硬件電路圖313 鍵盤顯示電路系統(tǒng)采用USB轉(zhuǎn)MAX232串口下載形式，將程序下載至單片機(jī)內(nèi)。其數(shù)據(jù)輸入端連接到單片機(jī)的P1口。圖39 單片機(jī)晶振電路 鍵盤及顯示部分?jǐn)?shù)碼管顯示器的數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)STC89C52的P0口連接。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成的單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼，通俗的講，就是單片機(jī)從頭開始執(zhí)行程序。P3^6與P3^7口接I2C總線外掛器件PCF8591的A/D數(shù)據(jù)采集輸出端，P2口接鍵盤控制端口。28BYJ48 5V 驅(qū)動的 4 相 5 線的步進(jìn)電機(jī)，而且是減速步進(jìn)電機(jī)，減速比為 1：64，步進(jìn)角為 。步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。步進(jìn)電機(jī)采用半步勵磁方式，即一相勵磁方式和二相勵磁方式交替導(dǎo)通。在角度傳感器向右方向偏移時(shí)，右傾斜報(bào)警輸出電路輸出相應(yīng)角度電壓值。圖33 角度傳感器連接圖左傾斜報(bào)警低電平輸出口電路如圖34所示。 因此通過測定傳感器輸出端V0電壓的大小即可確定平衡板與水平面的夾角。傳感器SCA60C僅可精確檢測到0～90度的角度范圍。SCA60C是由N1000060加速度計(jì)組成的體硅微機(jī)械加工傳感元芯片和信號調(diào)理ASIC。該液晶主要由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器及128*32全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，*2個(gè)（16*16點(diǎn)陣）漢字，與外部CPU接口采用并行或串行兩種控制方式。方案二：DMB12864S單色LCD顯示終端為帶漢字庫和圖形操作的點(diǎn)陣LCD顯示；64幅全屏圖片存儲或64KB數(shù)據(jù)庫存取。由于L298芯片發(fā)熱量大，若不注意散熱及電路保護(hù)極容易燒毀，故不太穩(wěn)定，為了達(dá)到精確的控制，且在電機(jī)運(yùn)行過程中有較小的步進(jìn)角而不產(chǎn)生失步，系統(tǒng)選用方案三作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動模塊。該芯片使用時(shí)外圍電路簡單，控制方法十分方便。此外，MSP430有更充足的I/O口，可以很好的實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。方案二：反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動都很大。 方案一中數(shù)據(jù)的采集需使用A/D轉(zhuǎn)換，方案二只需計(jì)數(shù)便可，且方案二的精確度和穩(wěn)定性較高，但其安裝難以實(shí)現(xiàn)，在60度范圍內(nèi)，SCA60C是可以做到較精準(zhǔn)的測試。具有數(shù)字和模擬兩種輸出形式。擁有AD輸出與SPI串行通信兩種輸出方式。方案二：使用碼盤，將碼盤固定在擺桿的擺軸上，若其分辨率為1024，且通過AB脈沖的相位比較可以判斷碼盤的轉(zhuǎn)動方向，以最低點(diǎn)為起始位，則可判斷擺桿當(dāng)前的位置。電源系統(tǒng)對單片機(jī)進(jìn)行供電。第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖為了使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的控制功能，本設(shè)計(jì)采用一種功能強(qiáng)大的、高速低功耗性價(jià)比高的單片機(jī)STC89C52完成對其他部分控制。推出的M68HC08系列單片機(jī)，具有速度快、功能強(qiáng)、價(jià)格低、功耗低、指令系統(tǒng)豐富等特點(diǎn)，是具有極高性價(jià)比的新一代8位單片機(jī)?？傊珹T89系列單片機(jī)與MCS51系列單片機(jī)具有兼容性，而且前者的性能價(jià)格比等指標(biāo)更優(yōu)越，是目前取代傳統(tǒng)的MCS51系列單片機(jī)的主流單片機(jī)之一。①和51系列單片機(jī)的引腳分布相同，所以當(dāng)用89系列單片機(jī)取代51系列單片機(jī)時(shí)，可直接進(jìn)行代換。順便提一下，該系列型號中的 PIC16F84 是一款很好用的單片機(jī)入門芯片，該款芯片內(nèi)置 flash ROM，支持 ISP 下載。其余改進(jìn)包括加多了中斷源、復(fù)位源，帶有 JTAG接口，可在系統(tǒng)編程調(diào)試，可實(shí)現(xiàn)捕捉、高速輸出、PWM 功能等，是 51 系列單片機(jī)中的高端產(chǎn)品。此外，該系列的單片機(jī)還增加了程序監(jiān)視器（WDT）、脈沖寬度調(diào)制器（PWM）、模擬比較器、可編程計(jì)數(shù)器陣列（PCA）、8位ADC和串行I2C擴(kuò)展總線等功能。 PHILPS 公司的的 LPC 系列，基于 80C51 內(nèi)核的微控制器，每機(jī)器周期只需 6個(gè)時(shí)鐘，比標(biāo)準(zhǔn) 51 快一倍；嵌入了諸如掉電檢測、模擬功能以及片內(nèi) RC 振蕩器等功能，可減少外部元件的使用；低功耗。單片機(jī)的高可靠性、控制性能以及高運(yùn)行速度，必然使未來的高科技工程系統(tǒng)采用單片機(jī)多機(jī)系統(tǒng)成為主要的發(fā)展方向。從單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能 看，單片機(jī)的發(fā)展趨勢將向大容量化、高性能化或小容量、低價(jià)格化以及外圍電路內(nèi)裝化和增強(qiáng)I/O接口功能等幾個(gè)方面發(fā)展。而專用型單片機(jī)是針對某些特定場合或功能專門設(shè)計(jì)的芯片，其適用范圍有一定的局限性，但它的指令執(zhí)行時(shí)間短、運(yùn)算速度快、精度高。一般說來，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。ROM一般小于8KB，RAM小于256B，但可在外部擴(kuò)展，通常ROM和RAM可分別擴(kuò)展至64KB。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。步進(jìn)電機(jī)根據(jù)單片機(jī)輸出給驅(qū)動電路的脈沖信號確定步數(shù)，從而隨著擺桿擺動調(diào)節(jié)平板的位置保持水平。 (5)最大空載的運(yùn)行頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 (2)失步： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 一般用在精確定位方面。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。步進(jìn)電機(jī)能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)角位移或線位移；具有快速啟動和停止的功能。全范圍可調(diào)，調(diào)整精度為177。SCA60C單軸傾角傳感器應(yīng)用于智能車身平衡檢測、教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示、產(chǎn)品開發(fā)等等；角度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓信號，輸出為模擬電壓值，可以接帶 AD的單片機(jī)的輸入口。～20176。它具有四個(gè)輸出點(diǎn)，同時(shí)提供比率輸出、脈沖數(shù)字輸出。高精度，盡重57g。鎳鐵合金構(gòu)成的磁性電阻阻值較大，且電阻值會隨著內(nèi)部磁矢量和流過電流之間的角度變化而變化，但其內(nèi)部磁場強(qiáng)度較小，所以在實(shí)際應(yīng)用中為了準(zhǔn)確測量，必須外加磁場。；無接觸，因此無磨損；易安裝，易使用；機(jī)械調(diào)節(jié)；5V電源，比率電壓輸出信號；工作溫度可達(dá)125176。C。KMA20/70產(chǎn)生一個(gè)正弦電壓輸出信號，是角位移的函數(shù)。176。；無接觸，因此無磨損；易安裝，易使用；角度電壓輸出信號；工作溫度可達(dá)125176。KM110BH/2430產(chǎn)生的輸出電壓與磁場方向呈線性關(guān)系。C。KM110BH/2390型角度傳感器用于強(qiáng)磁場角度位移無接觸測量領(lǐng)域。傳感器具有靈敏度和零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路。,KM110BH/2190為45～45176。工作溫度在40176。有兩個(gè)測量軸X軸和Y軸為雙軸傳感器。傳感器處于測試裝置的輸入端，其性能將直接影響整個(gè)測試系統(tǒng)的工作質(zhì)量。(7)μvision2軟件調(diào)試器μvision2軟件調(diào)試器可以進(jìn)行快速可靠的程序調(diào)試。(5)μvision2硬件調(diào)試器μvision2硬件調(diào)試器向開發(fā)者提供了幾種在實(shí)際目標(biāo)硬件上測試程序的方法，包括以下幾種方式：使用高級GDI接口，將μvision2調(diào)試器同類似TKS系列仿真器的硬件系統(tǒng)相連接，通過μvision2的人機(jī)交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作。Keil A51宏匯編器支持80C51及其派生系列的所有指令集。這些庫是按規(guī)定格式拍立的目標(biāo)模塊，可在以后被鏈接器所使用。Keil μ Vision的組成及各部分的功能：(1)μ Vision2 IDE μ Vision2 IDE包括一個(gè)工程管理器，一個(gè)功能強(qiáng)大并有交互式錯(cuò)誤提示的編譯器，選項(xiàng)設(shè)置生成工具在線幫助。Keil μ Vision集成開發(fā)環(huán)境是用于開發(fā)基于80C51內(nèi)核單片機(jī)的軟件。Altium Designer 充分利用可得到的板卡空間和現(xiàn)代封裝技術(shù)，以更有效的設(shè)計(jì)流程和更低的制造成本縮短上市時(shí)間。 Altium Designer 引入了強(qiáng)大的‘逃逸布線’嘗試將每個(gè)定義的焊盤通過布線剛好引到BGA邊界，這令對密集BGA類型封裝的布線變的非常簡單。 Altium Designer ，在 FPGA 和板級設(shè)計(jì)中，同時(shí)支持原理圖輸入和 HDL硬件描述輸入模式；同時(shí)支持基于VHDL的設(shè)計(jì)仿真，混合信號電路仿真、布局前/ Designer ，并且在PCB布線中采用了無網(wǎng)格的 SitusTM拓?fù)溥壿嬜詣硬季€功能；同時(shí)，將完整的 CAM 輸出功能的編輯結(jié)合在一起。第三，在原理圖部分，新增加“靈巧粘帖”可以將一些不同的對象拷貝到原理圖當(dāng)中，比如一些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號， 一頁圖紙的BOM表，都可以拷貝粘帖到原理圖當(dāng)中。 引入了以FPGA為目標(biāo)的虛擬儀器，當(dāng)其與 LiveDesignenabled硬件平臺NanoBoard 結(jié)合時(shí)，用戶可以快速、交互地實(shí)現(xiàn)和調(diào)試基于 FPGA 的設(shè)計(jì)，可以更換各種 FPGA 子板,支持更多的 FPGA 器件，例如 Cyclone II,Stratix II , ProASIC3,Virtex4,MAX II等系列器件，提供了各個(gè)廠家近百種類型的 FPGA 子板，包括幾十款 FPGA+ MCU（CPU）+RAM+SDRAM的子板。除了現(xiàn)有的多種處理器內(nèi)核外，還增強(qiáng)了對更多的32 位微處理器的支持，可以使嵌入式軟件設(shè)計(jì)在軟處理器，F(xiàn)PGA 內(nèi)部嵌入的硬處理器，分立處理器之間無縫的遷移。支持包括對在FPGA 項(xiàng)目內(nèi)部定義的 LVDS信號的物理設(shè)計(jì)進(jìn)行自動映射。 這款最新高端版本Altium Designer ，Protel2004 在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能 Altium ，全面集成了 FPGA 設(shè)計(jì)功能和 SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的 FPGA 與 PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。Altium Designer 的布局布線采用完全規(guī)則驅(qū)動模式，并且在 PCB 布線中采用了無網(wǎng)格的SitusTM拓?fù)溥壿嬜詣硬季€功能；同時(shí)，將完整的 CAM輸出功能的編輯結(jié)合在一起。Altium 集成了 FPGA 設(shè)計(jì)的 PCB工具。(8) 可以用/*…*/對C語言程序注釋。(6)不管main函數(shù)在程序的什么位置，一個(gè)C語言程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的。如：main() {} 這是一個(gè)空函數(shù)，但是為合法的。②函數(shù)體，即函數(shù)首部下面的大括號內(nèi)的部分。C語言的庫函數(shù)十分豐富，ANSIC提供了100多個(gè)庫函數(shù)。C語言程序構(gòu)成：(1)C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的。C語言一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼率低10%~20%。因?yàn)镃語言程序也要通過編譯、連接才能得到可執(zhí)行的目標(biāo)程序，這是和其他高級語言的相同點(diǎn)。(6)C語言允許直接訪問物理地址，能進(jìn)行微操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。C預(yù)驗(yàn)收完全模塊化和結(jié)構(gòu)化語言。也就是說，對用C語言的人，要求對程序設(shè)計(jì)更熟練一些。程序員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查程序，保證其正確性，而不要過分依賴于C語言編譯程序去查錯(cuò)。(3)語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)其他高級語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算(2)語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。一種語言之所以能存在和發(fā)展，并具有較強(qiáng)的生命力，總是有其不同于或優(yōu)越于其他語言的特點(diǎn)。隨著UNIX的日益管飯使用，C語言也迅速得到推廣。但是，一般的高級語言難以實(shí)現(xiàn)匯編語言的某些功能（匯編語言可以直接對硬件操作，例如對內(nèi)存地址的操作、位操作等）。數(shù)碼管顯示達(dá)到偏移量位置。利用Keil軟件設(shè)計(jì)工具編寫驅(qū)動程序。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)達(dá)到設(shè)置值時(shí)，啟動報(bào)警裝置。硬件部分主要包括STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)，ULN2003電機(jī)驅(qū)動電路，SCA60C傾角傳感器，電源模塊,數(shù)碼管顯示模塊等。一般市場上常見的基于霍爾效應(yīng)的角度傳感器精度不是很高。霍爾角度傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)來設(shè)計(jì)的，測量原理如下：當(dāng)永磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾元件可感應(yīng)到磁場的磁向量并輸出分別與位置角口正弦、余弦信號成比例的玲和稱信號。連續(xù)繞組通上穩(wěn)定的交流電，當(dāng)兩個(gè)面的繞組有相對轉(zhuǎn)動時(shí)，分段繞組上會產(chǎn)生感應(yīng)電流，每轉(zhuǎn)動一個(gè)柵距電流變化一個(gè)周期。受加工水平的影響，其密度不可能無限提高。光柵相對移動一個(gè)周期時(shí)，莫爾條紋對應(yīng)變化一個(gè)周期。例如上海智松傳感科技有限公司生產(chǎn)的WDJ型號的角度傳感器，%。電位器式角度傳感器的原理類似一個(gè)滑動變阻器，將導(dǎo)線緊密地纏