【正文】 圖 按鍵電路 過流保護(hù)選用了 HRS4SZ05VDC 小型電磁繼電器組成的電路。當(dāng)某個按鍵按下時，相應(yīng)的 P2 口就接地，該 P2口就由高電平變?yōu)?15 低電平。 在按鍵電路中， ~ 分別連接到 6個按鍵。如圖 所示。 8 位數(shù)據(jù)口分別連接到單片機(jī)的 到 的 8個 I/O 口上。 該液晶接口為 8位的數(shù) 據(jù)口， 5個控制端，該液晶控制有多種模塊，通過配置相關(guān)寄存器進(jìn)行操作，比如窗口操作，黑白顯示操作，讀取液晶某一像素點(diǎn)值，常規(guī)操作為在屏上一位置點(diǎn)寫一個顏色值比如說： 0Xffff,全白， 0X000 全黑。若顯示數(shù)字幾乎不變，則說明電機(jī)工作十分穩(wěn)定；與之相反，顯示數(shù)字不停地變化，則說明電機(jī)工作非常不穩(wěn)定。用戶可以根據(jù)液晶顯示屏上的數(shù)字，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，為調(diào)速提供了方便。如圖 所示。系統(tǒng)在工作中，數(shù)字器件會在電源和地上引入大量的脈沖干擾。電源電路如圖 所示。 IC采用集成穩(wěn)壓器 7805， C C8 分別為輸入端和輸出端濾波電容， C7 瓷片電容用于改善紋波特性，抑制輸入的過電壓；由于本系統(tǒng)所需 +5V 電流大，故在 7805 背面加上散熱器，增加散熱性。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。 P 1 . 0 / A D C 01P 1 . 1 / A D C 12P 1 . 2 / R x D 23P 1 . 3 T x D 24P 1 . 4 / S S5P 1 . 5 / M O S I6P 1 . 6 / M I S O7P 1 . 7 / S C L K8R S T9R x D1 0T x D1 1I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5W R1 6R D1 7X T A L 11 8X T A L 21 9GND20P 2 . 02 1P 2 . 12 2P 2 . 22 3P 2 . 32 4P 2 . 42 5P 2 . 52 6P 2 . 62 7P 2 . 72 8N A2 9A L E3 0E X L V D3 1P 0 . 73 2P 0 . 63 3P 0 . 53 4P 0 . 43 5P 0 . 33 6P 0 . 23 7P 0 . 13 8P 0 . 03 9VCC40I C 1S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2+ 5C R Y 11 2 MC 43 0 PC 53 0 PX T A L 1X T A L 2X T A L 1X T A L 2R 11 0 0A J 1S W _ P BR 21 0 KC 14 7 u F+ 5R S TR S TI N P U T +I N P U T E N a b l eP 3 . 0P 3 . 1D A T A 0D A T A 1D A T A 2D A T A 3D A T A 4D A T A 5D A T A 6D A T A 7W RR DC SR SR E S E TI / O _ S i g a lL E D 1L E D 2 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電源選用 7805 系列芯片構(gòu)成一個輸出正 5V 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。當(dāng)人為按下按鈕時，則 VCC 的 5V 電平就會直接加到 RST 端。即是人為的在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 復(fù)位電路的作用 在上電或復(fù)位過程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài)：這段時間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯誤的指令、執(zhí)行錯誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 在設(shè)計印刷電路板時，晶體 和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。振蕩晶體可在 到12MHZ 之間選擇。 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。80C51單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。 3. 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 該最小系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)： 1. 有可供用戶使用的大量 I/O 口線。每個 I/O 口驅(qū)動能力均可達(dá)到 20mA，但是整個芯片最大不得超過100mA 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、晶振電路、電源和地 [4]。電動機(jī)的當(dāng)前速度與設(shè)定速度通過液晶屏顯示出來。本系統(tǒng)有6個獨(dú)立式按鍵，分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、電機(jī)速度的加減、電機(jī)的啟動和急停。如圖 。 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 本系統(tǒng)選用了三菱直流 電機(jī)，額定電壓 12V，額定電流 1A，空載轉(zhuǎn)速3600r/min，負(fù)載轉(zhuǎn)速 2600r/min。 由于本系統(tǒng)對測速精度要求較高，且 M/T發(fā)測速在高速和低速都具有較高的測速精度。 M/T法是通過同時測量檢測時間和在此檢測時間內(nèi)光電脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速脈沖信號的個 數(shù)來確定轉(zhuǎn)速。在極端情況下 ,時間的測量會產(chǎn)生士 1 個高頻脈沖周期 ,因此 T 法在被測轉(zhuǎn)速較低 (相鄰兩個轉(zhuǎn)速脈沖信號時間較大 ) 時 ,才有較高的測量精度 ,所以 T 法適合于低速測量。 T法是通過測量光電脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的相鄰兩個轉(zhuǎn)速脈沖信號的時間來確定轉(zhuǎn)速。當(dāng)被測轉(zhuǎn)速較高或電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈發(fā)出的轉(zhuǎn)速脈沖信號的個數(shù)較大時 ,才有較高的測量精度 ,因此 M 法適合于高速測量。 M法是在規(guī)定的檢測時間內(nèi) ,通過檢測光電脈沖發(fā)生器所產(chǎn) 8 生的脈沖信號的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)速。根據(jù)脈沖計數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有 :M 法 (測頻法 ) 、 T 法 (測周期法 ) 和 MPT 法 (頻率 P周期法 ) 。 測速方案的選擇 電機(jī)轉(zhuǎn)動速度的數(shù)字檢測基本方法是利用與電動機(jī)同軸連接的光電脈沖發(fā)生器的輸出脈沖 頻率與轉(zhuǎn)速成正比的原理 [1]。 由于 STC12C5A60S2 具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 無法解密，采用宏晶 最新第六代加密技術(shù) 2. 超強(qiáng)抗干擾，整機(jī)輕松通過 2萬伏經(jīng)典測試 3. 速度快、 1 個時鐘 /機(jī)器周期，可用低頻晶振，大幅降低 EMI 4. 超低功耗 5. 輸入 /輸出口多，做多有 44 個 I/O口， A/D 做按鍵掃描還可以節(jié)省很多I/O 6. 在系統(tǒng)可編程，無需編程器，無需仿真器，可遠(yuǎn)程升級 7. 內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路，外部復(fù)位電路可徹底省掉，當(dāng)然也可以繼續(xù)用外部復(fù)位電路。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路 ,2路 PWM,8 路高速10位 A/D 轉(zhuǎn)換 (250K/S),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。 （二） 方案二：選擇 STC12C5A60S2 作為本系統(tǒng)的控制芯片。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。 80C51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上 [2]。 和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。另外，其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 、體積小、有很高的可靠性。所以本設(shè)計選用非編碼鍵盤中的獨(dú)立式按鍵。每個獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每根 I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線上的狀態(tài)。非編碼鍵盤幾乎不需要什么附加的硬件電路，目前，在微型計算機(jī)系統(tǒng)中獲得較普遍的采用。因此在微型計算機(jī)系統(tǒng)中使用編碼鍵盤不多。只要按下編碼鍵盤的某一個鍵，它就能產(chǎn)生這個鍵的代碼，并稱為鍵碼，與此同時還產(chǎn)生一個脈沖信號，以通知 CPU接收鍵碼，編碼鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是使用比較方便，亦不需要編寫太復(fù)雜的程序。單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。 (4) 功率消耗?。阂壕э@示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因此耗電量比其它顯示器要小得多。 (2) 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加 6 簡單。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。 液晶顯示模塊的選擇 LCD 顯示模塊是一種被動顯示器，具有功耗低，顯示信息大，壽命長和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)中得到大量使用。 在實(shí)際電路中，由于可逆 PWM 變換器的特殊性，要求四個三極管的性能基本一致，在實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)，而且用分離元件構(gòu)建橋式可 逆 PWM變換器比較復(fù)雜。當(dāng)驅(qū)動直流電機(jī)時，可以直接控制兩路電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。 L298N 是專用驅(qū)動集成電路，屬于 H橋集成電路，與 L293D 的差別是其輸出電流增大，功率增強(qiáng)。 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見的是 15 腳的 Multiwatt 封裝的 L298N 內(nèi)部含四通道邏輯驅(qū)動電路。即使使用單極控制方式，使部分器件處于常通或者常斷狀態(tài)，以減少開關(guān)次數(shù)和開關(guān)損耗以及提高可靠性，但是系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能也會受到降低。 E. 低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍舊較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 C. 電動機(jī)停止時有微振電流，能消