【正文】 本的復(fù)位方式 單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 12 STC12C5A60S2 單片機(jī)的復(fù) 位是由外部的手動復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。此處采用的辦法是在 RST 端和正電源 VCC 之間接一個按鈕。即使人的動作很快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復(fù)位的時間要求。 7805系列能提供多種固 定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。帶散熱片時輸出電流可達(dá) 1A。在 J6 處輸入 +12V電壓，在 J8處得到 +5V電壓。 7805 的主要特點(diǎn)： 輸出電流可達(dá)： 1A 輸出電壓： 5V 過熱保護(hù) 短路保護(hù) 13 輸出晶體管 SOA 保護(hù) 極限值（ T=25℃） 輸入電壓（ 5~18V） ?? 最高可達(dá) 35V 熱阻（接到殼） ?? 5℃ /W 熱阻（接到空氣） ?? 65℃ /W 工作溫度范圍 ?? 0~125℃ 貯存溫度范圍 ?? 65~150℃ J 6C O N 3123L M 7 8 0 5I C 3L M 7 8 0 5C 61 0 4C 81 0 4C 7C DJ 8C O N 2+ 5+ 1 2 圖 電源電路 電源的抗干擾設(shè)計(jì)，由于系統(tǒng)包含數(shù)字器件、模擬器件以及高頻器件。解決方案是通過對數(shù)字地與模擬地實(shí)現(xiàn)布線隔離。 R 70 0 0 圖 數(shù)字地與模擬地布線隔離 顯示電路 顯示電路顯示電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速， 對電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示，為使用者提供了更為直觀的界面。從顯示數(shù)字的穩(wěn)定程度，也可以判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。 14 本系統(tǒng)選用 YBDAA024CN02 作為系統(tǒng)的顯示液晶。 YBDAA024CN02 的主要參數(shù)： ? 分辨率： 65535 色 ? 像素點(diǎn)： 240*320 ? 顯示尺寸： 48(H） (V） ? 亮度 :250 LUX ? 電壓輸入： DC 5~12V 2W ? 工作溫度： 10℃ — +60℃ ? 存儲溫度： 25℃ — +70℃ 如圖，該液晶有 8位數(shù)據(jù)口， 5個控制端。 、 、 、 、 分別控制液晶的WR、 RD、 CS、 RS、 RESET5 個控制端。 圖 顯示電路 由于本設(shè)計(jì)只用到 6 個按鍵，所以采用獨(dú)立式按鍵設(shè)計(jì)。 6個按鍵與 I/O 口對應(yīng)關(guān)系如表 。只需檢測該 P2口處于高電平或者低電平，就能檢測到該按鍵是否按下。 繼電器是一種電 子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。 繼電器的工作原理：電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（ 常閉觸點(diǎn) ）釋放。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。通過比較器 LM358 將 L298 的第 15 腳與 第 1腳的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果驅(qū)動電路工作異常， L298 第 15腳與第 1腳的輸出電壓高于 ，則大于基準(zhǔn)電壓，LM358 的輸出電壓為高電平，三極管 8050 工作在導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器就會工作在“常開狀態(tài)”。過流保護(hù)電路如圖 所示。屬于這一類的大多是作為繼電器和脈沖發(fā)生器應(yīng)用的光電傳感器，如測量線位移、線速度、角位移、角速度的光電脈沖傳感器等[1]。在被測轉(zhuǎn)速的電機(jī)上固定一個圓盤，在圓盤上相對稱的位置打兩個孔（如果精度要求高，可以在圓盤上多打孔），紅外發(fā)射管與紅外接收管分別固定在圓盤的兩邊，紅外接收管必須正對紅外發(fā)射管，在圓盤轉(zhuǎn)動時，紅外發(fā)射管的光能夠穿過圓盤上的圓孔。 速度檢測電路如圖 所示。這種電路由于管子工作只在飽和和截止?fàn)顟B(tài)下，效率非常高，H型電路使實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制簡單化，并且電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM 調(diào)速技術(shù)。 Vss接邏輯控制的電源， Vs為電機(jī)驅(qū)動電源。 驅(qū)動電路如圖 所示。 18 第四章 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的編程部分工作采用 KEIL_C51 語言完成，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，以各子程序作為各部分功能和過程的入口，完成鍵盤輸入、按鍵識別和功能、 PWM脈寬控制和液晶顯示等部分的設(shè)計(jì)。這樣，在開發(fā)應(yīng)用軟件的過程中，編輯、編譯、匯編、連接、調(diào)試等各階段都集成在一個環(huán)境里，先用編譯器寫程序，接著調(diào)用編譯器進(jìn)行編譯，調(diào)試后又要調(diào)用編譯器的重復(fù)過程，因而可以有效地縮短開發(fā)周期。 此處利用定時計(jì)數(shù)器讓單片機(jī) P1口的 、 、 控制 L298 的 ININ ENA 管腳，輸出占空比不同的方波，然后經(jīng)驅(qū)動芯片 L298 放大后控制直流 19 電機(jī)。通過 控制 L298 的 ENA，產(chǎn)生驅(qū)動電機(jī)的 PWM 信號。 按鍵子程序結(jié)構(gòu) 按鍵子程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 XX所示，本設(shè)計(jì)的按鍵模塊采用的是非編碼獨(dú)立式按鍵，通過軟件編程設(shè)置每個按鍵的鍵碼，并且按鍵與鍵碼是一一對應(yīng)的。按鍵子程序被主程序循環(huán)調(diào)用，這樣用戶便可以隨時設(shè)定轉(zhuǎn)速。 20 開 始初 始 化界 面 顯 示啟 動顯 示 轉(zhuǎn) 速設(shè) 定 速 度 和 轉(zhuǎn) 向當(dāng) 前 速 度 大 于設(shè) 定 速 度當(dāng) 前 速 度 小 于設(shè) 定 速 度減 小 占 空 比增 大 占 空 比結(jié) 束YYNNYN 圖 總體程序框圖 21 開 始順 時 針 轉(zhuǎn) 動 鍵按 下逆 時 針 轉(zhuǎn) 動 鍵按 下急 停 鍵 按 下加 速 鍵 按 下減 少 鍵 按 下電 壓 = 0 設(shè) 置 為 正 電 壓 關(guān) 系設(shè) 置 為 負(fù) 電 壓 關(guān) 系增 加 占 空 比減 少 占 空 比結(jié) 束NYYYYYNNNN 圖 轉(zhuǎn)速采集 子程序 由于本設(shè)計(jì)中當(dāng)前轉(zhuǎn)速必須隨時采集，所以采用單片機(jī) T0 定時 /計(jì)數(shù)器計(jì)時、 T1 定時 /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，定時器采用中斷方式編程（每 2ms中斷一次），在中斷服務(wù)程序中讀取單片機(jī) T1 計(jì)數(shù)器值，由于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的顯示是以秒為單位，因此，當(dāng)中斷次數(shù)達(dá)到 500 次時計(jì)算一次讀取的計(jì)數(shù)器值并顯示，這樣便能精確的讀取電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速采集子程序如圖 所示。當(dāng)完成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和硬件組裝后，便可進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試階段。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和脫機(jī)運(yùn)行調(diào)試三個部分。在單片機(jī)工作時對電源進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn) +5V 中有明顯的交流成分。將接地分為模擬地和數(shù)字低，最后將模擬地和數(shù)字地用 0電阻連接。在單片機(jī)工作時，檢測到交流型號遠(yuǎn)小于輸入信號，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)測試 XTAL XTAL1 端的電壓都為 ， VCC 的電壓都為 ， RST端為 0V。 繼電器的測試 用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點(diǎn)與動點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為 0；測得常開觸點(diǎn)與動點(diǎn)的阻值為無窮大。 可用萬能表 R 10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，測得繼電器線圈電阻為 60Ω，所以繼電器沒有開路現(xiàn)象。本系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動模塊和單片機(jī) 控制系統(tǒng)在同一塊電路板上，所以在進(jìn)行模塊調(diào)試的時候首先要進(jìn)行單片機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試，調(diào)試過程如下： 在單片機(jī)中寫入程序： 通電后，用示波器觀察單片機(jī)的 I/O 口是否有方波輸出，經(jīng)觀察有方波出現(xiàn)證明單片機(jī)控制系統(tǒng)工作正常，在觀察的同時按下復(fù)位鍵，觀察到方波變?yōu)楦唠?24 平，證明單片機(jī)的復(fù)位電路正常，可以進(jìn)行下一步的調(diào)試。 脫機(jī)運(yùn)行調(diào)試 應(yīng)用系統(tǒng)的軟件、硬件調(diào)試完畢后，還需要經(jīng)過脫機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。但由于開發(fā)調(diào)試環(huán)境與應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境不盡相同，也會出現(xiàn)脫機(jī)后不能正常工作運(yùn)行的情況。 按鍵調(diào)試 在聯(lián)調(diào)時，發(fā)現(xiàn)加減 按鍵每按下一次，會加數(shù)位。 檢驗(yàn)：按鍵每按下一次，轉(zhuǎn)速增加或者減少一位，達(dá)到了要求的效果。經(jīng)檢查，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)速的引腳已損壞。 在聯(lián)調(diào)中，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)前速度與設(shè)置速度顯示位置放反，更改顯示程序后恢復(fù)正常。在經(jīng)過聯(lián)調(diào)后，系統(tǒng)工作正常。 本設(shè)計(jì)為數(shù)字式直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)構(gòu)成了直流電機(jī)調(diào)速的閉環(huán)系統(tǒng)，可以通過按鍵設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速，設(shè)置電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過液晶屏顯示電機(jī)的當(dāng)前速度與設(shè)定速度。驅(qū)動電路具有繼電器構(gòu)成的保護(hù)電路。通過學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)工作原理以及如何利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)各種功能，我查閱了大量相關(guān)資料，學(xué)會了許多知識，培養(yǎng)了我獨(dú)立解決問題的能力?？傊?，通過本次設(shè)計(jì)不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了專業(yè)知識，還掌握了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)之即，難以描述我心中的彷徨與激動，回想大學(xué)生活中，眾多的老師同學(xué)無私的給了我種種幫助，讓我在大學(xué) 里快樂、無憂無慮地吸收各種文化知識，豐富了我的精神世界，大大增強(qiáng)了我的文化底蘊(yùn)。 感謝 三 年以來眾多同學(xué)和朋友的幫助，大家在緊張的學(xué)習(xí)之余一起度過了許多愉快而美好的