【正文】 8 直流電機調速控制設計 11 圖 42 AT89S52 單片機各引腳 VCC： AT89S52輸入 電源正 極 10V。 XTAL1： 單芯片系統時鐘的反相放大器輸入端。 RESET： AT89S52的重置引腳，高電平動作， 當要對 晶片重新改動時 ，只要對此引腳電平提升 到 高電平并 在 兩個機器周期以上的時間 保持不變 ， AT89S51 就能夠完成系統要求的 的各項動作， 就能讓 內部特殊功能寄存器 中的數據都 被設成已知狀態(tài)， 而且 至地址 00000H處開始 輸入 程序代碼而執(zhí)行程序 命令 。因此在 8031及 8033 中， EA引腳 一定要與 低電平 相連 ，基于 L298 直流電機調速控制設計 12 因為 它的內部中沒有 程序存儲 器空間。 而且 ，在將程序代碼 變成了 8751內部 EPROM 時，可以利用此引腳來 得到 21V的燒錄高壓（ Vpp）。 AT89S52可以 通過這支引腳來引起外面 的 8位鎖存器（如 74LS373），將端口 0的地址總線（ A0～ A7）放在 鎖存器 之 中， 由于 AT89S52是以多種的方案傳出地址及數據。并且 在燒錄 8751程序代碼時，此引腳會被當成程序 設計 的特殊 需要 來 采用 。 AT89S52 可以 利用 PSEN及 RD引腳 對應開啟放置在 外部的 RAM與 EPROM，使得數據存儲器與程序存儲器可以 綜合 在一起而共用 64K的定址范圍。其他三個 I / O端口 (P1,P2,P3)沒有這個電路配置 ,但內部電路 ,P0在 I / O時可以把四個 LS TTL負載。訪問外部代碼或數據存儲 ),P0 提供多路復用方式的地址總線 (A0 ~ A7)和數據總線 (D0 ~ D7)。 PORT2（ ～ ）： 端口 2電路內的雙向 I / O端口 ,每八針可以推動 LS TTL負載 ,如果輸出端口 2設置為高電平時 ,端口可以作為輸入端口使用。 PORT1（ ～ ）： 端口 1 也有內部改善的兩個 I / O 端口電路 ,輸出緩沖區(qū)可以推動 八個 LS TTL負載 ,如端口 1 的輸出設置為高水平 ,而得到的 是輸入數據端口。 PORT3（ ～ ）： 端口 3也有內部提升雙向 I / O端口的電路 ,它 輸出緩沖區(qū)可以推動八 個 TTL 負載 ,而且許多工具有其他額外的特殊特性 功能 ,包括串行通信 ,外部斷開控制 ,定時 ,計數控制內容和外部數據存儲器讀取或寫入控制 等功用 。 ： TXD，串行通信輸出。 ： INT1，外部中斷 0輸入。 ： T1，計時計數器 1輸入。 ： RD，外部數據存儲器的讀取信號。 當振蕩器重置設備 時 ,保持 RST腳兩個高水平的機器周期 時間 。在 FLASH編程 ,進入銷編程脈沖。因此可以用來對付外部輸出脈沖或時間的目的。如果 你想禁止 ALE的輸出在 SFR8EH地址 0輸出 是 可以設置 的 。此外 ,引腳 是略高。 /PSEN： 外部程序存儲器控制信號。但在訪問外部數據存儲器 ,這兩個有效的 / PSEN 信號不會 在 出現。注意加密模式 0 / EA 將內部鎖定重置 為 RESET， 當 / EA端保持高電平時 ,這里的內部程序內存。 XTAL1： 相反方向 振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 AT89S52 的內部資源 AT89S52有 12個中斷源 :兩個外部中斷 (INT0和 INT1),5定時中斷定時器 (0,1,2)和一個串行中斷。 IE還包括一個中斷允許 EA的完全控制 ,它可 以禁止所有中斷 。 16位 全部由 48個 觸發(fā) 器所組成的 ,因此 , 最大計數模值為 。這種控制功能是通過定時器模式控制器 TMOD來實現的 。外部程序存儲器和數據存儲器可以 32 k 尋址。 針對 89S52,如果 EA 接 VCC,從第一個內部存儲程序讀寫 (地址是 0000 h ~ 1 FFFH),然后從外部 尋址 ,尋址 地址是 :2022 h ~ FFFFH。 128 字節(jié)和特殊功能寄存器地址相同 。當一條指令訪問 大 于 7FH 的地址時，尋址 模式 決定 CPU 訪問高128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。例如， 以下 的直接尋址 命令 訪問 0A0H（ P2口）存儲單元 。例如，下面的間接尋址 模式 中， R0 內容為 0A0H，訪問的是地址 0A0H的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。 所以 ，高 256 字節(jié)數據 RAM也能在 堆?？?間 使用 。內部包含 4通道邏輯驅動電路，其額定工作電流為 2 A，最大可達 2， 5 A， Vss最低電壓 V，最大可達 48 V； Vs 最大電壓 也是 72 V。 L298 是 單 H 橋高電壓大電流功率集成電路 ，直接 使 用 ， ITI39。它的驅動電壓可達 48V ，直流電流總和可達 2A 。由 L298 構成的 PW M 功率放大器的工作形式為 一個 單極可逆模式。第 9 腳接邏輯控制部分的電源，常用 +5V ， 第 4腳為電機工作 電源，本 設計 中為 40V ，第 6， 7，lO ， 12 腳輸入標準 ， ITI39。當 Vs=40V 時，最高輸出電壓可達 35V ， 最高 電流可達 3A 。本系統中選用與 M CS一 51系列完全 可以共用的 的 AT89C52 單片機，它是一種功 率損 耗 小 、高性能、 C M OS 八位微處理器。 L298 內部的原理圖 圖 43 L298內部的原理圖 L298 內部 H 橋驅動電路 圖 44 中所示為 L298 內部 H 橋電路。 4 個三極管組成 H 的 4 條垂直 支路 ，而電機就是 H中的橫杠。要使電機 正常 運轉，必須導通對角線上的三極管。 圖 44 H橋驅動電路 要 使電動機工作時 ,必須使對角線上的一對三極管傳導。根據當前圖中箭頭 所示 ,電流將驅動電機順時針 轉動 動。 基于 L298 直流電機調速控制設計 16 圖 45 H橋電路驅動電機順時針轉動 圖 46所示為另一對三極管 Q4和 Q3接通的狀態(tài)時 ，電流將從右至左流過電機。 圖 46 H橋驅動電機逆時針轉動 驅動電機 轉動 時，保證 H 橋上兩個同側的 晶體管 不 能 同時 接通是非常重要的 。 這個時候 ，電路中除了 晶體 管有負載， 所以 電路上的電流就可能達到最大值（該電流僅受電源性能 控制 ），甚至燒壞 晶體 管。 L298 引腳符號及功能 L298電機驅動各引腳符號及功能見表 41。當使能端 接到 低電平時，電機停止 運行 。開關驅動 模式 是使 電力 半導體功率 開關處于關閉 模式 ，通過脈 沖 調制（ PWM）來 調節(jié)電機 電 流 大小 ，從而實現電機 轉動速度的調節(jié) ， L298邏輯功能見表 42. IN1 IN2 ENA 電機狀態(tài) X X 0 停止 1 0 1 順時針 0 1 1 逆時針 0 0 0 停止 1 1 0 停止 本系統中單片機與 L298 的連接 L298 芯片 為直流電機的 控制板塊 ，在本設計中 L298 與單片機以及直流電機之間的關系 見圖 47。電動機的 轉動快慢 由單片機調節(jié) PW M 信號的占空比來 進行控制 。本系統中選用與 M CS 一 51 系列完全共同使用 的 AT89C52 單片機，它是一種 功率損耗小 、 大 性能、 C M OS 八位微處理器。單片機 PW M 脈沖信號的產生從程序 編程方面 上來講，可以采用軟件延時和計時器延時兩種 方案 。 這種 P W M 調速器 利用 定時器 0 中斷 的方法出現了 PW M 脈沖， PW M 控制子程序也就是 計時 器 0 的 停止 服務程序。 基于 L298 的直流 電動機 PW M 調速器 ， 通過 A T89C52 單片機的 I／ O 口輸出 PW M 信號，直接用 1T L 電平 調節(jié)開啟 芯片 L298，對電動機 速度進行改變 。 反復使用 表明，系統工作 恒定 ， 達到我們設計要求的 調速的功能要求，具有較大的理論價值和生產價值 。 LED 的 呼吸中心 是一個半導體的晶片，晶片的一端 放置 一個支架上，一端 連接電源 負極，另一端 是 電源的正極， 把 整個晶片被 塑料制材包裹 起來。但這兩種半導體 器件 連接起來的時候，它們之間就 會看成 一個“ PN 結” 連接 。而光的顏色 由光的波長控制 ，是由形成 PN結的 材質影響的 。嚴格地講， 我們通常說的 LED應該 只能對于 發(fā)射可見光的二極管； 產生 近紅外輻射的二極管 被稱為 紫 外發(fā)光二極管（ IRED,Infrared Emitting Diode）；發(fā)射 最大值 波長在可見光短波限 左右 ，由 少數 紫外輻射的二極管稱為 紅外 發(fā)光二極管；但是 平常我們都把 上述三種半導體二極 叫做 發(fā)光二極管 。 基于 L298 直流電機調速控制設計 19 圖 48 LED數碼管內部結構 LED 七段數碼管的結構 LED七段數碼管的結構見下圖 49， 其中：圖（ a）為共陰極結構， 16斷發(fā)光二極管的陰極端 組合在一端 ， 對應的 極端分開 連接 ， 工作的時候 公共端 要和大地 連接 ，要使 它為 發(fā)光二極管， 這和它對應的正極與 高電平 相連 。要使哪根發(fā)光二極管， 這和它對應的負極與低電平相連 。圖“ c”為引腳圖，從 ag引腳輸入 各種 的 16位二進制編碼， 能出現各種 數字或 符號 。不同數字或 符號 其字段碼不一樣， 針對相同的 數字或 符號 ，共陰極 接線 和共陽極 接線的字段碼也有差異 ，共陰極和共陽極的字 段碼 被稱為 反碼。依此類推，具體流程見圖 410。 基于 L298 直流電機調速控制設計 22 圖 411 本系統中單片機與 LED的連接 獨立式鍵盤控制模塊 鍵盤的功能及分類 鍵盤是一種最 普遍使用 的輸入 裝置 ,它是一組按鍵組成 ， 按照 功能 ， 可 叫做數字鍵和功能鍵兩種 鍵盤 ， 通過使用它輸入命令和數據 ， 進而查找 和 調節(jié) 系統的運行狀態(tài) ， 操作起來簡單快捷。 獨立式鍵盤主要用于按鍵較少的 時候 ,矩陣式鍵盤主要 采用 按鍵較多的場合， 被叫做 行列式鍵盤 。這兩類鍵盤的主要差別 是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。 獨立式鍵盤 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) 和 其它 I/O口線的工作狀態(tài) 沒有聯系 。 基于 L298 直流電機調速控制設計 23 圖 412 獨立式鍵盤 獨立式鍵盤與單片機的鏈接 本設計中有五個獨立式按鍵，分別 調節(jié) 電機的加 、 減速、正反轉、急停和系統的復位，獨立式按鍵與單片機的具體連接見圖 413。 其流程圖如下所示。然后進行按鍵查詢，本系統有五個按鍵，加速、減速、正反轉、急停、復位。流程圖見圖 51。 T 為定時標記，每定時一次加 2， T 最大值 200，也就是 二 個周期時間為 1ms。這樣按一個 不變 的頻率來接通和斷開電源，并且根據 我們的 需要改變一個周期內“接通”和“斷開”時間的 大小 。具體流程圖見圖 52。這幾個數碼管是依次從右往左顯示，每個數碼管顯示 時間差為 80us，但在現實中我們的眼睛是 看不到的 。當要顯示數值時，首先 要 選擇顯示的數碼管，然后選出 與之相結合 的字段碼。 基于 L298 直流電機調速控制設計 26 圖 53 LED數碼管顯示 PWM占空比流程圖 獨立式鍵盤控制流程圖 獨立式鍵盤控制描述：本系統中五個獨立式按鍵， K K K K K5 分別 調節(jié) 著系統的， 正反轉、 加速、減速、急停和復位。具體流程圖見圖 54。不僅讓我對學過的單片機知識有了很多的鞏固，同時也對單片機這一門課程產生了更大的興趣。 在做畢業(yè)設計的初期階段，難度很大，沒有頭緒。同時，在圖書館里、網上查閱資料，攻克了畢業(yè)設計中的 各種遇到的 難題 。無論是在硬件 設計 還是軟件設計上，我都遇到了不少的問題，在克服困難的過程中，我學到了許多 東西 ，特別是在課堂上學不到的基于 L298 直流電機調速控制設計 28 東西如（ PWM）。本次設計我能獨立完成，算是有了很大的收獲。 進一步加強了我的動手能力和運用專業(yè)知識的能力，從中學習到如何去思考和解決問題，以及如何靈活地改變方法去實現設計方案。 讓我了解到單片機技術對當今人們生活的重要性。 致謝 經過近 一 學期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒 有導師的督促指導，以及一起學習的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 耿 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，PCB圖 等整個過程中都給予了我悉心的指導。除了敬佩 耿 老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，他的循循善誘的教導和不拘一格的思路也給予我無盡的啟迪。其次要感謝我的同學對我 無私的幫助，特別是在直流電機 調速 技術的相關信息方面，正因為如此我才能順利的完成設計。在此，我再說一次謝謝！謝謝大