【正文】 并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 耿 老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)內(nèi)容中的錯誤。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師 耿 老師。同時(shí)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也使我受益 匪淺，讓我知道做任何事情都應(yīng)腳踏實(shí)地，刻苦努力地去做，只有這樣， 才能做好。特別是深刻體會到了軟件和硬件結(jié)合的重要性，以及兩者的聯(lián)系和配合作用。總的感受有以下幾方面： 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但對單片機(jī)有了更為深入的了解，對一個課題如何畫流程圖，編程序等有了一定的認(rèn)識。也鍛煉了我的 protel 畫圖能力，以前學(xué)的時(shí)候元器件都是給定的只要到庫里面找出名字就可以，只要連線就可以，而這次是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要去畫，感覺不同。通過本次科技創(chuàng)新實(shí)踐，我學(xué)到了許多東西， 只是 靠書本上的東西是不夠的 ，需額外去查資料。通過求助于 耿 老師、理清了 設(shè)計(jì)的 思路。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計(jì)的各硬件的資源，其中包括：直流電機(jī) PWM 調(diào)速、AT89S52 單片機(jī)、 L289 引腳圖及其引腳功能等， LED 數(shù)碼管顯示，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一定的資料。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 27 圖 54 獨(dú)立式鍵盤控制流程圖 6 實(shí)際設(shè)計(jì)成果 電機(jī)正轉(zhuǎn) 結(jié)論 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識 ,也使我深刻體會到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用 領(lǐng)域的廣泛。系統(tǒng)開始時(shí)，檢測獨(dú)立式按鍵，如有按鍵按下，則相對應(yīng)的 K=0，然后進(jìn)入子程序?qū)崿F(xiàn)案件的功能。具體流程圖見圖 53?！?W%10”為脈寬的個位數(shù)值，“ W/10”脈寬 百 位數(shù)字，“ W/10%10”為脈寬的 十 位，“ A”則表示 直流電機(jī)的 轉(zhuǎn)動方向 。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 25 圖 52 定時(shí)器中斷程序流程圖 LED 數(shù)碼管顯示 PWM 占空比流程圖 LED 數(shù)碼管顯示描述：本設(shè)計(jì)中有四個 LED 數(shù)碼管顯示，分別顯示電機(jī)的方向、脈寬的百位、脈寬的十位、脈寬的各位。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來達(dá)到改變平均電壓 值 的，從而來 可以使 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 發(fā)生變化 。在一個周期內(nèi)：當(dāng) TM 時(shí)，電機(jī)停止 轉(zhuǎn)動 ，如果 T=100,T 清零，否則 再次 進(jìn)入定時(shí)中斷：當(dāng) T=M 時(shí)，電機(jī)啟動，如果 T=100， T清零，否則重新進(jìn)入定時(shí)中斷。 圖 51 主程序流程圖 定 時(shí)器中斷程序流程圖 定時(shí)中斷描述 :首先啟動定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式為 1，開啟 TI 開啟 ，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為 20us。如果相 對應(yīng) 按鍵按下，得到相對應(yīng)的脈沖 W， 然后通過 LED 數(shù)碼管 正常 顯示脈寬 W。 主程序流程圖 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 24 主程序描述 :首先 執(zhí)行 程序主函數(shù) main， 然后讓 系統(tǒng) 開始運(yùn)行 ，設(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作方式 1開啟 T1中斷，定時(shí) 20us。 圖 413 本 系統(tǒng)中獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的連接 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 直接應(yīng)用 AT89S52 的軟件方法實(shí)現(xiàn) PWM 信號輸 入 ，這比硬件實(shí)現(xiàn) PWM 信號成本 高 ，限制 多 ， 實(shí)現(xiàn)便捷。因此，通過檢測 I/O 口線的電平 運(yùn)行情況 ，即可判斷鍵盤上哪個鍵被 執(zhí)行 ，獨(dú)立鍵盤見圖 412。 編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵的 判斷 ； 非編碼鍵盤主要是 通過 軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與 區(qū)別 。 （ b） 鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩 種 。 鍵盤的分類 （ a） 鍵盤按照其結(jié)構(gòu)可分為獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤兩類。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 21 圖 410 LED 顯示流程圖 本系統(tǒng)中單片機(jī)與 LED 的連接 本設(shè)計(jì) 有 四個數(shù)碼管 構(gòu)成 ，從右至左依次顯示脈寬的各位、十位、百位和直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn) 等數(shù)據(jù) ， LED 與單片機(jī)的 之間的關(guān)系 見圖 411。 共陰極 共陽極 管腳圖 圖 49 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 常見 數(shù)字和字符的字段碼 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 20 表 43 常見數(shù)字和字符的數(shù)碼段 顯示字符 共陰極字段碼 共陽極字段碼 顯示字符 共陰極字段碼 共陽極字段碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H T 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H L 38H C7H 9 6FH 90H 8. FFH 00H A 77H 88H “ 滅 ” 00 FFH B 7CH 83H …… …… …… LED 顯示 簡單的程序流程 LED 數(shù)碼管是逐個顯示的，首先要選擇現(xiàn)實(shí)的數(shù)碼管，然后找到相對應(yīng)的字碼段進(jìn)行顯示，一個顯示完之后，延時(shí)一段時(shí)間，再進(jìn)行下一個數(shù)碼管的顯示。 一般用來改變 發(fā)光二極管的 7（或 8）位二極管 編號 稱為字段碼。其中 7段發(fā)光二極管構(gòu)成 7 筆的字形“ 8” ,1 根發(fā)光二極管 組成小數(shù)位 。圖（ b）為共陽極結(jié)構(gòu)， 8 端發(fā)光二極管的 正 極端 與之相連 ，陰極端分開 進(jìn)行調(diào)節(jié) ，使用時(shí)公共端接電源。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖 48。 除半導(dǎo)體激光器外，當(dāng)電流激勵時(shí)能發(fā)射光學(xué)輻射的半 導(dǎo)體 晶體 管。 當(dāng)電流通過導(dǎo)線 對 這個晶片 通入電流 的時(shí)候，電子就會被 傳到 P區(qū)，在 P區(qū)里電子 和 空穴 匯合 ，然后就會以光子的 方式 發(fā)出 電能 ，這就是 LED 發(fā)光的原理。半導(dǎo)體晶片由兩 方面 組成，一 方面 是 P 型半 導(dǎo)體，在它里面空穴占 中心的位置 ， N型半導(dǎo)體 是它的另一方面 ，在這邊 大部分 是電子。 圖 47 單片機(jī)與 L298 的連接 LED 數(shù)碼管顯示 LED 簡介 LED（ Light Emitting Diode）， 叫做 發(fā)光二極管，是一種 硬度較高 的半導(dǎo)體器件，它可以 很輕松的 把電 變成 為光。具有 容易的電路 ， 操縱起來順手 的特點(diǎn)。同時(shí)，它還要產(chǎn)生采樣 時(shí)間 ，即 根據(jù) 采樣 時(shí)間開始 A／ D 轉(zhuǎn)換 。軟件延基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 18 時(shí) 理論上使用比較便利 ，但 占用系統(tǒng)內(nèi)存較大 ， 所以 使用 起來 并不 簡單 。片內(nèi)具有 8K 字節(jié)的在線可 反復(fù) 編程 寫入刪除容易的 程序存儲器 ，128x8 位 內(nèi)部 R A M ， A T 89C52 可 組成 真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ， 減少系統(tǒng)占用面積 ， 增加了系統(tǒng)的信賴度 ， 系統(tǒng)支出便宜 。在整個 PW M 調(diào)速器中， CPU 既是運(yùn)算處理中心 ，又是控制 核心 ，是最 重要 的器件。 依賴 L298 的輸入輸出 之間的聯(lián)系 ，使能控制端 EnA 接 AT89C52 的 B， D 口，當(dāng) P， D 口為低電平時(shí)，通過 PW M 信號輸入端 In3 和 In4 可以 讓 電動機(jī)的正反轉(zhuǎn) 進(jìn)行工作 (輸入端 lnl 為 PW M 信號 ，輸入端 In2 為低電平 ，電動機(jī) 反向旋轉(zhuǎn) ；輸入端 In2 為 PW M 信號，輸入端 Inl 為高電平，電動機(jī)反向轉(zhuǎn)動 )；當(dāng)它為低電平時(shí)驅(qū)動橋路 中 的 4 個晶體管全部 停止 ，使正在工作 的電動機(jī)電樞電流反向，電動機(jī)自由 斷電 。 在對直流電機(jī)電壓的控制和驅(qū)動中，半導(dǎo)體功率器件（ L298）在使用上可以分為 三 種方式 : 線性放大器驅(qū)動模式和開關(guān)驅(qū)動模式 ,驅(qū)動模式、線性放大方法 是一種 半導(dǎo)體 功率器件工作在線性區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是控制原理 比較簡便 ，輸出 跳動 比較寬 ，線性好，對鄰近電路干擾小，缺點(diǎn)為 電力設(shè)備 運(yùn)行 在線性 階段 ， 低功耗 和散熱問題嚴(yán)重。 表 41 L298 引腳符號及功能 引 腳 功 能 SENSA、 SENSB 分別為兩個 H 橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以直接接地 ENA 、 ENB 使能端，輸入 PWM 信號 IN IN IN IN4 輸入端， TTL 邏輯電平信號 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 17 OUT OUT OUT OUT4 輸 出端，與對應(yīng)輸入端同邏輯 VCC 邏輯控制電源， ～ 7V VSS 電機(jī)驅(qū)動電源，最小值需比輸入的低電平電壓高 GND 地 L298 的邏輯功能 當(dāng)使能端 接到 高電平時(shí)，輸入端 IN1 為 PWM 型號， IN2 為 高 電平時(shí)，電機(jī) 正向轉(zhuǎn)動 ；輸入端 IN1 為 高 電平信號， IN2 為 PWM 信號時(shí)，電機(jī) 反方向轉(zhuǎn)動 ； IN1和 IN2 相同時(shí)，電機(jī)快速停止。 由于以上的緣故 ，在實(shí)際驅(qū)動電路中要用硬件電路方便地控制 晶體 管的開關(guān)。如果 晶體 管 Q3和 Q2 都被接 通 ，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負(fù)極。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4接通時(shí)，電流將從右至左經(jīng)過 電機(jī)，從而 使直流 電機(jī) 向 另一方向 進(jìn)行 轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。晶體管Q2 和 Q3 傳導(dǎo)時(shí) ,電流將從左到右流向電機(jī)、驅(qū)動電動機(jī)在一個特定的方向 在電機(jī)旋 轉(zhuǎn) (電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向 )。例如 ,如圖 4 5 所示 ，當(dāng) Q1 和 Q2 管傳導(dǎo) 時(shí)， 電流從 電源正極 的 Q1從左到右穿過電機(jī) ,然后通過返回的 Q2 回到電源負(fù)極 。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通 狀態(tài) ，電流 可以通過 從 右 至 左 至 右 流過電機(jī)，從而 改變 電機(jī)的轉(zhuǎn) 動方 向。如圖所示， H橋式電機(jī)驅(qū)動電路 由 4個三極管和一個電機(jī) 組成 。電路 被稱為 “ H 橋驅(qū)動電路”是因?yàn)樗男螤?類似于英文 H。片內(nèi)具有 8K 字節(jié)的在線可 多次 編程快擦快寫程序存儲器 ， 128x8 位內(nèi)部 RAM， AT89C52 可 組成 真正的基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 15 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ，縮小系統(tǒng) 占用的空間 ，提高系統(tǒng) 可依賴 性，降低系統(tǒng) 價(jià)格 。 在整 個 PW M 調(diào)速器中， CPU 既是 計(jì)算 處理中心 ，又是控制中心 ，是最關(guān)鍵的器件。L 邏輯電平 ，用來 調(diào)節(jié) H 橋的 斷 開和接通 ，第 5，11 腳則為使能控制端。 24 個 H 橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起 ，其輸出腳 (1 和 15)用來連接電流檢測電阻。其 它的 內(nèi)部具有 3 個完全相同的 PW M 功率放大回路 ，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。L 邏輯電平控制 ，可用來驅(qū)動繼電器 、線圈、直流電動 機(jī) 、步進(jìn)電動機(jī)等 其他的 電感性負(fù)載。 L298N 可直接對電機(jī)進(jìn)行 調(diào)節(jié) ， 沒有 分隔 電路，可以驅(qū)動雙電機(jī) 。 L298 電機(jī)驅(qū)動模塊 L298 電機(jī)驅(qū)動簡介 L298 是 GS 公司的產(chǎn)品， L298N 為 32個管角的單塊集成電路， 大 電壓， 大電流，四通道驅(qū)動，設(shè)計(jì)用 L298N 來接收 DTL 或者 TTL 邏輯電平，驅(qū)動感性負(fù)載(比如繼電器，直流和步進(jìn)馬達(dá) )和 切換功率 晶體管。 MOV R0 , data 堆棧操作也是簡介尋址 方法 。 MOV 0A0H , data 使用間接尋址方式訪問高 256 字節(jié) RAM。直接尋址 方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。 意思就是 高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器有 一個共同 地址，而物理上是分開的。 數(shù)據(jù)存儲器： AT89S52 有 512 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。程序內(nèi)存 器 :如果 EA引腳 接地 ,應(yīng)用程序從外部存儲器中讀取只有開始。 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 14 存儲器結(jié)構(gòu)： 針對 MCS 51 設(shè)備有一個單獨(dú)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。可編程序指的是他們的工作方式的指令集 ,或作為一個計(jì)數(shù)器 ,或者當(dāng)定時(shí)器 ,計(jì)數(shù) (時(shí)間 )的范圍可以通過指令集。 以 AT89S52 內(nèi)部看門狗定時(shí)器和四個 16 個可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。這些中斷每個中斷源可以通過設(shè)置中刪除或特殊寄存器相關(guān)中斷即允許控制位分別中斷源有效或無效。 XTAL2： 通過 反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程 時(shí) ,這個 引腳 用于應(yīng)用12 v 電源 (VPP)編程 。 /EA/VPP： 當(dāng) / EA 穩(wěn)定在 低電平時(shí) ,在外部程序的內(nèi)存 器 (0000 h FFFFH),無論是否有內(nèi)部程序內(nèi)存。由外部程序存儲器是指 區(qū)間 ,每臺機(jī)器周期 / PSEN 有效兩倍。如果在外部微處理器執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止 ,設(shè)置是無效的。這個時(shí)候只有在執(zhí)行 ALE MOVX MOVC 指令 才起到作用 。但是 要 注意 ， :當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器 ,ALE 脈沖 將跳過 。在正常時(shí)期 ,ALE 結(jié)束周期在恒頻輸出脈沖信號 ,頻率的振蕩器頻率的 1/12。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部內(nèi)存地址鎖存器允許的狀態(tài)輸出電平是用來鎖地址字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。 ： T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 0輸入。 ： INT0，外部 斷開 0輸入。 其引腳分配如下： 基于 L298 直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì) 13 ： RXD，串行通信輸入。如果是使用 805