【正文】 3 處存在無法避免的的連接，有兩個方法可以解決出現(xiàn)的問題，第一個是采用跳線連接，第二個是 更換接頭排列順序。 １９ 第四章 程序設計 程序的設計 簡單程序的編寫 在編寫程序之前做一下本設計要達到設計目的：用運串口助手來幫助我們進行單片機指令的發(fā)送控制單片機輸出 PWM信號作用于電機驅動芯片控制電機的狀態(tài)，使得電機可以實現(xiàn)加速，減速，停止，反轉的命令，通過光電編碼器芯片反饋到串口，再在串口助手中顯示表達出電機實時狀態(tài)。 首先是根據開發(fā)板的串口的輸入輸出指示燈來做一個最簡單的跑馬燈實驗。具體程序如下圖 15 圖 第二次用運了中斷來達到兩盞燈跑馬燈的效果。當中斷指令發(fā)出后完成后，延時程序啟動，使得小燈亮的時間達到所設定時間，再啟動下一個中斷，如此反復實現(xiàn)跑馬燈程序，具體的程序如下圖 16所示： ２０ 圖 程序設計的主體思路 在本設計中，我們運用了串口的輸入輸出來代替現(xiàn)普遍見到的液晶顯示屏和按鍵來調速，運用了光電編碼器來測量和反饋電機的轉速，通過單片機來接通控制這些芯片來達到我們的調速目的，這也就是說我們所有的控制都是由單片機來完成。先說一下單片機STC15F2K60S2 是 51 芯片的升級版本， 51 上的定義配置在 15 上面也可以使用。（ 2） 3 個外部中斷、 2 個串行口、 1 個 SPI 中斷、 CCP/PWM/PCA中斷（ 3） 3 路硬件 I2C （ 4） 4 個串行接口、 2個 SPI 接口（ 5）內部自帶晶振（這個高天宇說過了）（ 6）大容量 1024 字節(jié)內 RAM 數據存儲器（ 7） 1個時鐘 /機器周期，增強型 8051 內核，速度比 8051 快 7~12 倍。定時器 0 模式 0為自動重裝，模式 1 為 16 位不可重裝模式，模式 2 為 8 位自動重裝模式，模式 3 為不可屏蔽中斷 16 位自動重裝載，實時操作系統(tǒng)用節(jié)拍定時器。 ２２ （ 1）每次我們配置定時器的時候首先設置 TCON 來選擇哪個定時器，如果我們設置定時器 0的話就讓 TCON 中的 TR0=1 使定時器 0中斷打開。如果 C/T = 1 為定時器，相反為計數 器。如果你選擇的是自動重裝模式，你再進定時器的時候就不用自動重新裝初值了，因為他會自動生成。 （ 4） IE = 1 中斷允許寄存器打開。） （ 5） AUXR 這是輔助寄存器，在這里我們可以選擇 1T 模式還是 12T 模式。如果是 1T 模式的話，就是一個機器周期就是一個時鐘周期，那么一個機器周期的時間就是 1/選擇晶振的時間。） （ 6）最后是 EA = 1 是總中斷打開。 //定時器時鐘 1T 模式 TMOD amp。 //設置定時器模式 TL0 = 0x20。 //設置定時初值 TF0 = 0。 //定時器 0開始計時 ET0 = 1。 } 再說一下 8位脈沖調節(jié)模式 PWM，脈寬調制 PWM 是一種使用程序來控制波形占空比，周期，相位波形的技術。當 [EBSn_1,EBSn_0]=[0,0]或 [1,1]時， PCA模塊 n工作于 8位 PWM模式，此時將 {0， CL[7:0]}與捕獲寄存器 [EPCnL,CCAPnL[7： 0]]進行比較。各個模塊的輸出孔占比是獨立變化的，與使用的捕獲寄存器[EPCnL,CCAPnL[7： 0]]有關。當 CL 的值由 FF變?yōu)?00 溢出時， [EPCnH,CCAPnH[7： 0]]的內容裝載到 [EPCnL,CCAPnL[7： 0]]中，這樣就可以實現(xiàn)無干擾的更新 PWM，要使能 PWM模式，模塊 CCAPMn寄存器的 PWMn和 ECOMn位必須置位。如果產生 50Hz 的頻率要 PCA 時鐘輸入源頻率為 們的 SYSclk 為 24M 除以 12 的不出來 12800 數值。但是問題就是我們已經將定時器 0作為心跳功能了，所有我們不能再將定時器 0 作為 SYSclk 了，所以方案一基本告廢。我們只需用另一個單片機產生 78us 的定時器輸入到 ECI 中就可以產生 50Hz 的頻率。但是問題有出來了，還是剛才說的 8位的 PWM 調節(jié)范圍太小，導致飛機一直在顫抖。郭老師教導我，讓我用數據手 冊帶的 16位軟硬結合的方法調節(jié) PWM，這樣我們就產生了16 位 0~1000 的 PWM。就因為我們用到串口中斷讀取陀螺儀 MPU6050 和無線數據模塊發(fā)送來的數據，使得我們產生的 PWM 在時間上出了干擾，使得 PWM 也時常有跳變，這個跳變是我們無法解決的。剛才說過 PCA用 8種模式，在 CMOD 中用 CPS CPSCPS0 就是選擇這 8個工作模式 （ 2） CCON 是 PCA 控制寄存器。 CR是 PCA計數器陣列運行控制位。改為通過軟件清零，用來關閉 PCA計數器。 （ 4）低 8位 CL和高 8位 CH， PCA 計數通過 CL 和 CH來計數。這樣我們就可以通過給 CCAPnL 和 CCAPnH 就可以賦值。因 為 PWM 產生是通過占空比產生的。比如我們產生 20ms 周期也就是 50Hz 的 PWM，高電平可以是 1~19ms。 （ 7） AUXR1/P_SW1 是選擇外圍設備切換控制器寄存器。 15 的功能比 8051 強大的多，所以功能就更加的多。這就體現(xiàn)優(yōu)勢的時候了。在這里 PWM模塊也是這樣的。模塊 0連接到 。模塊 2連接到。 ACC amp。 //CCP_S0=0 CCP_S1=0 P_SW1 = ACC。 ２５ // ACC amp。 //CCP_S0=1 CCP_S1=0 // ACC |= CCP_S0。 // // ACC = P_SW1。= ~(CCP_S0 | CCP_S1)。 //(, , , ) // P_SW1 = ACC。 //初始化 PCA 控制寄存器 //PCA 定時器停止 //清除 CF 標志 //清除模塊中斷標志 CL = 0。 CMOD = 0x02。 //PCA 模塊 0 工作于 8 位 PWM CCAP0H = CCAP0L = 0x50。 //PCA 定時器開始工作 緊接著我們來說一下串口的設置，每次我們設置串口的時候，要設置串口中斷來接受數據和發(fā)送數據。一般大家設置為 115200 和 串口控制設置，通過 SM0、 SM1 選擇工作方式有 8 位波特率可變、 9位波特率、 9位波特率可變， .AUXR 選擇定時器是否分頻，這樣可以是串口高效率工作，不用高速度執(zhí)行低速的事情。ES = 1 是 CPU 總中斷開 放。接收數據和發(fā)送數據都是并行發(fā)送 8位數據。 ２６ 這是串口 2的初始化 void InitUART2(void) { P_SW2 amp。 //S2_S0=0 (, ) S2CON = 0x50。 //定時器 2 時鐘為 Fosc,即 1T T2L = (65536 (FOSC/4/BAUD2))。 AUXR |= 0x10。 //使能串口 2 中斷 EA = 1。 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。所以對于 PCB 板的制作想利用 CNC 雕刻機來完成。在這直接運用就可以運用我們的原理圖繪制軟件 DXP 就可導出 PCB 板的輸出制造文件。在通過我們的 Mach3 來制作我們的電路板。由于我們的制作尺寸較小是按照一比一的比例制作精度較高但在多次的制作后總會有一個問題存在那就是有些地方存在連接在電路運行的過程中這些連接會造成短路，對于本設計來說就是失敗的產品，還有一個問題就是制作的精度不高存在嚴重破壞電路的問題。 腐銅法制作電路板： 將 PCB圖打印后轉印在電路板上運用 溶液腐蝕制作，如下圖 25 所示： 圖 制作完成后效果換不錯，可以使用。 電路板的焊接 所需元器件：一個 1000181。F 的電容，兩個 10181。 燒錄程序運行測試完成本次設計的制作 ３２ 結術語 本設計是基于 15 單片機 STC15F2K60S2 控制的 PWM 直流電機調速系統(tǒng)，主要由控制模塊單片機 STC15F2K60S2，驅動模塊，電源模塊組成。在本設計的過程中通過查閱相關資料，了解了直流電機的工作原理，學會了用單片機控制實際的外圍設備，同時將以前學過的知識應用到了本設計中，如數字電子技術，模擬電子技術等相關知識，在應用理論知識的同時提高了自己的實踐能力。 ３３ 致謝 在本設計得到了老師的悉心指導，對于不懂的問題老師總會耐心的解答。另外，也非常感謝給予我?guī)椭耐瑢W。 當然，我也非常感謝負責審閱工作的老師們，對于不足之處我會加以改正并吸取教訓，爭取更上一層樓。 2021 [2]STC15F2K60S2單片機用戶手冊【 S】宏晶科技 .2021. [3]丁元杰 . 單片微機原理及應用【 M】北京：機械工業(yè)出版社， 20212. ３５ 附錄 1： 以下是 PWM初始化 ACC = P_SW1。= ~(CCP_S0 | CCP_S1)。 //(, , , ) // ACC = P_SW1。= ~(CCP_S0 | CCP_S1)。 //(, , , ) // P_SW1 = ACC。 // ACC amp。 //CCP_S0=0 CCP_S1=1 // ACC |= CCP_S1。 CCON = 0。 //復位 PCA 寄存器 CH = 0。 //設置 PCA 時鐘源 //禁止 PCA 定時器溢出中斷 PCA_PWM0 = 0x00。 //PWM0 的占空比為 50% ((100H50H)/100H) CR =