【正文】 通常采用順序程序設(shè)計(jì)的方法，這種系統(tǒng)軟件由主程序完成，并指定各個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)。⑸程序設(shè)計(jì)選擇好的軟件結(jié)構(gòu)和采樣的程序設(shè)計(jì)技術(shù)之后，便可以著手進(jìn)行程序的 設(shè)計(jì)，把問(wèn)僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14題的定義轉(zhuǎn)為具體程序。程序的設(shè)計(jì)，是單片機(jī)應(yīng)用于中的一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)，它是把一個(gè)功能完整的較長(zhǎng)的程序分解為若干功能相對(duì)獨(dú)立的較小的程序的模塊，各個(gè)程序模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編制程序和調(diào)試，最后把各個(gè)高度好的程序模塊連成一個(gè)大的程序。主程序編好后再編制從屬的程序。 單片機(jī)的選用⑴單片機(jī)的選用8051 內(nèi)部的可改寫(xiě)、可編程 ROM，用戶(hù)可采用寫(xiě)入程序，又可以擦除程序，擦除后還可以重新編寫(xiě)，它也可以進(jìn)行擴(kuò)展，可以根據(jù)實(shí)用中的具體要求，擴(kuò)展不同容量?jī)?nèi)存的芯片，并且，這種芯片集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比高，產(chǎn)品來(lái)源豐富，相關(guān)軟件利用比較方便。⑵單片機(jī)上的 硬件資源片內(nèi)有 256 字節(jié)的 RAM 除此之外還可以根據(jù)需要在外部擴(kuò)展 2Χ64KB 存貯器；時(shí)鐘電路的頻率 024MHZ；2 個(gè)中斷電源、一個(gè)中斷優(yōu)先的中斷控制器；1 個(gè)全雙工異步串行口。另外，8051 單片機(jī)就有地址從 2022H 開(kāi)始的 RAM 或 ROM，以共 8098 作程序存貯器；如果是 ROM，必須按 8098 的要求寫(xiě)入有關(guān)數(shù)據(jù)如芯片配置字，跳轉(zhuǎn)到用戶(hù)程序 RAM 區(qū)的指令等；如果是 RAM 可以在 8051 監(jiān)控下填寫(xiě)。使用時(shí)，開(kāi)頭置于“8051” ，除可以調(diào)試 51 程序外，還可以編輯 8098 程序；開(kāi)頭置于“8098”，8098 開(kāi)始執(zhí)行地址從 2080H 開(kāi)始的 8098 程序，為了能看到結(jié)果，8098 程序中應(yīng)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存 RAM 的程序段。僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 24 MCS51 開(kāi)發(fā) MCS96 單片機(jī)圖 顯示器的設(shè)計(jì)一、顯示器的使用在我們單片機(jī)的系統(tǒng)中，通常是 LED 數(shù)碼來(lái)顯示各種數(shù)字或符號(hào)，由于它具有清晰的、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此得到非常廣泛的使用。LED 顯示器就是我們小時(shí)候玩的火柴棒游戲，幾根火柴棒組合起來(lái)，可以拼各種各樣的圖形，LED 顯示器實(shí)際上就是這樣的東西，八段 LED 顯示器，由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成。LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管都連接在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極 LED 顯示器，另一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起的稱(chēng)之為共陰極 LED 顯示器。共陽(yáng)和工陰結(jié)構(gòu)的 LED顯示器各筆畫(huà)段和各位置安排是相同的。8 個(gè)筆劃段 hgedcba 對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)的D7D6D5D4D3D2D0 等，若用 8 位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。如果是共陽(yáng)極 LED顯示器，共陽(yáng)極接高電平，顯示“8”字符的字形代碼為 1000 0000（80H） 。 圖 25 顯示器連接圖二、顯示器的連接于驅(qū)動(dòng) 顯示器的顯示常用兩種連接方法，靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)具有鎖存功能的 I/O 口接口用于筆劃段字形代碼，這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形代碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU 的開(kāi)銷(xiāo)小。動(dòng)態(tài)掃描顯示器接口是單片機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種顯示方法之一。CPU 向字段輸出口送出字形代碼時(shí)，所有顯示器接口收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)顯示器亮，則取決于 COM 端，而這一端是由 I/O 控制的，所以我們就可以自行決定何時(shí)顯示哪一位了。由于不需要很多顯示器，所以我們可以選擇 Inter 公司推出的一種專(zhuān)用 I/O 口擴(kuò)展接口器件 Inter8155 芯片作為驅(qū)動(dòng)芯片。能自動(dòng)消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)以及 N 鍵輪回的保護(hù)。我們選擇的 Inter8155 芯片，將鍵盤(pán)連接到 Inter8155 上，由于鍵盤(pán)的使用不是實(shí)時(shí)性的，所以我們采用了中斷的鍵盤(pán)掃描方式，即當(dāng)有鍵按下時(shí)進(jìn)行處理。把 PB7PB0 作為行線(xiàn)，PC0PC3 作為列線(xiàn)這樣鍵盤(pán)就連接好了。CPU 只要把“1”送到 Inter8155 口就可以在所有行線(xiàn) PC0PC3 上得到 TTL 低電平，然后讀取 PB7PB0 口的列線(xiàn)就可以判斷是否有鍵按下。若 CPU 發(fā)現(xiàn)有鍵按下，則它必須獲取被按按鍵的行值和列值。若列值位 1FH，則表明被按按鍵不 在本行；若列值不為 1FH，則對(duì)應(yīng)的行值和列值就是被按按鍵的列值和行值。用戶(hù)在操作時(shí)常常因不小心同時(shí)按下了一個(gè)以上的按鍵即發(fā)生了竄鍵。CPU 在處理發(fā)生在兩個(gè)不同行商的竄鍵時(shí)可以預(yù)先設(shè)定一個(gè)竄鍵標(biāo)志寄存器。因此，CPU 在行掃描時(shí)必須不以發(fā)現(xiàn)第一個(gè)被按按鍵位滿(mǎn)足，而是應(yīng)繼續(xù)完成對(duì)所有行的一遍掃描，并在該行掃描結(jié)束后根據(jù)竄鍵標(biāo)志來(lái)判斷是否發(fā)生竄鍵，則 CPU 再進(jìn)行一遍掃描就可獲得最后放開(kāi)鍵盤(pán)的行值和列值。 求關(guān)鍵字：由鍵值表可以看到，CPU 把行序號(hào)移到高四和列值低四位相加便可得到相關(guān)的關(guān)鍵字。表 22 鍵值表關(guān)鍵字 鍵值 行值 列值 按鍵0FH 00H B=01H A=0FH 01FH 01H B=01H A=0FH 11TH 02H B=02H A=17H 21BH 03H B=02H A=1BH 32FH 04H B=04H A=0FH 42TH 05H B=04H A=1TH 52BH 06H B=04H A=1BH 63FH 07H B=08H A=0FH 73TH 08H B=08H A=0TH 83BH 09H B=08H A=1BH 93DH 0AH B=08H A=1DH A2DH 0BH B=04H A=1DH B1DH 0CH B=02H A=1DH C0DH 0DH B=01H A=1DH D0BH 0EH B=01H A=1BH E0TH 0FH B=01H A=1TH F0EH 10H B=01H A=1EH EXEC1EH 11H B=02H A=1EH STEP2EH 12H B=04H A=1EH MON3EH 13H B=08H A=1EH MON4FH 14H B=10H A=0FH DISP4TH 15H B=10H A=1TH RED4BH 16H B=10H A=1BH DUMP4DH 17H B=10H A=1DH LOAD5FH 18H B=020H A=0FH PROG5TH 19H B=20H A=1TH MOVE5BH 1AH B=20H A=1BH RAM5DH 1BH B=20H A=1DH BP求鍵值：被按按鍵的關(guān)鍵字在鍵值表中的序號(hào)定義為該鍵的鍵值。因此，CPU 判別被按按鍵是數(shù)字鍵還是功能鍵還是十分容易的：若被按按鍵的鍵值小于是 10H，則轉(zhuǎn)數(shù)字處理程序；若被按按鍵大于或等于 10H，則CPU 通過(guò)查表可以很快轉(zhuǎn)如相應(yīng)按鍵的處理程序。系統(tǒng)工作時(shí)有單片機(jī)通過(guò) I/O 發(fā)送步進(jìn)脈沖信號(hào)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)完成工作。因此，強(qiáng)電控制電路必將會(huì)對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)長(zhǎng)生嚴(yán)重的干擾，以致單片機(jī)控制系統(tǒng)不能正常工作。光電隔離器的原理電路時(shí)由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管組成的復(fù)合的晶體管。由于 I/O 口發(fā)送的信號(hào)為 TTL 信號(hào)無(wú)驅(qū)動(dòng)能力，因此需對(duì) CPU 信號(hào)進(jìn)行功率放大，在信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大裝置放大后，才可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)產(chǎn)生扭矩并由傳感器檢測(cè)得到數(shù)據(jù)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角分辨率和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)程式?jīng)Q定儀器分辨率的重要因數(shù)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng) VR） 、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng) PM）和混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng) HB）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)區(qū)別與其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是：它是通過(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)的頻率決定。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的六拍工作方式，其各相通電順序?yàn)椋篈ABBBCCCAA 通過(guò)控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A、B、C 相的通斷。②控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它就再轉(zhuǎn)一步。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。步進(jìn)電機(jī)的選擇包括類(lèi)型的選擇、步距角選擇、最大靜轉(zhuǎn)矩的選擇。另一方面，永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在相繞組不通電時(shí)有較小的定位轉(zhuǎn)矩而混合式步進(jìn)電機(jī)則具有步距角小，定位精度高，誤差不積累，及斷電后能自鎖等特點(diǎn)。它適用數(shù)字程序控制系統(tǒng)，可調(diào)恒數(shù)裝置及其它有精度要求的開(kāi)環(huán)數(shù)字系統(tǒng)，用作執(zhí)行元件。有些系統(tǒng)只要求在斷電時(shí)負(fù)載中須保持固定位置口，因而，選擇永磁電機(jī)是合理的。2）步距角的選擇步距角大小會(huì)直接影響步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)動(dòng)頻率，外形尺寸相同的電動(dòng)機(jī)，步距角小的往往起動(dòng)、運(yùn)行頻率比較高，但轉(zhuǎn)速和輸出功率不一定高。例如需 的步距增量運(yùn)動(dòng)時(shí)，?僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21可有三種選擇。步矩角的電動(dòng)機(jī)（b） 選擇小于 176。布矩角的電動(dòng)機(jī)表 23 步進(jìn)電機(jī)的主要參數(shù)表相數(shù) 步距角 相電流 最大靜轉(zhuǎn)矩 空載啟動(dòng)頻率2 ? 驅(qū)動(dòng)電 相電阻 相電流 重量 絕緣強(qiáng)度DC(2440)V B（2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路就是其最基本的功能來(lái)講，是一個(gè)依次給電動(dòng)機(jī)各相通電的控制功效級(jí)裝置，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器是緩沖寄存器、環(huán)形分配器、控制邏輯及正反控制門(mén)組成，能把輸入的脈沖 CP 轉(zhuǎn)換成環(huán)形脈沖，以便控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)框圖如圖26 所示：輸 入 脈 沖 隔 離 電 路 光 電 環(huán) 行 分 配 器功 率 電 源 功 率 電 源功 率 驅(qū) 動(dòng) 器步 進(jìn) 電 機(jī)圖 26 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圖本系統(tǒng)所采用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)由美國(guó)斯達(dá)特公司生產(chǎn)的 SH2H057M 型驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器與我們選擇的 57BYG09 是配套產(chǎn)品。程序邏輯電路和環(huán)形分配器接受輸入的控制脈沖信號(hào) CP 并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楣β黍?qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并給電機(jī)各項(xiàng)繞組供電。但是由于使用的是三相的步進(jìn)電機(jī)，就需要對(duì)三路信號(hào)分別進(jìn)行放大，由于放大電路很難做到完全一致，當(dāng)電機(jī)的功率較大時(shí)運(yùn)行起來(lái)回路的制作也比僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22較復(fù)雜。1. 最大靜轉(zhuǎn)矩選擇選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，最主要的任務(wù)之一就是要詳細(xì)規(guī)定電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩值。前者輸出力矩較小，有時(shí)需要經(jīng)過(guò)力矩放大器或伺服功率放大系統(tǒng)帶動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。它不需要提高了傳動(dòng)精度。它不僅大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，而且提高了傳動(dòng)精度。綜合上述三點(diǎn)，我們最終選擇了美國(guó)斯達(dá)特公司 57BYG09 混合式步進(jìn)電機(jī)?？刂?CP 脈沖個(gè)數(shù)，則可以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)精確定位。本驅(qū)動(dòng)的信號(hào)是高電平有效，如下圖所示 脈 沖 寬 度 5msCP=0V圖 27 CP 脈沖圖方向電平信號(hào) DIR 用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)換相必須在電機(jī)停止后再進(jìn)行，并且換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè) CP 脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第一個(gè) CP 脈沖前發(fā)出。相位差式和應(yīng)變片式。該類(lèi)傳感器將金屬鉑片型電阻應(yīng)變片按 4 等分粘貼在軸的表面，應(yīng)變方位及連線(xiàn)方法，如圖 31 所示：應(yīng)變片與軸線(xiàn)成 45度角圖 31 應(yīng)變片粘貼圖 圖 32 金屬鉑電阻如圖 32 所示，金屬銀鉑式電阻應(yīng)變片由于它有散熱好，允許通過(guò)較大電流，橫向效應(yīng)小，疲勞的壽命長(zhǎng)，柔性好。 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 常規(guī)應(yīng)變片的電阻的變化很小，因而測(cè)量轉(zhuǎn)換電路應(yīng)當(dāng)精確地測(cè)量出這些小的電阻變化。下面我們將采用全橋工作方式來(lái)僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24滿(mǎn)足系統(tǒng)靈敏度高的要求。圖AD+BCU1U0+R3433 橋路的調(diào)零原理圖在使用上述公式時(shí)，應(yīng)注意電阻變化和應(yīng)變值的符號(hào)。若是壓應(yīng)變 應(yīng)以負(fù) ε 值代入，若是拉應(yīng)變 ε 應(yīng)以正值代入。當(dāng)應(yīng)變值較小時(shí)，非線(xiàn)性可忽略，萬(wàn)惡杜宇半導(dǎo)體應(yīng)變片尤其在測(cè)大應(yīng)變時(shí)，非線(xiàn)性不可忽略。采用恒流源作橋路電源也能減小非線(xiàn)性誤差。調(diào)解 R 最終可以使 R /R =R /R 1p1234，電橋趨于平衡，U 被預(yù)調(diào)到零位。圖中 R5是用0于減少調(diào)節(jié)范圍的限流電阻。 AD574A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和 AD0809 類(lèi)同，只是數(shù)字量位數(shù)由 8 位變成 12 位，故，對(duì)它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再闡述，只是它和 ADC0809 的區(qū)別加以分析。② AD574A 的轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá) 2μs 這和 ADC0809 的 100μs 時(shí)間顯然要快的多，但和同系列的 3us 的 AD578 相比遜色不小。④AD574A 的數(shù)字量可以設(shè)定為 8 位，也可以設(shè)定為 12 位。各引腳功能為： ①模擬量輸入線(xiàn)（3 條）：10VIN 為 10V 量程的模擬電壓輸入線(xiàn)，單級(jí)時(shí)為 0+10v，雙極時(shí)為 ；20VIN 為 20V 量程模擬電壓輸入線(xiàn)，單級(jí)性時(shí)為 0+20V，雙極性V5?為 。v10? ②數(shù)字量輸入線(xiàn)（13 條）:DB DB 為數(shù)字量輸出線(xiàn)，DB 為最高位，接地線(xiàn)，120 12常和 AC 相接后接地。 和 CE 共用于片選控制：當(dāng) 為 0 時(shí)，和 CE 為 1 時(shí)，選中本片工作，否則本CS片處于禁止?fàn)顟B(tài)。要強(qiáng)調(diào)指出：在啟動(dòng) AD574A 在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先使 R/ 為低電平，然后再使C和 CE 分別變?yōu)橛行?。CS表 31 AD574A 引腳功能表CE SR/C12/8A0 完成操作1 0 0 X 01 0 0 X 11 0 1 1 X啟動(dòng) 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng) 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換12 位數(shù)字量輸出1 0 1 0 0 變 8 位數(shù)字量輸出1 0 1 0 1 低 4 位數(shù)字量輸出0 X X X X