【正文】 delay(10)。temp2=PORTC。PORTC=0x0d。delay(10)。 //延時(shí)去抖動(dòng)temp=PORTC。data=table[tt]。else if(temp==0x77)tt=0x0f。else if(temp==0x7d)tt=0x0a。else if(temp==0xb7)tt=0x0e。else if(temp==0xbd)tt=0x08。else if(temp==0xd7)tt=0x0d。else if(temp==0xdd)tt=0x05。XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)else if(temp==0xe7)tt=0x0c。else if(temp==0xed)tt=0x02。//09 筆段碼void delay(unsigned int m) //*******延時(shí)函數(shù)**********{while(m){。unsigned char tt。 44 矩陣鍵盤掃描的軟件設(shè)計(jì)流程圖，如圖 13 所示：圖 13 鍵盤掃描流程圖：includeunsigned char temp1, temp2, temp3, temp4, temp。比如說掃描碼送入 11110111，后面的 0111 是代表此時(shí)掃描第一行 RC3 列，而前面的 1111 是讓讀取的 4 行接腳先設(shè)為 VDD（在硬件設(shè)計(jì)上，我們把 RC 口的高四位各接上一個(gè)上拉電阻） ，若此時(shí)第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結(jié)果就會(huì)變成 11010111（注意 1111 變成1101） ，其中 LSB 的第三個(gè) bit 會(huì)由 1 變成 0，這是因?yàn)檫@個(gè)按鍵被按下之后，會(huì)被垂直的掃描碼電位 short，而把讀取的 LSB 的 bit 電位拉到 0，此即為掃描原理。下面就是分別對(duì)每一個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。紅外測(cè)速的電路原理圖如下圖 10 所示：圖 10 紅外測(cè)速電路（六）系統(tǒng)的硬件原理圖與 PCB 圖，該原理圖如上面所述由按鍵部分電源穩(wěn)壓部分，液晶顯示接口，單片機(jī)控制部分，以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和紅外測(cè)速部分。從而可以對(duì)這個(gè)電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算即可得到速度。（五）紅外測(cè)速電路的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是使用的光電對(duì)管，在轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上刻有一條縫隙（或XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)小孔）。其與單片機(jī)相連的晶體振蕩電路如圖 9 所示：圖 9 晶體振蕩電路注：這里的兩個(gè)電容的值可以是 15pf，20pf 或者是 30pf?，F(xiàn)在把這 4 種振蕩方式按外接元件及接線方法的不同，分為外接晶體/陶瓷、外接RC、外接時(shí)鐘 3 種情況。我們這里選用的是 4MHz 的晶體振蕩器。所以可以說，時(shí)鐘系統(tǒng)是維持單片機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一種片內(nèi)必不可少的關(guān)鍵的功能部件。（2）晶體振蕩電路單片機(jī)每一步細(xì)微工作都是在一個(gè)共同的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)驅(qū)動(dòng)之下完成的。其中圖 8（a）電路的特點(diǎn)是簡潔；圖 8（b）電路中的電容 C 還可以為開關(guān) K 消除抖動(dòng)。外接復(fù)位開關(guān)可以和外接延時(shí)復(fù)位電路統(tǒng)籌考慮，將兩者的功能有機(jī)地融合在一起。為了滿足人工復(fù)位的需要，PIC16F877A 單片機(jī)設(shè)置了一個(gè)外接復(fù)位引腳，來接收外部輸入的人工復(fù)位信號(hào)。依據(jù)單片機(jī)在看門狗超時(shí)溢出之前所處的狀態(tài)是在睡眠還是在執(zhí)行程序，又可以將看門狗超時(shí)分為兩種情況，其實(shí)只有在單片機(jī)執(zhí)行程序期間，看門狗發(fā)生超時(shí)溢出，才會(huì)引發(fā)單片機(jī)復(fù)位，而另一種情況對(duì)于 PIC16F877A 單片機(jī)而言則不會(huì)引發(fā)單片機(jī)復(fù)位。③人工復(fù)位（單片機(jī)在睡眠期間）：單片機(jī)處在睡眠狀態(tài)之下（時(shí)鐘停振，單片機(jī)停止執(zhí)行程序） ，只要在人工復(fù)位端 MCLR 加入一個(gè)低電平信號(hào)，就會(huì)令其復(fù)位。②人工復(fù)位（單片機(jī)在執(zhí)行程序期間）：無論是單片機(jī)在按預(yù)先設(shè)定的正常順序運(yùn)行程序，還是單片機(jī)進(jìn)入不可預(yù)知的某一個(gè)死循環(huán)（形成死機(jī)現(xiàn)象） ，都得認(rèn)為單片機(jī)在執(zhí)行程序。（1）復(fù)位電路PIC16F877A 單片機(jī)的復(fù)位功能設(shè)計(jì)得比較完善，導(dǎo)致單片機(jī)內(nèi)部復(fù)位的方式，或者說，引起單片機(jī)內(nèi)部復(fù)位的條件和原因大致歸納成以下 5 種：①上電復(fù)位： 每次單片機(jī)加電時(shí)，上電復(fù)位電路都要對(duì)電源電壓 VDD 的上升過程進(jìn)行檢測(cè)。單片機(jī) 16F877 芯片引腳如圖 7 所示。這個(gè)單片機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡潔，并且堆棧采用硬件方式，這樣就省略了專用的堆棧指令使得指令系統(tǒng)也得到了精練，其功率消耗極低，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，使它能和多種外部電路模塊結(jié)合使用。這里的 44 矩陣鍵盤，行線占用單片機(jī)的 4 個(gè) I/O 口，列線也占用單片機(jī)的四個(gè)I/O 口，所以在這里選用 PIC16F877A 單片機(jī)的 RC 口（RC 口正好有 8 個(gè) I/O 口） ，這樣就恰好把矩陣鍵盤連接起來啦，為了方便軟件的設(shè)計(jì)，我們把 RC 口的高四位（RC7,RC6,RC5,RC4）分別連接四個(gè)阻值為 的上拉電阻。其 LCD1602 的硬件接口電路如下圖 5 所示：圖 5 1602 硬件接口電路（三）44 矩陣鍵盤電路由于 PIC 單片機(jī)的 I/O 口的資源有限，如果采用單線掃描的方式將占用很多 I/O 口，一個(gè)按鍵就會(huì)占用一個(gè) I/O 口，為了節(jié)約單片機(jī)資源，留出更多 I/O 口供其它模塊使用,LCD控制器LCD驅(qū)動(dòng)器LCD顯示裝置VSSVDDVOVSV/WEDB0~DB7XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)故這里采用 44 矩陣鍵盤的連接方式，16 個(gè)按鍵只占用 8 個(gè) I/O 口。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。引腳編號(hào)及說明如表 1 所示：表1 字符型液晶顯示模塊引腳編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O4 RS 數(shù)據(jù)/命令 12 D5 Data I/O5 R/W 讀/寫 13 D6 Data I/O6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/OXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)7 D0 Data I/O 45 BLA 背光源正級(jí)8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)級(jí)2．字符型液晶顯示模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)液晶顯示模塊WMC1602N的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分成三部份：一為LCD控制器，二為LCD驅(qū)動(dòng)器，三為LCD顯示裝置，如圖4所示：圖 4 1602 內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度，注意液晶顯示器的對(duì)比度不能調(diào)的太大啦，如果屏幕調(diào)的太亮啦很容易損壞液晶顯示器，對(duì)比度調(diào)的太小啦又會(huì)影響顯示效果，最好吧電位器調(diào)到中間位置即可，適可而止。E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。RW 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。（3）字符型液晶顯示模塊的引腳功能VSS 為地電源，VDD 接 5V 正電源，VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。如下圖圖 2 所示：圖 2 電壓 5V 的穩(wěn)壓電路（二）LCD1602 液晶顯示電路 顯示原理（1） 字符型液晶顯示模塊的主要參數(shù)LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162 個(gè)字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm（2） 字符型液晶顯示模塊的實(shí)物圖如圖 3 所示：XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 3 液晶面板字符型液晶顯示模塊是一類專門用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào)等的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。同時(shí)在 5V 穩(wěn)壓電源加上一個(gè) 470Ω 的電阻和一個(gè)綠色發(fā)光二極管，當(dāng)上電后，綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，表示電源工作正常。9V 直流電出來后再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓成為穩(wěn)定的 5V 電源，其中 78L05 的 Vin 腳是輸入腳，接 9V 直流電源正極，GND 是接地腳，接 9V 直流電源負(fù)極，Vout 為輸出腳，它和接地腳的電壓就是+5V 了。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來承擔(dān)濾波的任務(wù)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放PIC16F877A 單片機(jī)處理系統(tǒng)初始化紅外測(cè)速 LCD1602 顯示44 矩陣鍵盤掃描PWM 輸出脈寬來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的倉庫。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)，一般有 %左右的波動(dòng)，負(fù)載和溫10?度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。交流電經(jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是電流強(qiáng)度大小還是處在不斷地變化之中。下面對(duì)電路分模塊進(jìn)行說明。系統(tǒng)總的框圖結(jié)構(gòu)如圖 1 所示：圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖四、硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)底層電路的功能主要包括：直流電機(jī)的速度測(cè)試及可以調(diào)速，實(shí)時(shí)顯示電機(jī)得速度和相關(guān)的狀態(tài)信息。三自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng), 控制對(duì)象是驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的直流電機(jī),用 PIC 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)小型直流電機(jī)的 PWM 調(diào)速控制。通用同步 / 異步收發(fā)器(USART) 。2 個(gè)輸入捕捉/ 輸出比較/ 脈寬調(diào)制模塊(CCPCCP2) 。該單片機(jī)集成了多個(gè)外圍模塊。其中又以中級(jí)的 PIC16F873（A）、PIC16F877 (A) 用的最多。具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。相對(duì)于 51 系列而言，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，它可以直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示且外電路簡單。I/O 腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器（TRISn , 其中 n 對(duì)應(yīng)各口，如A、B、C、D、E 等），從而解決了 51 系列 I/O 腳為高電平時(shí)同為輸入和輸出的狀態(tài)。采用 Harvard 雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快(指令周期約160～200ns)，它能使程序存儲(chǔ)器的訪問和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問并行處理，這種指令流水線結(jié)構(gòu)，在一個(gè)周期內(nèi)完成兩部分工作，一是執(zhí)行指令，二是從程序存儲(chǔ)器取出下一條指令，這樣總的看來每條指令只需一個(gè)周期（個(gè)別除外），這也是高效率運(yùn)行的原因之一。6．PIC 單片機(jī)控制模塊PIC 單片機(jī)系列是美國微芯公司（Microchip）生產(chǎn)的 8 位單片機(jī)的產(chǎn)品，是當(dāng)前市場(chǎng)份額增長最快的單片機(jī)之一。單片機(jī)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)通過其內(nèi)部的計(jì)時(shí)器對(duì)接收一定數(shù)目的脈沖計(jì)時(shí)，根據(jù)脈沖數(shù)目及所用時(shí)間就可計(jì)算出齒盤的轉(zhuǎn)速，最后通過數(shù)字顯示部分將轉(zhuǎn)速顯示出來。脈寬調(diào)制是通過 RC2 來輸出的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)定時(shí)器 TMR2 計(jì)數(shù)增量至與周期寄存器 PR2 的值相等時(shí),TMR2 被清零, CCP 模塊的引腳為高電平狀態(tài),高電平持續(xù)時(shí)間參數(shù)被鎖存。用程序語句控制 PWM 信號(hào)的周期(period) 和高電平持續(xù)時(shí)(duty cycle) , 從而控制電機(jī)電樞電壓,達(dá)到調(diào)速目的。它們有 3 種工作方式(捕捉方式、輸出比較方式和脈寬調(diào)制方式) 。4．PWM 模塊本設(shè)計(jì)改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法為脈寬調(diào)制( Pulse Width Modulation) 技術(shù)。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。而當(dāng)兩極脈沖信號(hào)同頻反相時(shí)，液晶兩極無電壓差，呈現(xiàn)白色。液晶顯示器兩極不能施加直流電壓，通常要求在兩個(gè)電極上加 50 一 100 Hz 的交變信號(hào)，此信號(hào)可由兩個(gè)同頻反相的周期性矩形脈沖信號(hào)加在 LCD 電極的兩端組成。LCD 顯示器是利用液晶的動(dòng)態(tài)散射效應(yīng)來顯示數(shù)字的，當(dāng)沒有外加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子按一定方向整齊排列，射入的光線被反射電極反射回來，從而使液晶呈現(xiàn)白色。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。那么這個(gè)口的高四位（RC7——RC4）設(shè)為輸入，低四位（RC3，RA0，RC1，RC0）設(shè)為輸出，為了方便XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)軟件的編寫，在高四位上分別外接四個(gè) 的上拉電阻。2．44 矩陣鍵盤模塊44 是接在單片機(jī)的 RC 口上的，因?yàn)?PIC16F877A 單片機(jī)只有 RB，RC，RD 三個(gè)端口是 8 個(gè)接口，而 RD 口上的 8 跟線是用來控制 LCD1602 的，RB 口用來產(chǎn)生外部電平中斷（即電機(jī)轉(zhuǎn)速用的） ，所以選用 RC 口，然而這里依然存在一個(gè)問題，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過 PWM（脈寬調(diào)制）輸出的脈寬波形來實(shí)現(xiàn)的，輸出的脈寬波形是通過 RC2 來輸出的，因此 RC2 必定被占用。具體的硬件電路和參數(shù)設(shè)置請(qǐng)參照后面的硬件設(shè)計(jì)部分。三、需求分析（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的各個(gè)模塊 電源主要是需要一個(gè) 5V，和一個(gè) 的電壓，5V 電壓是用來讓 PIC16F877A 單片機(jī)工作的基準(zhǔn)電壓，而 電壓是用來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的。綜上所述 利用前三種方案都非常好，利用前三種技術(shù)設(shè)計(jì)出來的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，實(shí)時(shí)性好，效率高，尤其是方案一利用 DSP 來設(shè)計(jì)的直流電機(jī)系統(tǒng)完全可以達(dá)到現(xiàn)在的軍需用品，因?yàn)樗鼘?duì)數(shù)字信號(hào)的處理精度高。方案四：基于單