【正文】 16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2K4K3K2K1K5U5A ND _ 5 圖 45 按鍵電路圖 如圖 45 所示，開關(guān) K1 連接單片機的 口、開關(guān) K2 連接 單片機的 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 18 口、開關(guān) K3 連接單片機的 口、開關(guān) K4 連接單片機的 口、開關(guān) K5 連接單片機的 口，單片機的 口連接一個七口與門，與門的其中兩口接電源，另外五個接口分別接五個開關(guān)。 鄧賢彥：直流電機 控制系統(tǒng)設(shè)計 17 +5X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X1CR Y S T A LC23 0 p FC33 0 p FR21kR32 0 0C41uF 圖 44 單片機 時鐘 、復(fù)位電路圖 信號輸入 模塊設(shè)計 獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一根 I/O 口線，一根 I/O 口線上的按鍵工作狀 態(tài)不會影響其它 I/O 口線的工作狀態(tài)。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 2X1C R Y S T A LC23 0 p FC33 0 p FC41uF 圖 43 時鐘電路圖 如圖，如果晶振選擇為 12MHZ 左右，那么，電容選擇為 30pf 左右，過高和過低，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的時鐘，所以電容選擇要慎重，才能提供良好的時鐘電路 [5]。我選擇采用外部方式，利用晶振和電容配合，提供穩(wěn)定有效的時鐘。 單片機要能夠運行程序，必須要給單片機一個時鐘，既時序，讓程序能夠按照時間來執(zhí)行。 +5X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 2C33 0 p FR21kR32 0 0C41uF 圖 42 復(fù)位電路 在 51 系列單片機中，在振蕩信號正常運行的情況下，只要 RESET 腳保持兩個機器周期以上時間的高電平，系統(tǒng)就能夠復(fù)位。我選擇上電外部復(fù)位電路來作為該控制電路的四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 16 復(fù)位電路。同時，由于我們不引用外置程序存儲器，使用 89C52 內(nèi)置的片內(nèi)存儲器，所以我們給 EA/VP 置高電平。并且也要配置復(fù)位電路，讓芯片具有復(fù)位功能。該芯片包括了 32 個 I/O 口， +5v 電源供電，具有復(fù)位，中斷，定時器，串口，并口等。 AT89C52 為主要控制芯片，將程序輸入AT89C52 芯片中，驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動，按鍵電路通過不同按鍵控制電動機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)加速，反轉(zhuǎn)加速，開 啟，停止等功能。 總體框 圖如圖 41。本系統(tǒng)的電源由 橋式整流濾波電源電路為整個系統(tǒng)提供 ，通過按鍵輸入信號 控制單片機發(fā)出信號經(jīng) L298芯片放大 驅(qū)動小功率直流電動機實現(xiàn)各種 設(shè)計所要求的 功能，并由 LM016L 液晶顯示器顯示出當前電動機的轉(zhuǎn)動情況。 本章小結(jié) 本章根據(jù)設(shè)計要求初步設(shè)定設(shè)計方案。 即方案二。由于直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速特性以及超大的過載能力，另外還能實現(xiàn)快速起動、制動和逆向運轉(zhuǎn)，所以其在冶金工業(yè)、交通運輸、航空、國防中得到了極為廣泛的應(yīng)用。 方案選擇： 經(jīng)過方案一和方案二的比 較可以看出，方案一能夠?qū)崿F(xiàn)顯示要求，并且接線較為簡單，所以選擇方案一 。 方案二：采用液晶１２８６４ 12864 是 128*64 的液晶模塊，它能夠顯示 128x64 個字符。它是一款工業(yè)型的字符液晶，能夠同時顯示３２個字符。所以，并不可取，第二種方案，有著穩(wěn)定性好，使用簡單的優(yōu)勢，功能完善等優(yōu)勢，雖然，在價格上比方案一要貴，但由于它的優(yōu)勢遠遠超過了他的劣勢，所以我選擇方案二 。 L298 還提供一個額外的電壓輸入，所以其邏輯電路可以工作在更低的電壓下。 L298提供兩個使能輸入端，可以在不依賴于輸入信號的情況下，使能或禁用 L298 器件。 驅(qū)動 電路 選擇 方案一：自搭硬件驅(qū)動電路 應(yīng)用所學(xué)的模擬電路知識，用三極管，電阻，電容，做 一個 H 橋電機驅(qū)動 ，從而驅(qū)動電機的 運轉(zhuǎn)，這種電路在很多地方都能找到，采用這種方案，能極大的鞏固和提高我們所學(xué)知識。 按鈕的用途很廣，例如車床的起動與停機、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等；塔式吊車的起動，停止，上升，下降， 前、后、左、右、慢速或快速運行等，都需要按鈕控制。按鈕的工作 原理 很簡單（見 下 圖 22) 按 鍵abc 圖 32 按鈕工作原理示意 對于常開觸頭（圖 a） ,在按鈕未被按下前 ,電路 是斷開的 ,按下按鈕后 ,常開觸頭被連通 ,電路也被接通；對于常閉觸頭（圖 b），在按鈕未被按下前，觸頭是 閉合 的，按下按鈕后，觸頭被斷開，電路也被分斷。 方案二：采用 按鍵信號輸入 按鈕是一種人工控制的 主令電器 。當遙控器處于學(xué)習狀態(tài)時，使用者每按一個控制鍵，紅外線 接收 電路 就開始接收外來紅外 信號 ，同時將其轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過檢波、整形、放大，再由 CPU 定時對其采樣，將每個采樣點 的二進制數(shù)據(jù)以 8 位為一個單位，分別存放到指定的 存儲單元 中去，供以后對該設(shè)備控制使用。 信號輸入 模塊 的選擇 方案一： 紅外線 信號 輸入 遙控器由紅外接收及發(fā)射 電路 、 信號 調(diào)理電路 、中央控制器 存儲器 、鍵盤及狀態(tài)指示電路組成。相比之下，我選擇方案二，因為方案二在功能和速度上已經(jīng)足以滿足我這次的系統(tǒng)設(shè)計，并且，方案二有著價格低廉，易操作等有點，這無疑降低了系統(tǒng)開發(fā)難度和開發(fā)周期，開發(fā)經(jīng)費。 方案選擇： 比較方案一和方案二，可以看出，方案一在運行速度和功能上優(yōu)于方案二，但在價格和易 操作性，穩(wěn)定性等方面。 方案二： 采用 AT89C52 芯片來作為整體系統(tǒng)的控制芯片 AT89C52 芯片是現(xiàn)如今工業(yè)上用的最多的一款控 制芯片，也是如今各種系列單片機比較基礎(chǔ)，比較易學(xué)的一款單片機控制芯片，基本上可以說， 52 單片機芯片是所有學(xué)習單片機控制的必學(xué)芯片。 MSP430 系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。例如有看門狗（ WDT）、模擬比較器 A、定時器 A0（ Timer_A0）、定時器 A1（ Timer_A1）、定時器 B0（ Timer_B0）、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12 位 ADC、 16 位Σ Δ ADC、 DMA、 I/O 端口、基本定時器（ Basic Timer）、實時時鐘（ RTC）和 USB 控制器等若干外圍模塊的各種不同組合。 MSP430 系列單片機是美國德州儀器 1966 年開始推向市場的一種 16 位超低功耗，具有精簡指令集的混合信號處理器。第二部分則為電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、模式的顯示 ， 此部分可直接通過單片機 完成 。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 10 第 3 章 設(shè)計方案選擇 設(shè)計思路 根據(jù)要求我計劃將本設(shè)計分為兩個部分。然后闡述了 3 種直流電機調(diào)速方法，以及介紹了多種常用直流電源，并與 VM 系統(tǒng)相比，突出 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負載，因此電路上的電流就可能達到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管 [4]。 圖 27 H 橋式驅(qū)動電機逆時針轉(zhuǎn)動 驅(qū)動電機時，保證 H 橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。當三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭指示為 順時針方向）。 圖 26 H 橋式驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動 如上圖所示，當 Q1 管和 Q4 管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng) Q1 從左至右穿過電機 ，然后再經(jīng) Q4 回到電源負極。要使電機運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。 4 個三極管組成 H 的 4 條垂直腿，而電機就是 H 中的橫杠（上圖及隨后的兩個圖都只是示意圖，而 不 是完整的電路圖）。 圖 25 H 橋式電機驅(qū)動電路 上圖所示為一個典型的直流 電機控制電路。 目前，受到器件容量的限制， PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng) H 橋電機驅(qū)動的概述 采用 PWM 進行直流電機調(diào)速，其實就是把波形作用于電機驅(qū)動電路的使用端，因此有必要對電機驅(qū)動電路進行介紹。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱 PWM 變換器。 （ 2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強。 與 VM 系統(tǒng)相比， PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點： （ 1）由 于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達 1： 10000 左右。脈沖寬度調(diào)制（ Pulse Width Modulation），簡稱 PW