【正文】 3 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)在兩種模式下的三鍵輸入（復(fù)用） 此系統(tǒng)利用三鍵式輸入，即在工作模式、參數(shù)設(shè)定兩種狀態(tài)下有不同的作用。*此外，與三鍵式鍵盤（復(fù)用）相配合的顯示電路部分，并行驅(qū)動的結(jié)構(gòu)較為簡單，我將采用四位數(shù)碼管共陰極的并行輸出接法。*本設(shè)計使用到芯片 X5045，它是帶有硬件寫保護(hù)功能的串行 E2PROM，其接口兼容SPI 總線規(guī)范，通過一對串行時鐘、數(shù)據(jù)線對片內(nèi)存儲單元進(jìn)行讀寫。*采用無極性輸入，它允許將回路中發(fā)電機(jī)電樞的 2 根直流輸出線在傳輸途中任意極性連接，容忍了電路接線的反接差錯，使電路使用使用起來更為方便且具有安全保證。在這里，我將采用型號為 SN75LBC176，它的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動節(jié)點數(shù)為 32，采用半雙工通訊。西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 10*RS485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口。利用軟件編程實現(xiàn)此功能。當(dāng) 接 Vcc 時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的程序。：外部訪問允許端。當(dāng)此芯片由外部程序存儲器取指令（常數(shù)）時，每個機(jī)器周期兩次 有效（即輸出兩個脈沖） 。 對 Flash 存儲器編程時，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ） 。因此，它可作為對外輸出的時鐘，用于定時目的。 P30 RXD （串行輸入端口）P31 TXD （串行輸出端口）P32P33P34 T0 （定時器 0 外部輸入）P35 T1 （定時器 1 外部輸入）P36P37：當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE（地址存儲允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。P3 口還用于一些復(fù)用功能。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動四個 TTL 的輸入（吸收/輸出電流方式） 。在對 Flash 編程和程序校驗期間，P2 也接收高位地址和一些控制信號。在訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 送出高 8 位地址。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動四個 TTL 的輸入（吸收/輸出電流方式） 。在 Flash 編程時，P1 接受低 8 位地址。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動四個 TTL 的輸入（吸收/輸出電流方式） 。驗證時要加上拉電阻。在訪問期間激活了內(nèi)部上拉電阻 R。對端口寫 1 時，又可作高阻抗輸入端用。封裝形式:P40(40 腳 PDIP 封裝)； J44(44 腳 PLCC 封裝)； A44(44 腳 TQFP 封裝)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 8輸入/輸出引腳：1. P0（P00～P07）：是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。3 個程序保密位可編程 I/O 串行通道（32 條）兩個 16 位定時器/計數(shù)器1288 的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)帶一個 4KB 的 Flash 的程序存儲器它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。 AT89C51 單片機(jī)AT89C51 單片機(jī)是一種帶有 4KBFlash 可編程、可擦除只讀存儲器（E 2PROM）的低壓、高性能 8 位 CMOS 微型計算機(jī)。第六章 原理圖的設(shè)計第七章 電路板的印刷第八章 開題報告中期報告相應(yīng)外文資料翻譯系統(tǒng) SCH 圖致 謝設(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 72 單片機(jī)工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ) 單片機(jī)的應(yīng)用 在生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機(jī)的身影出現(xiàn)；從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想象的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求。第五章 輸出負(fù)載部分。第四章 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計。第三章 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。第二章 單片機(jī)工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ)。1. 4 論文的結(jié)構(gòu)安排第一章 緒論。涉及到計算機(jī)控制、專業(yè)電工、電子、電力電子應(yīng)用等技術(shù)、掌握單片機(jī)工作原理及應(yīng)用技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)。1. 3 主要工作本智能負(fù)載論文所闡述的單片機(jī)系統(tǒng)采用 ATMEL 公司的 AT89C51 芯片為核心，西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 6組成典型的單片機(jī)系統(tǒng)，并和 PC 機(jī)通信（采用 RS—485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口） 。單片機(jī)負(fù)責(zé)從工業(yè)控制計算機(jī)上接收命令，并將其轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號，從并行口發(fā)出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。它的控制系統(tǒng)工作原理圖： 工業(yè)控制計算機(jī)是二維步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)從鍵盤接收外部命令由串行口輸出后，再經(jīng)接口電路發(fā)送單片機(jī)，然后接收單片機(jī)回送的命令數(shù)據(jù)并進(jìn)行比較。此系統(tǒng)是工業(yè)控制計算機(jī)發(fā)出控制命令，通過與單片機(jī)的通信，按命令單片機(jī)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)的脈沖信號。這種控制方式很容易在單片機(jī)控制中實現(xiàn)，從而為直流電動機(jī)控制數(shù)字化提供契機(jī)。1. 2 國內(nèi)外相關(guān)研究狀況 近年來，直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。*本設(shè)計中用到芯片 X5045，它是帶有硬件寫保護(hù)功能的串行 E2PROM，主要起到電西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 5路中的參數(shù)存儲作用（例如最大最小電流采集值） ，其接口兼容 SPI 總線規(guī)范，通過一對串行時鐘、數(shù)據(jù)線對片內(nèi)存儲單元進(jìn)行讀寫。RS485 接口在不同的使用場合，對芯片的要求也不同。 *RS485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。我打算采用 ATMEL 公司的 AT89C51。利用軟件編程實現(xiàn)此功能。 *利用全控器件斬波主回路。 *采用無極性輸入，模塊可以接收任意極性直流供電。 在運動控制系統(tǒng)中，不同負(fù)載對象都有其特點及變化規(guī)律（線性、非線性） ，通過自主設(shè)計的單片機(jī)系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)其電流值，進(jìn)行輸出脈寬的調(diào)節(jié)，從而模擬不同負(fù)載的特性。 為了滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試、科研測試中對不同負(fù)載對象及其變化規(guī)律的需求，涉及計算機(jī)控制、電力電子應(yīng)用等技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)近年來得以迅猛發(fā)展。硬件設(shè)計主要解決的是設(shè)計一個典型的單片機(jī)系統(tǒng)，它主要包含：無極性輸入，兩種模式下的三鍵輸入(復(fù)用)，RS —485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口，典型 MCS—51 系列單片機(jī)系統(tǒng)等。西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 1運 動 控 制 的 智 能 模 擬 負(fù) 載——硬 件 部 分摘 要 運動控制的智能模擬負(fù)載，是針對自動化專業(yè)運動控制系統(tǒng)實驗中，對負(fù)載對象及其變化規(guī)律的要求而設(shè)計的。本智能負(fù)載，是為滿足現(xiàn)代工業(yè)調(diào)試、科研測試中對不同負(fù)載對象及其變化規(guī)律的需求，涉及到計算機(jī)控制、專業(yè)電工、電子、電力電子應(yīng)用等技術(shù)、掌握單片機(jī)工作原理及應(yīng)用技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)。ABSTRACTThe intelligence simulation load of movement controlled is aimed at experiment of movement controlled system in automation specialized subject, which is designed to record to load action and the need of change rules. The intelligence load is order to satisfy many kinds of loads action and the need of change rules which is in industry test today and scientific research test, which is used in inferring to puter’s control and professional electrician and electron and electric power and so on, it need master microputer’s work elements and using technology of intelligence simulation and intellective apply technology. Hardware is mainly dealing with design of microputer system, which contains nonpolarity input, three keys input in two models, RS485 normal munication, model MCS—51 series microputer system and so on.關(guān)鍵詞：模擬負(fù)載，單片機(jī)系統(tǒng)，RS485 串行通信，光電耦合器，驅(qū)動電路， E2PROM 存儲器，Key Words:Simulation Load，Micro Computer System，RS—485 Series 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2Communication， Photoelectrical Coupling， Drive Circuit，E 2PROM Memory Cell.目 錄1 緒 論 ………………………………………………………………………………… 3 課題的名稱和課題背景 ……………………………………………………… 3 國內(nèi)外相關(guān)研究狀況 ………………………………………………………… 4 主要工作 ………………………………………………………………………… 5 論文的結(jié)構(gòu)安排………………………………………………………………… 52 單片機(jī)的工作原理及應(yīng)用 ……………………………………………………… 7 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………………………… 7 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 7 本模擬負(fù)載對單片機(jī)型號的選取…………………………………………… 93 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計………………………………………………………… 11 系統(tǒng)在兩種模式下的三鍵輸入（復(fù)用）……………………………… 11 X5045 芯片在系統(tǒng)中的應(yīng)用 ……………………………………………… 11 X5045 芯片的引腳及特點………………………………………………… 11 X5045 芯片在控制系統(tǒng)中與單片機(jī)的接口……………………………… 12 RS—485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口 ………………………………………………………… 13 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………………… 14 75176 芯片的隔離 ………………………………………………………… 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3144 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計…………………………………………………… 17 LED 顯示器……………………………………………………………………… 17 LED 的選擇…………………………………………………………………… 17 LED 的驅(qū)動和顯示…………………………………………………………… 18 顯示器的驅(qū)動 ………………………………………………………………… 195 負(fù)載部分 …………………………………………………………………………… 226 原理圖的設(shè)計……………………………………………………………………… 247 電路板的印制……………………………………………………………………… 268 附 錄: 開題報告 ………………………………………………………………… 27 中期報告 ………………………………………………………………… 31 相應(yīng)外文資料翻譯……………………………………………………… 32系統(tǒng) SCH 圖致 謝設(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文