【正文】 紹 Op07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性 運算放大器集成電路。 OP07 同時具有輸入偏置電流低（ OP07A 為 177。 特點 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 24 超低偏移： 150μV最大 低輸入偏置電流： 低失調(diào)電壓漂移： ℃ 超穩(wěn)定時間： 2μV/month最大 高電源電壓范圍： 177。30V 芯片引腳功能說明 1 腳和 8 腳：是偏置平衡（調(diào)零端） 2 腳：為反相輸入端 3 腳：為同向輸入端 4 腳和 7 腳：分別為ｖｃｃ－和ｖｃｃ＋ 5 腳：懸空 6 腳：為輸出端 其引腳圖如圖 圖 OP07芯片及管腳圖 ADC0804 芯片簡介 芯片主要技術(shù)指標(biāo) (1) 分辨率： 8 位 (0~255) (2) 存取時間： 135 ms (3) 轉(zhuǎn)換時間： 100 ms (4) 總誤差： 1~+1LSB 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 25 (5) 工作溫度： ADC0804C 為 0 度 ~70 度； ADC0804L 為 40 度 ~85 度 (6) 模擬輸入電壓范圍： 0V~5V (7) 參考電壓： (8) 工作電壓： 5V 芯片引腳功能及說明 接腳說明見下圖： ADC0804 為一只具有 20引腳 8位 CMOS連續(xù)近似的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 圖 ADC0804芯片及管腳圖 (1). PIN1 (CS )： Chip Select，與 RD、 WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn) (low) 時會 active。當(dāng) CS 、 RD 皆為低位準(zhǔn) (low)時， ADC0804 會將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字訊號經(jīng)由 DB7 ~ DB0 輸出至其它處理單元。當(dāng) CS 、 WR 皆為低位準(zhǔn) (low) 時 ADC0804 做清除的動作，系統(tǒng)重置。 (4). PIN PIN19 (CLK IN、 CLKR)：頻率輸入 /輸出。而頻率輸出頻率 最大值無法大于 640KHz，一般可選用外部或內(nèi)部來提供頻率。轉(zhuǎn)換期間為高位準(zhǔn) (high)，等到轉(zhuǎn)換完畢時 INTR 會變?yōu)榈臀粶?zhǔn) (low)告知其它的處理單元已轉(zhuǎn)換完成，可讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。輸入電壓 VIN＝ VIN(+) － VIN()，通常使用單端輸入，而將 VIN()接地。 (8). PIN9 (VREF/2):輔助參考電壓輸入端 ADC0804 工作原理 ADC0804 是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（ Successive Approximation Method）的 A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百 us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計上。 第一次 尋 找結(jié)果： 10000000 （假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第二次 尋 找結(jié)果： 11000000 （假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第三次 尋 找結(jié)果： 11000000 （假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 第四次 尋 找結(jié)果： 11010000 （假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第五次尋找結(jié)果： 11010000 （假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 第六次尋找結(jié)果： 11010100 （假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第七次尋找結(jié)果： 11010110 （假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第八次尋找結(jié)果： 11010110 （假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 這樣使用二分法的尋找方式， 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器只要 8 次尋找， 12 位的A/D 轉(zhuǎn)換器只要 12 次尋找，就能完成轉(zhuǎn)換的動作，其中的輸入值代表圖 4..10的模擬輸入電壓 Vin。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 27 分辨率與內(nèi)部轉(zhuǎn)換頻率的計算 對 8 位 ADC0804 而言，它的輸出準(zhǔn)位共有 28＝ 256 種，即它的分辨率是1/256，假設(shè)輸入信號 Vin 為 0～ 5V 電壓范圍，則它最小輸出電壓是 5V/256＝ ，這代表 ADC0804 所能轉(zhuǎn)換的最小電壓值 。 表 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率和最小電壓值 位數(shù)目 分辨率 最小電壓轉(zhuǎn)換值 8 1/256 10 1/1024 12 1/4096 圖 是 ADC0804 與 CPLDamp。 圖 ADC0804與 CPLDamp。 R179。 10 KΩ179。陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 28 但是需要注意 R、 C 的組合，務(wù)必使頻率范圍是 在 100KHz～ 1460KHz 之間。按照如圖所示的接法及對應(yīng)電阻值的大小，我們很容易知道，此連接后的電壓放大倍數(shù)是 80 倍，且為同向放大。 圖 電流檢測模塊電路圖 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 29 第 4 章 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)初始化、 延時子程序 、 按鍵響應(yīng)程序，數(shù)碼 管顯示程序， 讀 ADC0804 子程序 及控制脈沖輸出幾部分，事實上每一部分都是緊密相關(guān)的，每個功能模塊對于整體設(shè)計都是非常重要，單片機AT89S51 通過軟件編程才能使系統(tǒng)真正的運行起來，軟件設(shè)計的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在流程圖中把設(shè)計者的控制過程梳理清楚。 系統(tǒng)軟件主流程圖 當(dāng)給系統(tǒng)供電以后，通過單片機復(fù)位電路對系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位系統(tǒng)經(jīng)過初始化以后，便開始執(zhí)行按鍵查詢等待相應(yīng)的操作， 當(dāng)有按鍵按下的時候程序便調(diào)用并執(zhí)行相應(yīng)的子程序，其具體的主流程圖 如下所示： 圖 主程序圖 開始系統(tǒng)初始化相應(yīng)按鍵子程序按鍵判斷NY相應(yīng)顯示子程序結(jié)束陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 30 系統(tǒng)初始化流程圖 對相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行初始化，包括系統(tǒng)上電默認(rèn)運行參數(shù)設(shè)定 ，包括兩相四拍的工作方式，初始速度檔位是 30 轉(zhuǎn) /分 ，系統(tǒng)中斷設(shè)定，定時器設(shè)定，載入定時器初值和默認(rèn)的工作參數(shù)等 ，具體流程圖如圖 所示。 按 鍵響應(yīng)子函數(shù)：在本設(shè)計當(dāng)中按鍵的一端接地，另一端接單片機的陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 31 對應(yīng)端口，所以當(dāng)按鍵按下，既是將單片機對應(yīng)端口電平拉低。 圖 畫出的是電機增速和減速的子程序框圖。由于編程的時候設(shè)置的系統(tǒng)工作的默認(rèn)狀態(tài)是正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 30 轉(zhuǎn) /分。編程控制ADC0804 工作就主要是負(fù)責(zé)讀和寫端口的電平來實現(xiàn)的。 //計數(shù) static int step_index。 //步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動方向 static bit stop_flag。 //步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速參數(shù)，數(shù)值越大速度越慢，最小值為 1，速度最快 static int spcount。 //延時函數(shù)，延時為 endcount* void gorun()。 step_index = 0。 stop_flag = 0。 P1_1 = 0。 P1_3 = 0。 //允許 CPU 中斷 TMOD = 0x11。 //定時器 0中斷允許 TH0 = 0xFE。 //設(shè)定時每隔 中斷一次 TR0 = 1。 speedlevel = 2。 speedlevel = 1。 delay(10000)。 delay(10000)。 delay(10000)。 Turn=!turn。 } 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 34 //定時器 0中斷處理 void timeint(void) interrupt 1 { TH0=0xFE。 //設(shè)定時每隔 中斷一次 count++。 if(spcount=0) { spcount = speedlevel。 } } void delay(unsigned int endcount) { count=0。 } void gorun() { if (stop_flag==1) { P1_0 = 0。 P1_2 = 0。 return。 P1_1 = 0。 P1_3 = 0。 case 1: //0、 1 P1_0 = 1。 P1_2 = 0。 break。 P1_1 = 1。 P1_3 = 0。 case 3: // 2 P1_0 = 0。 P1_2 = 1。 break。 P1_1 = 0。 P1_3 = 0。 case 5: // 3 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 36 P1_0 = 0。 P1_2 = 1。 break。 P1_1 = 0。 P1_3 = 1。 case 7: // 0 P1_0 = 1。 P1_2 = 0。 } if(turn==0) { step_index++。 } else { step_index。 } } 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 結(jié)論 37 結(jié) 論 經(jīng)過為期一學(xué)期的學(xué)習(xí)和努力，本次設(shè)計順利完成，具體結(jié)論如下： 采用單片機作為控制核心，利用其強大的功能，把鍵盤電路和 數(shù)碼管顯示電路 ，電機 驅(qū)動電路，電機電流檢測電路 有機 的結(jié)合起來，組成一個操作方便，交互性強的簡單 系統(tǒng)。驅(qū)動電路能提供 12V， 的驅(qū)動信號；整個電機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動方向，檢測到的電機電流的大小等都能通過數(shù)碼管顯示出來； 整個的成果形式 是最終以步進(jìn)電機控制電路板的形式展示出來了。 在電機工作模式上本設(shè)計實現(xiàn)了電機的兩相四拍和兩相八拍兩種脈沖控制方式。通過在本設(shè)計中的學(xué)習(xí)和查閱資料，想要得到更高性能的控制，可以選用混合式步進(jìn)電機。 參考文獻(xiàn) [1] 譚浩強 .C語言程序設(shè)計（第二版） .北京：清華大學(xué)出版社， [2] 李群芳，肖看 .單片機原理、接口及應(yīng)用 — 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ) .北京：清華大 學(xué)出版社， [3] 梅曉榕，柏桂珍等 .自動控制元件及線路 .北京：科學(xué)出版社， 2021 [4] 沈文、 Eagle lce詹衛(wèi) .AVR單片機 C語言入門指導(dǎo) .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [5] 佟長福 .AVR單片機 GCC程序設(shè)計 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 清源計算機工作室 .Protel99se電路設(shè)計與仿真 .北京：機械工業(yè)出版社， [7] 余家春 .Protel99se電路設(shè)計設(shè)計實用教程 .北京 :中國鐵道出版社 , [8] 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 與開發(fā)平臺研討會?？?Proteus仿真教程 [9] L297芯片數(shù)據(jù)手冊 [10] L298芯片數(shù)據(jù)手冊 [11] JHD162A液晶屏技術(shù)手冊 [12] Atega16單片機數(shù)據(jù)手冊