【正文】 /計數(shù)器 T1 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出 （ 3）定時器的初始化 AT89S52 有兩個定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1，每個定時器 /計數(shù)器均可設(shè)置成為 16 位，也可以設(shè)置成 為 13 位進(jìn)行定時或計數(shù)。 定時功能是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，每個機(jī)器周期產(chǎn)生 1 個計數(shù)脈沖，即每常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 共 42 頁 個機(jī)器周期計數(shù)器加 1，因此定時時間等于計數(shù)個數(shù)乘以機(jī)器周期。當(dāng)定時器采用不同的工作方式和設(shè)置不同的初值時，產(chǎn)生溢出中斷的定時值和計數(shù)值將不同，從而可以適應(yīng)不同的定時或計數(shù)控制 。 工作方式寄存器 TMOD 的設(shè)定： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD 各位的含義如下： ◆ GATE：門控位，用于控制定時 /計數(shù)器的啟動是否受外部中斷請求信號的影響。 M M0 為工作方式選擇位 ，用于對 T0 的四種工作方式， T1 的三種工作方式進(jìn)行選擇，選擇情況如下表 ： M1M0=00 為 方式 0。 AT89S52 有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，在這邊我們選擇了內(nèi)部振蕩電路，引腳 XTAL1與引腳 XTAL2 分別是它的輸入端和輸出端。我們對于外接電容 C1， C2 沒有十分明確的要求，但是電容容量的大小會影響到振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，溫度穩(wěn)定性等等，如果使用石英晶體，電容一般選擇 30pF177。10pF。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 懸空。電路中 電容的作用就是緩沖使 RST 端保持高電平一段時間，以達(dá)到有效復(fù)位，電容越大，保持的時間就越久。其中復(fù)位電路是用來確定單片機(jī)的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動過程。復(fù)位電路還有一個比較重要的用途就是，在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或者“死機(jī)”時，使用手動手段可以使單片機(jī)“重啟”。 單片機(jī)復(fù)位原理如圖 所示 圖 復(fù)位電路 圖 所示復(fù)位電路輸入輸出特性圖的下半部分是其特性，可與上半部比較，增加放電回路的效果。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 共 42 頁 圖 RC 復(fù)位電路輸入 輸出特性 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖如圖 所示，在圖中本設(shè)計 選擇了內(nèi)部振蕩電路和手動按鍵復(fù)位電路，它們和 MCS52 單片機(jī)連接起來。其中本次復(fù)位電路的作用是常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 42 頁 用來確定單片機(jī)的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動過程。復(fù)位電路還有一個比較重要的用途就是，在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或者 ―死機(jī) ‖時，使用手動手段可以使單片機(jī) ―重啟 ‖。 整個單片機(jī)是本設(shè)計的核心控制部分。首先單片通過P3 口 來對信號采集的 數(shù)據(jù)的接收 。 下面 將 逐一的介紹。紅外發(fā)射管如圖 所示，它 在 LED 封裝行業(yè)中主要有三個常用的波段，如下 850NM、 875NM、 940NM。 如 ：紅外線 遙控器 、光電開關(guān)、光電計數(shù)設(shè)備等 。 圖 紅外發(fā)射管 圖 紅外接收管 紅外光電管的工作原理 紅外光電管由發(fā)射部分和接收部分組成。由于黑色吸光， 紅外發(fā)射管發(fā)出的光照射在上面后反射的部分就較小，接收管接收到的紅外線也就較少，表現(xiàn)為電阻比較大，通過外接的電路就可以讀出檢測的狀態(tài)，同理當(dāng)照射在白色表面時發(fā)射的紅外常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 42 頁 線就比較多，表現(xiàn)為接收管的電阻就比較小。 LM339 電壓比較器芯片介紹 LM339集成塊采用 C14型封裝，外型及管腳排列如圖 。 1～177。 2mV；第四，共模輸入電壓范圍寬， Vic=0～ ；第五，輸出與 TTL， DTL， MOS， CMOS 等兼容；第六，輸出可以用開路集電極連接 ―或 ‖門。 表 引腳功能排列表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 OUT2 輸出端 2 8 IN(3) 反向輸入端 3 2 OUT1 輸出端 1 9 IN+(3) 正向輸入端 3 3 VCC+ 電源 10 IN(4) 反向輸入端 4 4 IN(1) 反向輸入端 1 11 IN+(4) 正向輸入端 4 5 IN+(1) 正向輸入端 1 12 VCC+ 電源 6 IN(2) 反向輸入端 2 13 OUT4 輸出端 4 7 OUT2 正向輸入端 2 14 OUT3 輸出端 3 LM339 電壓比較器芯片內(nèi)部裝有四個獨(dú)立的電壓比較器 如圖 所示 ，是很常見LM339 引腳圖的集成電路。 LM339 可構(gòu)成 單限比較器、 遲滯比較器 、雙限比較器（窗口比較器） 、振蕩器等。 圖 LM339 引腳圖 電壓比較 電路設(shè)計 上面介紹了紅外光電管 的基本工作原理 。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。 當(dāng)比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做 門限電平 也可以叫做限電壓， 它可選擇 LM339 輸入共模范圍的任何一點(diǎn)，另一端加一個待比較的信號 電壓。當(dāng)“ ”端電壓高于“ +”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。 圖 LM339 比較器 電路圖 紅外采集模塊 電路設(shè) 計 本次設(shè)計 紅外采集模塊的原理圖如圖 所示 ， 考慮到在使用過程防止紅外光電管接觸不實，或者意外損壞，所以在原理圖上多設(shè)計了一個備用的紅外光電管和 LM339電壓比較器。 圖 中 R R2 的選擇， R1 為限流電阻， R1 的不同決定了紅外發(fā)射管的發(fā)射功率的不同， R1 越小，紅外發(fā)射管的功率就越大，多個 R1 并聯(lián)后可以增加了光電管的探測距離，因此可以根據(jù)自己的測試情況選擇合適的限流電阻， R2 為分壓電阻， R2 的選擇應(yīng)當(dāng)尤為注意，切不可機(jī)械的照搬某一個電路圖，直接 套用上面的阻值， R2 的選擇和采用紅外接收管的內(nèi)阻有關(guān)，由于 R2 和接收管構(gòu)成分壓電路，因此 R2 的大小和接收管的電壓變化有關(guān)。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 42 頁 圖 紅外采集模塊的原理圖 電機(jī)驅(qū)動模塊 由于電機(jī)在額定電壓下的轉(zhuǎn)速是固定的，為了在同一個電機(jī)上測得不同大小的轉(zhuǎn)速，那么就要改變其兩端的電壓，因此在此設(shè)計上加上了一個電機(jī)驅(qū)動模塊， 該模塊一以 L298N 為主要芯片， 通過改變 PWM 占空比來控制電機(jī)兩端的電壓， 其原理就是開關(guān)管在一個周期內(nèi)導(dǎo)體的時間為 t，周期為 T，則電機(jī)兩端的平均電壓 U=Vcc*（ t/T） =aVcc。電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成正比，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成比例，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)的越快。 L298N 芯片介紹 本設(shè)計采用常用的 L298N 電機(jī)驅(qū)動電路， L298 是 SGS(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司 )公司的產(chǎn)品， 經(jīng)常用到的 是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N 電路 ， 它由 4 通道邏輯驅(qū)動電路 組成 。其引腳排列如 圖中所示 。 表 L298N 引腳功能表 引腳 PowerSO Name Function 功能說明 2。5 Out 1。7 7。 Input 2 1A 1A2 輸入端， TTL 電平兼容 6。14 Enable A。 此 引腳 與地必須連接 100nF 電容器 10。15 Input 3。 14 16。 Out 4 2Y 2Y2 輸出端 監(jiān)測 引腳 15 – 3。同理，引腳 13 和 14 也可控制一個直流電動機(jī)。引腳 5， 7， 10， 12 為單片機(jī)常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 共 42 頁 輸入到 L298N 芯片的輸入引腳。 L298 絕對最大額定值如表 所示。 ton = 10ms) 直流運(yùn)行 2 Vsens Sensing Voltage 感應(yīng)電壓 –1 to V Ptot Total Power Dissipation (Tcase=75℃ )總功率耗散 25 W 電機(jī)驅(qū)動模塊電路設(shè)計 本次電機(jī)驅(qū)動模塊具體的電路如圖 ， 它是由 5V 電源供電， 以 L298N 芯片為主 ， 在硬件電路 的連接上， 將單片機(jī)的 ~ 298的 IN1~IN2上，通過改變 ~。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 共 42 頁 圖 電機(jī)驅(qū)動模塊原理圖 液晶顯示模塊 在測速系統(tǒng)中顯示部分其著非常重要的作用，它是人機(jī)互動的主界面，在測速的過程中，即時準(zhǔn)確的反應(yīng)出了電機(jī)每一時刻的速度。且與單片機(jī)接口比較方便。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 共 42 頁 （ 2） 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn) 的 16 引 腳 接口 如圖 ，各引腳接口說明如表 所示 圖 1602LCD 引腳圖 表 引腳接口說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù) 據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為 電源地 （ GND） 。 第 3 腳： VL 為 液晶顯示器的對比度調(diào)整端，當(dāng)它接的是正電源時這時的對比度是最弱的，而當(dāng)它接地時這時的對比度最高，然而當(dāng)對比度過高時顯示器容易 產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，這時我們可以使用一個 10K 的電位器來調(diào)整對比度。 第 5 腳： R/W 是讀寫信號端，當(dāng)它為高電平時進(jìn)行的是讀操作，而當(dāng)它是低電平的時候進(jìn)行寫操作。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口。 第 16 腳 ： 背光 的負(fù)極 0V (4) 1602LCD 的 RAM 地址映射及標(biāo) 準(zhǔn)字庫表 如圖 所示 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 42 頁 圖 字庫表 顯示模塊的 電路 設(shè)計 顯示模塊的電路圖如下圖 所示。 液晶的讀寫由 和 控制。三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路， 它們 只有三條引腳輸出，它們 分別是輸入端、接地端和輸出端。 用 78/79 系列 的 三端穩(wěn)壓 IC 組成 的 穩(wěn)壓電源所需 要 的外圍元件 很 少，電路內(nèi)部 我們可以看到 過流、過熱 以 及調(diào)整管的保護(hù)電路， 它們 使用起來 比較 可靠 與 方便，而且價格 比較 便宜。 78系列的封裝形式為 TO220，它有一系列固定的電壓輸出，應(yīng)用非常廣泛。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 的輸出電流，雖然是按照固定電壓值來設(shè)計的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷?，就能獲得各種不同的電壓和電流。電路中我們輸入 9V的電壓通過 7805 穩(wěn)壓電路 如圖 轉(zhuǎn)為 5V的電壓 。 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一 體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器， 。 (1)蜂鳴器的分類：蜂鳴器按其結(jié)構(gòu)分主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。有源蜂鳴器只需要在其供電端加上額定直流電壓，其內(nèi)部的震蕩器就可以產(chǎn)生固定頻率的信號，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 共 42 頁 （ 2）蜂鳴器的 發(fā)聲 原理： 當(dāng)電流通過電磁線圈時，使電磁線圈產(chǎn)生的磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲，因此需要有一定的電流才能夠來驅(qū)動它，單片機(jī) IO 口的引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的 TTL 電平基本上是 不能驅(qū)動蜂鳴器的，因此我們需要增加一個電流放大電路，我們一般采用一個三極管來放大驅(qū)動蜂鳴器。 如圖 所示， 它是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，能直接把電轉(zhuǎn)化為光。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在整體中占主導(dǎo)地位，而另一部分是 N 型半導(dǎo)體， 它主要是電子。 當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用而作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里和空穴復(fù)合，然后它就會以光子的形式來發(fā)出一定的能量，這就是 LED 的發(fā)光原理。 圖 發(fā)光二極管內(nèi)部構(gòu)造 報警電路的設(shè)計 本電路如圖 采用一個三極管來放大驅(qū)動