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基于單片機(jī)的多路pwm輸出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(參考版)

2024-11-14 02:48本頁(yè)面
  

【正文】 if(PWM_PULSE1 =100)PWM_PULSE1。 PWM_PULSE5 += 1。 PWM_PULSE3 += 1。 PWM_PULSE1 += 1。 while(key_value != SET) { key_value = key_scan()。 PWM_PULSE5 = 66。 PWM_PULSE3 = 33。 while(1) { PWM_PULSE1 = 0。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 delay_10ms(DELAY_TIME)。 Timer_EN()。 //液晶顯示 LCD_write_str(0,1,PWM control LED)。 //定時(shí)器中斷初始化 LCD_init()。 安康學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 30 Glob_Interrupt_DIS()。 bit LED_SWITCH = 0。 uint8 PWM_PULSE5 = 0。 uint8 PWM_PULSE3 = 0。 //定義周期 uint8 PWM_PULSE1 = 0。 uint8 FREQENCY = 100。 uint8 count = 20。 sbit PWM6 = P1^5。 sbit PWM4 = P1^3。 sbit PWM2 = P1^1。在這即將畢業(yè)的日子,與你們相處的每一天都是那樣的珍惜。正是你們的關(guān)心和支持讓我順利完成學(xué)業(yè),你們永遠(yuǎn)是我最親的人。 此外,本文參考了大量雜志期刊和專(zhuān)業(yè)叢書(shū),由于參考期刊太多,不能一一注明,敬請(qǐng)?jiān)彶⑾蛩凶髡吆涂镏乱哉\(chéng)摯的謝意!由于本人水平有限,紕漏之處在所難免,懇請(qǐng)各位老師不吝賜教。我首先要衷心感謝我的指導(dǎo)老師陳守滿(mǎn)老師,陳守滿(mǎn)老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的治學(xué)作風(fēng),還有他實(shí)事求是的處世態(tài)度深深地影響著我,并將使我終生受益。四年的學(xué)習(xí)生活 注定將成為我人生中的一段重要旅程。 參考文獻(xiàn) 23 參考文獻(xiàn) [1] 楊欣,萊?諾克斯,王玉鳳,劉湘黔 .電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始(第 2 版) .北京清華大學(xué)出版社 , 2020101. 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[16] 何希才 , 虹敏 . 傳感器應(yīng)用接口電路 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997:3189. 安康學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 24 致 謝 隨著這篇本科畢業(yè)論文的最后落筆,我四年的大學(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)。 ( 2)下一步工作設(shè)想 在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了許多的問(wèn)題,在接下來(lái)的工作中將進(jìn)一步優(yōu)化軟件系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化,同時(shí)進(jìn)一步提高 PWM 輸出的精度,進(jìn)一步降低占空比的步進(jìn)量。具體包括硬件電路的 設(shè)計(jì),軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)物的制作。在以后的工作學(xué)習(xí)中我將努力改正,更加完善自己。這些對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都將帶來(lái)很大的幫助。加強(qiáng)了對(duì)專(zhuān)業(yè)性的工具軟件的應(yīng)用。 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我不僅鞏固了電氣控制、單片機(jī)以及電力電 子等相關(guān)理論知識(shí),而且通過(guò)不斷的電路實(shí)驗(yàn)和與人交流積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并對(duì) LED 照明技術(shù)和電子設(shè)計(jì)方向有了進(jìn)一步的了解和興趣,這將對(duì)我以后的求學(xué)道路有很好的指導(dǎo)作用。圖 為實(shí)際運(yùn)行時(shí),設(shè)置 3 個(gè)燈關(guān)閉,三個(gè)燈輸入不同 PWM 時(shí)亮度不同的效果。圖 中設(shè)定的 PWM 占空比為 75%,其實(shí)際輸出波形為 25%。圖 和 為實(shí) 安康學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 20 圖 PWM 仿真波形 際測(cè)試是示波器顯示波形。 從圖 中可看出 6 路 PWM 輸出中其中 4 路的 PWM 波形。在系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程中還遇到了一些其他問(wèn)題,最后通過(guò)程序的反復(fù)修改和調(diào)試,最終解決了問(wèn)題,完成了系統(tǒng)的調(diào)試。是定時(shí)器的配置問(wèn)題,在定時(shí)器初始化的過(guò)程中,未將定時(shí)器配置好,導(dǎo)致最后定時(shí)器無(wú)法正常啟動(dòng),所以導(dǎo)致無(wú)法完成 PWM 輸出。最后將基極電阻更換為 1k 后 LED 驅(qū)動(dòng)正常。本文選用 Proteus 作為本系統(tǒng)的建模仿真環(huán)境。在編譯方面,它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編 譯器 。 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 Proteus 是世界 上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 ),從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。系統(tǒng)建模仿真采用電子仿真軟件 仿真。 圖 時(shí)序圖 進(jìn)入定時(shí)器中斷周期計(jì)數(shù)器 Period + 1是否 D _ Value PeriodI / O 輸出 0I / O 輸出 1是否Period = 100周期計(jì)數(shù)器 Period = 0返回YNNY第五章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 19 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 通過(guò)第三章和第四章本文完成了本論文的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。然后再模擬時(shí)序編程別能驅(qū)動(dòng)液晶了。中斷程序流程圖如圖 所示。當(dāng) Period 小于 該路 PWM 預(yù)設(shè)占空比 變量時(shí),對(duì)應(yīng)該路PWM 輸出的端口輸出為高電平,否則輸出低電平,當(dāng) Period 加到 100 時(shí),Period 自動(dòng)清 0,同時(shí)各路 PWM 輸出端口輸出高電平,完成一個(gè)周期為10ms 即頻率為 100Hz 的 PWM 周期。所以需要在程序中增設(shè)一個(gè) PWM 的周期計(jì)數(shù)器 Period。由于方式 2 是采用 8 位計(jì)數(shù)器所以,定時(shí)器的初值為 256100。所以要保證定時(shí) 周期 為 100? s 需要對(duì)定時(shí)器采用如下賦值方法。 本系統(tǒng)為了方便計(jì)算時(shí)鐘,外部晶振為 12MHz。當(dāng)啟動(dòng)定時(shí)器后 TL1 中的值將在每個(gè)時(shí)鐘周期中自加 1,當(dāng) TL1 溢出時(shí)發(fā)出中斷。計(jì)時(shí)周期設(shè)為 100? s。所以綜合考慮,本設(shè)計(jì)中 PWM 的頻率選擇 100Hz。但 PWM 的頻率也不是越高越好。在主程序中有介紹,本設(shè)計(jì)中定時(shí)器設(shè)置為 100? s 自動(dòng)重裝定時(shí)模式。若需要重新設(shè)置,只需再次按下設(shè)置鍵,即可重復(fù)設(shè)置各路 PWM。此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入各路 PWM 占空比設(shè)置程序,在此裝填下,用戶(hù)可通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵,選擇開(kāi)啟或關(guān)閉該路 LED 燈,在開(kāi)啟狀態(tài)下,可通過(guò)按下“ UP”“ DOWN”鍵來(lái)增加或減小 PWM 占空比以調(diào)節(jié) LED 燈光的 亮度。從而實(shí)現(xiàn)各路 LED 燈的亮度分別自動(dòng)變化。然后軟件延時(shí) 1s 鐘后對(duì)重新設(shè)置 PWM 占空比。完成定時(shí)器配置后是液晶初始化,等一切初始化完成后系統(tǒng)開(kāi)啟全局中斷。 系統(tǒng)上電后進(jìn)入主程序,首先是系統(tǒng)初始化,初 始化過(guò)程中主要完成的是 PWM 輸出端口初始化,本設(shè)計(jì)中 PWM 輸出端口為 P1 口。因此可以得到如下圖所示的程序總流程圖。定時(shí)器中斷程序完成 PWM 輸出。 通過(guò)軟件需求分析,本設(shè)計(jì)將程序設(shè)計(jì)分為主程序和定時(shí)器中斷程序兩大程序塊設(shè)計(jì)完成。 軟件總體設(shè)計(jì) 程序結(jié)構(gòu)分析 本設(shè)計(jì)的軟件需要完成的任務(wù) 分為 :產(chǎn)生 6 路 PWM 信號(hào),以及 實(shí)現(xiàn)六路 PWM 占空比調(diào)節(jié)。不僅可用于系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā),同時(shí)也適用于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。第三,可以直接訪問(wèn)內(nèi)存地址,能進(jìn)行位操作的特點(diǎn),使其能夠勝任開(kāi)發(fā)炒作系統(tǒng)的工作。 C 語(yǔ)言介紹 C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言,它層次清晰,便 于按模塊化的方式組織程序,易于調(diào)試和維護(hù),語(yǔ)言簡(jiǎn)潔,緊湊,使用方便靈活。該軟件集成了業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)。 系統(tǒng)元件清單 本設(shè)計(jì)硬件電路元件清單如表 所示。特殊功能寄存器 TMOD 控制定時(shí)寄存器的工作方式, TCON 則用于控制定時(shí)器 T0 和 T1 的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù),同時(shí)管理定時(shí)器 T0 和 T1 的溢出標(biāo)志等。下面我們對(duì)它們的特性進(jìn)行闡述。外部中斷是可以屏蔽的中斷,也就是說(shuō),利用中斷控制器可以屏蔽這些 外部設(shè)備 的 中斷請(qǐng)求 。根據(jù) 中斷源 的不同,可以把中斷分為 硬件中斷 和軟件中斷兩大類(lèi),而硬件中斷又可以分為外部中斷和 內(nèi)部中斷 兩類(lèi) [6] 。它能使處理器在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)外部事件發(fā)出的 中斷請(qǐng)求 及時(shí)地進(jìn)行處理,處理完成后又立即返回?cái)帱c(diǎn),繼續(xù)進(jìn)行處理器原來(lái)的工作。在掉電模式下,保存 RAM 的數(shù)據(jù)同時(shí)凍結(jié)振蕩器,停止所用其他芯片的功能,直到出現(xiàn)下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下, CPU終止工作。 ⑧芯片擦除 該芯片采用標(biāo)準(zhǔn)的電擦除法,對(duì)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擦除,增加了程序的下載速度。 P3 口也可作為 STC89C52 的一些特殊功能口。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí), P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí), P2 口的 管腳被外部拉低,將輸出電流。 ④ P1 口: P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P0 可被用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器端口,它可以被定義為地址 /數(shù)據(jù)安康學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 12 的第 8bit。 ③ P0 口: P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O口,每 pin可吸收來(lái)至 8TTL門(mén)的灌電流。在 40個(gè)管腳中,其中有 32 個(gè)腳可用于各種控制,比如控制小燈的亮與滅、控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、控制電梯的升與降等,這 32 個(gè)腳叫做單片機(jī)的“端口”,在單片機(jī)技術(shù)中,每個(gè)端口都有一個(gè)特定的名字,比如第一腳的那個(gè)端口叫做“ ”。 如圖 所示是常用的一種單片機(jī),型號(hào)為 STC89C52,它將計(jì)算機(jī)的功能都集成到這個(gè)芯片內(nèi)部去了,就這么一個(gè)小小的芯片就能構(gòu)成一臺(tái)小型的電腦,因此叫做單片機(jī)。此芯片采用 STC 公司高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造,屬于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 精簡(jiǎn)指令指令系統(tǒng)同時(shí)其端口互相兼容。具備較完善的中斷功能,有兩個(gè)外中斷、兩12P8220V 交流市電Vin VoutGNDVR1Volt RegC6470uFC410uFC5GND5VAC2V+1AC4V3D4Bridge2T1Trans CuplS6SWDPSTC7 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷,可滿(mǎn)足不同的控制要求,并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。片內(nèi)包含兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器,以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 STC89C52 是 51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品,在單片機(jī)內(nèi)部包含了程序存儲(chǔ)器 (ROM), CPU,數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器,并行、串行接口和中斷服務(wù)系統(tǒng)等幾大單元及地址總線、數(shù)據(jù)總線、和控制總線三大總線系統(tǒng)。它還集成有定時(shí)器,外部比較器,數(shù)模,模數(shù)轉(zhuǎn)換器等外設(shè)單元 [5]。片上微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)又名微處理器,它適用于控制領(lǐng)域,故又被稱(chēng)作為微控制器。本設(shè)計(jì)中 VCC采用 5VDC 電壓。在此采用 PNP 三極管作為驅(qū)動(dòng)緩沖放大器,三級(jí)管的基極通過(guò)限流 1k 限流電阻與控制器 I/O 相連接。為了保護(hù) LED 的正常工作,本設(shè)計(jì)在 LED驅(qū)動(dòng)電路中增加了一個(gè) 330? 的電阻限流。為了觀察方便,本設(shè)計(jì)中選用的 LED為普通白光 LED。 當(dāng)前 市場(chǎng)上國(guó)外客戶(hù)對(duì) LED 驅(qū) 動(dòng)電源的電源壽命、效率轉(zhuǎn)換、恒流精度、有效功率、電磁兼容 等 要求都非常高,設(shè)計(jì)一款好的 驅(qū)動(dòng)電路 必須要考慮這些綜合因數(shù) 。 對(duì)于 LED 來(lái)說(shuō),其 對(duì)驅(qū)動(dòng) 電路的要求 十分的 苛刻, LED 不像普通的白熾燈泡,可以直接連接交流市電220V。電源電路如圖 所示。
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