專業(yè)綜合設(shè)計(jì)

1、南京曉莊學(xué)院NanJing XiaoZhuang University 電子工程學(xué)院設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱: 專業(yè)綜合設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課目：基于單片機(jī)的小功率電機(jī)控制 所在院系： 電子工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 王丹 班級(jí)名稱： 14自動(dòng)化轉(zhuǎn)本 學(xué)生姓名： 張志俊、萬彥博、王珩 學(xué)生學(xué)號(hào)： 38、26、27 2016 2017 學(xué)年 第 2 學(xué)期目 錄1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案11.1現(xiàn)狀分析步進(jìn)電機(jī)11.2總體方案論證步進(jìn)電機(jī)調(diào)速方法11.2.1 理論分析12. 硬件設(shè)計(jì)13. 軟件設(shè)計(jì)244. 系統(tǒng)調(diào)試375. 結(jié)論與心得38參考文獻(xiàn)38附錄1 原理圖38附錄2實(shí)物圖39附錄3 源程序391. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1.1步

2、進(jìn)電機(jī)簡介步進(jìn)電機(jī)是一種由脈沖控制轉(zhuǎn)速的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它由轉(zhuǎn)子和定子組成。定子是由硅鋼片疊成，裝上繞組。轉(zhuǎn)子也是由硅鋼片疊成，做成突級(jí)結(jié)構(gòu)。常用的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子有6個(gè)磁極，轉(zhuǎn)子有4個(gè)突齒。其工作的原理是電磁工作原理。當(dāng)ABC相分別導(dǎo)電時(shí)，轉(zhuǎn)子的凸齒與相應(yīng)的相的繞組相對(duì)，這樣來控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。只要改變繞組的通電順序就能改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)順序。 繞組的通電方式有：單三拍、六拍和雙三拍等。其中單三拍是指每次只有一相通電，雙是兩相通電，拍是指通電的次數(shù)。拍數(shù)越少步距角越大，否則越小。 輸入的脈沖數(shù)越多，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越多。同時(shí)，輸入頻率越高，則步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快。同時(shí)，通過控制脈沖數(shù)量，

3、就可以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，因此還能使用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行定位。 步進(jìn)電機(jī)具有以下特點(diǎn) （1）控制簡便 步進(jìn)電機(jī)可以根據(jù)輸入脈沖的數(shù)量控制旋轉(zhuǎn)的角度，因此控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度十分方便；還可以通過控制脈沖的頻率控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。而對(duì)于數(shù)字控制，對(duì)數(shù)量和頻率的控制十分便利，因此步進(jìn)電機(jī)的控制十分簡單。 （2）可以開環(huán)控制 由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速誤差不會(huì)累計(jì)，因此只要步進(jìn)電機(jī)能正常工作，就只需要調(diào)節(jié)脈沖來控制速度即可達(dá)到一定的精度。 （3）壽命長 不用電刷，壽命取決于軸承。 步進(jìn)電機(jī)當(dāng)然也有缺點(diǎn)： （1）不適宜帶慣性負(fù)載 （2）驅(qū)動(dòng)需要使用脈沖，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路有要求。 （3）轉(zhuǎn)速上升的同時(shí)，轉(zhuǎn)矩下降 步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)

4、和停止時(shí)容易失步，在脈沖頻率過高、負(fù)載過大時(shí)也會(huì)1.2步進(jìn)電機(jī)調(diào)速方法步進(jìn)電機(jī)主要按一定的給電規(guī)律，給對(duì)應(yīng)的繞組響應(yīng)的電信號(hào)，電機(jī)將按一定的方向運(yùn)行，而且每改變一次電信號(hào)電機(jī)將運(yùn)行一步，如果連續(xù)給出響應(yīng)電信號(hào)，電機(jī)將連續(xù)運(yùn)行，只要改變電信號(hào)的頻率，將獲得不同的運(yùn)行速度。如果用步進(jìn)電機(jī)調(diào)速時(shí)，只要改變控制器的輸出脈沖的頻率，就可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。也有廠家推出了內(nèi)部集成有脈沖發(fā)生器的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，用戶只需輸入模擬電信號(hào)或通過電位器即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，如英納仕推出的EZD系列產(chǎn)品。1.2.1 理論分析根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可知，該系統(tǒng)的輸入量為速度和方向，速度應(yīng)該有增減變化，通常用加減按鈕控制速度

5、，這樣只要2根線，再加上正反方向和啟動(dòng)/停止信號(hào)線共需要6根輸入線。系統(tǒng)的輸出線與步進(jìn)電機(jī)的繞組數(shù)有關(guān)。這里選步進(jìn)電機(jī)，工作電壓為+5V，可以個(gè)單片機(jī)共用一個(gè)電源。系統(tǒng)采用了lcd顯示屏，用來顯示步進(jìn)電機(jī)方向與轉(zhuǎn)速的詳細(xì)信息。2. 硬件設(shè)計(jì)2.1 元件清單元件清單名稱型號(hào)數(shù)量萬用板9x151單片機(jī)STC89C521單片機(jī)底座40P1晶振11.0592M1瓷片電容22PF2電解電容10UF1電阻10K1按鍵按鍵7開關(guān)自鎖開關(guān)1電源座電源接口1電阻1K2顯示屏LCD16021電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片ULN20031步進(jìn)電機(jī)底座5P1LED2V2電源座1電源線1步進(jìn)電機(jī)12.2 LCD1602在日常生活中，我們

6、對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示質(zhì)量高（2）數(shù)字式接口（3）體積小、重量輕（4）功耗低 液晶顯示簡介（1）液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣

7、即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。（2）液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。（3）液晶顯示器各種圖形的顯示原理:A）線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128

8、列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。B)字符的顯

9、示用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。C)漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、

10、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。(4)字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器(5)實(shí)物如圖：(6) 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD4

11、4780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：圖10-54 1602LCD尺寸圖(7)1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm(8)引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12

12、D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表10-13：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為

13、高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。(9) 1602LCD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)

14、存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容2.3 STC89C52RC單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。主要特性如下：增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V單片機(jī)）工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普

15、通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)片上集成512字節(jié)RAM通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片具有EEPROM功能具有看門狗功能共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸

16、發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）PDIP封裝STC89C52RC單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗<0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備STC89C52RC引腳圖STC89C52RC引腳功能說明VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)

17、動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn) 證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7，18引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（）。此外，P1.0和P1

18、.1還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1接收低8位地址。表1.1 P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（P2.0P2.7，2128引腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P2作為輸入口使用時(shí)

19、，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間，P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3端口（P3.0P3.7，1017引腳）：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端

20、口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流（）。在對(duì)Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時(shí)，P3還接收一些控制信號(hào)。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示：表1.2 P3口引腳復(fù)用功能引腳號(hào)復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片

21、機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或

22、MOV指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。（29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C51RC從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和

23、內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。特殊功能寄存器在STC89C52RC片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80HFFH共128個(gè)單元位特殊功能寄存器（SFR），SFR的地址空間如下表1所示。并非所有的地址都被定義，從80HFFH共128個(gè)字節(jié)只有一部分被定義。還有相當(dāng)一部分沒有定義。對(duì)沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應(yīng)將“1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。STC89C52RC除了有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1之外，還增加了一個(gè)一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2.定時(shí)

24、器/計(jì)數(shù)器2的控制和狀態(tài)位位于T2CON（見表2）和T2MOD（見表4）。定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。通過設(shè)置特殊功能寄存器T2CON中的C/T2位，可將其作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器（特殊功能寄存器T2CON的描述如表2所列）。定時(shí)器2有3種操作模式：捕獲、自動(dòng)重新裝載（遞增或遞減計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器，這3種模式由T2CON中的位進(jìn)行選擇（如表2所列）表1 STC89C52RC的特殊功能寄存器表2 特殊功能寄存器T2CON的描述表3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器2控制寄存器各位功能說明符號(hào)功能TF2定時(shí)器2溢出標(biāo)志。定時(shí)器2溢出時(shí)，又由硬件置位，必須由軟件請(qǐng)0.當(dāng)RCLK=1或TCLK=1時(shí)，定時(shí)器2溢出，不對(duì)

25、TF2置位。EXF2定時(shí)器2外部標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1，且當(dāng)T2EX引腳上出現(xiàn)負(fù)跳變而出現(xiàn)捕獲或重裝載時(shí)，EXF2置位，申請(qǐng)中斷。此時(shí)如果允許定時(shí)器2中斷，CPU將響應(yīng)中斷，執(zhí)行定時(shí)器2 中斷服務(wù)程序，EXF2必須由軟件清除。當(dāng)定時(shí)器2工作在向上或向下計(jì)數(shù)方式時(shí)（DCEN=1），EXF2不能激活中斷。RCLK接收時(shí)鐘允許。RCLK=1時(shí)，用定時(shí)器2溢出脈沖作為串口（工作于工作方式1或3時(shí)）的接收時(shí)鐘，RCLK=0，用定時(shí)器1的溢出脈沖作為接收脈沖TCLK發(fā)送時(shí)鐘允許。TCLK=1時(shí)，用定時(shí)器2溢出脈沖作為串口（工作于工作方式1或3時(shí)）的發(fā)送時(shí)鐘，TCLK=0，用定時(shí)器1的溢出脈沖作為發(fā)送脈沖E

26、XEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2未用于作串行口的波特率發(fā)生器，在T2EX端口出現(xiàn)負(fù)跳變脈沖時(shí)，激活定時(shí)器2捕獲或者重裝載。EXEN2=0時(shí)，T2EX端的外部信號(hào)無效。TR2定時(shí)器2啟動(dòng)/停止控制位。TR2=1時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器2.C/定時(shí)器2定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式控制位。C/=0時(shí)，選擇定時(shí)方式，C/=1時(shí)，選擇對(duì)外部事件技術(shù)方式（下降沿觸發(fā)）。CP/捕獲/重裝載選擇。CP/=1時(shí)，如EXEN2=1，且T2EX端出現(xiàn)負(fù)跳變脈沖時(shí)發(fā)生捕獲操作。CP/=1時(shí)，若定時(shí)器2溢出或EXEN2=1條件下，T2EX端出現(xiàn)負(fù)跳變脈沖，都會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)重裝載操作。當(dāng)RCLK=1或TCLK=1時(shí)

27、，該位無效，在定時(shí)器2溢出時(shí)強(qiáng)制其自動(dòng)重裝載。表4 定時(shí)器2工作方式RCLK+TCLKCP/TR2模式00116位自動(dòng)重裝01116位捕獲1X1波特率發(fā)生器XX0（關(guān)閉）· 捕獲模式在捕獲模式中，通過T2CON中的EXEN2設(shè)置2個(gè)選項(xiàng)。如果EXEN2=0, 定時(shí)器2作為一個(gè)16位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器（由T2CON中的C/位選擇），溢出時(shí)置位TF2（定時(shí)器2溢出標(biāo)志位）。該位可用于產(chǎn)生中斷（通過使能IE寄存器中的定時(shí)器2中斷使能位）。如果EXEN2=1，與以上描述相同，但增加了一個(gè)特性，即外部輸入T2EX由1變0時(shí)，將定時(shí)器2中TL2和TH2的當(dāng)前值各自捕獲到RCAP2L和RACP2H。另

28、外，T2EX的負(fù)跳變使T2CON中的EXF2置位，EXF2也像TF2一樣能夠產(chǎn)生中斷（其向量與定時(shí)器2溢出中斷地址相同，定時(shí)器2中斷服務(wù)程序通過查詢TF2和EXF2來確定引起中斷的事件），捕獲模式如圖X所示。在該模式中，TL2和TH2勿重新裝載值，甚至當(dāng)T2EX產(chǎn)生捕獲時(shí)間時(shí)，計(jì)數(shù)器仍以T2EX的負(fù)跳變或振蕩頻率的1/2（12時(shí)鐘模式）或1/6（6時(shí)鐘模式）計(jì)數(shù)。圖XX 定時(shí)器2捕獲模式· 自動(dòng)重裝模式（遞增/遞減計(jì)數(shù)器）16位自動(dòng)重裝模式中，定時(shí)器2可通過C/T2配置為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，編程控制遞增/遞減。計(jì)數(shù)的方向有DCEN（遞減計(jì)數(shù)使能位）確定，DCEN位于T2MMOD寄存器中，

29、T2MOD寄存器各位的功能描述如表XX所示。當(dāng)DCEN=0時(shí)，定時(shí)器2默認(rèn)為向上計(jì)數(shù)；當(dāng)DCEN=1時(shí)，定時(shí)器2可通過T2EX確定遞增或遞減計(jì)數(shù)。圖XX顯示了當(dāng)DCEN=0時(shí)，定時(shí)器2自動(dòng)遞增計(jì)數(shù)。在該模式中，通過設(shè)置EXEN2位進(jìn)行選擇。如果EXEN2=0，定時(shí)器2遞增計(jì)數(shù)到0FFFFH，并在溢出后將TF2置位，然后將RCAP2L和RCAP2H中的16位值作為重新裝載值裝入定時(shí)器2。RCAP2L和RCAP2H的值是通過軟件預(yù)設(shè)的。表5 定時(shí)器2模式（T2MOD）控制寄存器的描述符號(hào)功能-不可用，保留將來之用*T2OE定時(shí)器2輸出使能位DCEN向下計(jì)數(shù)使能位。定時(shí)器2可配置成向上/向下計(jì)數(shù)器*

30、用戶勿將其置1.這些為在將來80C51系列產(chǎn)品中用來實(shí)現(xiàn)新的特性。在這種情況下，以后用到保留位，復(fù)位時(shí)或非有效狀態(tài)時(shí)，它的值應(yīng)為0；而在這些位有效狀態(tài)時(shí)，它的值為1.保留位讀到的值不確定。如果EXEN2=1，16位重新裝載可通過溢出或T2EX從1到0的負(fù)跳變實(shí)現(xiàn)。此負(fù)跳變同時(shí)將EXF2置位。如果定時(shí)器2中斷被使能，則當(dāng)TF2或EXF2置1時(shí)，定時(shí)器2遞增計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到0FFFFH后溢出并置位TF2，還將產(chǎn)生中斷（如果中斷被使能）。定時(shí)器2的溢出將使RCAP2L和RCAP2H中的16位值作為重新裝載值放入TL2和TH2。當(dāng)T2EX置零時(shí)，將使定時(shí)器2遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)TL2和TH2計(jì)數(shù)到等于RCAP2L

31、和RCAP2H時(shí)，定時(shí)器產(chǎn)生中斷。圖1.1 定時(shí)器2自動(dòng)重裝模式（DCEN=0）圖1.2 定時(shí)器2自動(dòng)重裝模式（DCEN=1）· 波特率發(fā)生器模式寄存器T2CON的位TCLK和（或）RCLK允許從定時(shí)器1或定時(shí)器2獲得串行口發(fā)送和接收的波特率。當(dāng)TCLK=0時(shí)，定時(shí)器1作為串行口發(fā)送波特率發(fā)生器；當(dāng)TCLK=1時(shí)，定時(shí)器2作為串行口發(fā)送波特率發(fā)生器。RCLK對(duì)串行口接收波特率有同樣的作用。通過這2位，串行口能得到不同的接收和發(fā)送波特率，一個(gè)通過定時(shí)器1產(chǎn)生，另一個(gè)通過定時(shí)器2產(chǎn)生。如圖1.2所示為定時(shí)器工作在波特率發(fā)生器模式。與自動(dòng)重裝模式相似，當(dāng)TH2溢出時(shí)，波特率發(fā)生器模式使定時(shí)

32、器2寄存器重新裝載來自寄存器RCAP2H和RCAP2L的16位的值，寄存器RCAP2H和RCAP2L的值由軟件預(yù)置。當(dāng)工作與模式1和模式3時(shí)，波特率由下面的公式所決定：圖1.3 定時(shí)器2波特率發(fā)生器模式定時(shí)器可配置成“定時(shí)”或“計(jì)數(shù)”方式，在許多應(yīng)用上，定時(shí)器被設(shè)置為“定時(shí)”方式（C/=0）。當(dāng)定時(shí)器2作為定時(shí)器時(shí)，它的操作不同于波特率發(fā)生器。通常定時(shí)器2作為定時(shí)器，它會(huì)在每個(gè)機(jī)器周期遞增（1/6或1/12振蕩頻率）。當(dāng)定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器時(shí)，它在6時(shí)鐘模式下，以振蕩器頻率遞增（12時(shí)鐘模式時(shí)為1/12振蕩頻率）。這時(shí)的波特率公式如下：式中：n=16（6時(shí)鐘模式）或32（12時(shí)鐘模式）；是

33、的內(nèi)容，為16位勿符號(hào)整數(shù)。如圖1.3（上面）所示，定時(shí)器2是作為波特率發(fā)生器，僅當(dāng)寄存器T2CON中的RCLK和（或）TCLK=1時(shí)，定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器才有效。注意：TH2溢出并不置位TF2，也不產(chǎn)生中斷。這樣當(dāng)定時(shí)器作為波特率發(fā)生器時(shí)，定時(shí)器2中斷不必禁止。如果EXEN2（T2外部使能標(biāo)志）被置位，在T2EX中由1到0的轉(zhuǎn)換會(huì)置位EXF2（T2外部標(biāo)志位），但并不導(dǎo)致（TH2,TL2）重新裝載（）。當(dāng)定時(shí)器2用作波特率發(fā)生器時(shí)，如果需要，T2EX可用作附加的外部中斷。當(dāng)計(jì)時(shí)器工作在波特率發(fā)生器模式下，則不要對(duì)TH2和TL2進(jìn)行讀/寫，每隔一個(gè)狀態(tài)時(shí)間（）或由T2進(jìn)入的異步信號(hào)，定時(shí)器

34、2將加1.在此情況下對(duì)TH2和TL2進(jìn)行讀/寫是不準(zhǔn)確的；可對(duì)RCAP2寄存器進(jìn)行讀，但不要進(jìn)行寫，否則將導(dǎo)致自動(dòng)重裝錯(cuò)誤。當(dāng)對(duì)定時(shí)器2或寄存器RCAP進(jìn)行訪問時(shí)。應(yīng)關(guān)閉定時(shí)器（清零TR2）?？撮T狗溢出時(shí)間與預(yù)分頻值有直接的關(guān)系STC單片機(jī)的時(shí)鐘模式。STC單片機(jī)有兩種時(shí)鐘模式，一種是單倍速，也就是12時(shí)鐘模式，在該模式下，STC單片機(jī)與其他公司51系列單片機(jī)具有相同的機(jī)器周期，即12個(gè)振蕩周期為一個(gè)機(jī)器周期；另一種是雙倍速，又稱6時(shí)鐘模式，在該模式下，STC單片機(jī)比其他公司的51單片機(jī)運(yùn)行速度快一倍。2.4 ULN2003概述功率電子電路大多要求具有大電流輸出能力,以便于驅(qū)動(dòng)各種類型的負(fù)載。

35、功率驅(qū)動(dòng)電路是功率電子設(shè)備輸出電路的一個(gè)重要組成部分。  輸入回路的電阻有差別,ULN2003是2.7k，ULN2004是10.5k。靈敏度也有差別,簡單講2003適于5v的TTL,2004適宜6-15v的CMOS。驅(qū)動(dòng)灌入電流：500mA在大型儀器儀表系統(tǒng)中,經(jīng)常要用到伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、各種電磁閥、泵等驅(qū)動(dòng)電壓高且功率較大的器件。ULN2000、ULN2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬于這類可控大功率器件,由于這類器件功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍語廣。因此,許多公司都生產(chǎn)高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品,從而形成了各種系列產(chǎn)品,ULN2000、ULN2800系列就是美國T

36、exas Instruments公司、美國Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品。它們的系列型號(hào)分類如表1所列,生產(chǎn)2000、2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品的公司與型號(hào)對(duì)照表如表2所列。在上述系列產(chǎn)品中,ULN2000系列能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組高壓大電流負(fù)載,ULN2800系列則能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)8組高壓大電流負(fù)載。美國Texas Instruments公司、美國Sprague公司生產(chǎn)的ULN2003A由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力,為單片雙極型大功率高速集成電路。以下介紹該電路的構(gòu)成、性能特征、電參數(shù)以及典型應(yīng)用。20

37、00、2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列中的其它產(chǎn)品的性能特性與應(yīng)用可參考ULN2003A。表1 ULN2000、ULN2800系列型號(hào)分類表ULN200A電路具有以下特點(diǎn)：電流增益高(大于1000);帶負(fù)載能力強(qiáng)(輸出電流大于500mA);溫度范圍寬(-4085);工作電壓高(大于50V)。ULN2003電路主要用于如下領(lǐng)域：伺服電機(jī);步進(jìn)電機(jī);電磁閥;可控照明燈。2 管腳排列ULN2003A電路的管腳排列如圖1所示,圖2為其原理和引腳功能圖,各引出端的功能符號(hào)及說明如表3所列。表2 生產(chǎn)2000、2800系列產(chǎn)品的公司與型號(hào)對(duì)照表表3 引出端功能符號(hào)3 電參數(shù)表4所列為ULN2003A

38、電路的極限參數(shù)。表4 ULN2003A的極限參數(shù)表5 ULN2003A的極限參數(shù)表6 ULN2003A主要電特性ULN2003A電路的推薦工作條件如表5所列,表6所列為ULN2003A的主要電特性參數(shù)4 特征曲線ULN2003A型高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路的輸入脈沖占空比、輸出的路數(shù)與輸出電流的關(guān)系曲線如圖3所示,從圖3可以看出,隨著輸入脈沖的占空比以及輸出路數(shù)的增加,允許的輸出電流隨之降低,也就是說：電路的輸出路數(shù)的增加將導(dǎo)致電路的驅(qū)動(dòng)能力下降。圖4所示為ULN2003A電路輸出電流Ic、輸出電壓VCE和輸入電流II三者之間的關(guān)系曲線,從圖4可以看出,隨著輸入電流的增加,輸出電壓隨之降低

39、,而隨著輸出電流的增加,輸出電壓也隨之增加。2.5 電路圖3. 軟件設(shè)計(jì)3.1程序#include <reg52.h>#define LCD1602_DB P0sbit LCD1602_RS = P10;sbit LCD1602_RW = P11;sbit LCD1602_E = P12;/* 等待液晶準(zhǔn)備好 */void LcdWaitReady() unsigned char sta; LCD1602_DB = 0xFF; LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 1; do LCD1602_E = 1; sta = LCD1602_DB; /讀取狀態(tài)字 LCD

40、1602_E = 0; while (sta & 0x80); /bit7等于1表示液晶正忙，重復(fù)檢測(cè)直到其等于0為止/* 向LCD1602液晶寫入一字節(jié)命令，cmd-待寫入命令值 */void LcdWriteCmd(unsigned char cmd) LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = cmd; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;/* 向LCD1602液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，dat-待寫入數(shù)據(jù)值 */void LcdWriteDat(unsigned char dat) Lc

41、dWaitReady(); LCD1602_RS = 1; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = dat; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;/* 設(shè)置顯示RAM起始地址，亦即光標(biāo)位置，(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo) */void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y) unsigned char addr; if (y = 0) /由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示RAM的地址 addr = 0x00 + x; /第一行字符地址從0x00起始 else addr = 0x40 + x; /第二行字符地址

42、從0x40起始 LcdWriteCmd(addr | 0x80); /設(shè)置RAM地址/* 在液晶上顯示字符串，(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)，str-字符串指針 */void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) LcdSetCursor(x, y); /設(shè)置起始地址 while (*str != '0') /連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)，直到檢測(cè)到結(jié)束符 LcdWriteDat(*str+); /* 初始化1602液晶 */void InitLcd1602() LcdWriteCmd(0x38

43、); /16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口 LcdWriteCmd(0x0C); /顯示器開，光標(biāo)關(guān)閉 LcdWriteCmd(0x06); /文字不動(dòng)，地址自動(dòng)+1 LcdWriteCmd(0x01); /清屏#include<reg52.h>#define uchar unsigned char /宏定義"uchar"代替"unsigned char"。#define uint unsigned int /宏定義"uint"用來定義無符號(hào)整型數(shù)。extern void InitLcd1602();extern vo

44、id LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);sbit A1=P27; /定義步進(jìn)電機(jī)連接端口sbit B1=P26;sbit C1=P25;sbit D1=P24;sbit LED_Z = P20; /正轉(zhuǎn)指示燈sbit LED_F = P21;/反轉(zhuǎn)指示燈sbit key1 = P34; /啟動(dòng)sbit key2 = P33; /暫停sbit key3 = P32; /正轉(zhuǎn)sbit key4 = P31; /反轉(zhuǎn)sbit key5 = P30; /速度加sbit key6 = P35; /速度減#de

45、fine Coil_AB1 A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;/AB相通電，其他相斷電#define Coil_BC1 A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;/BC相通電，其他相斷電#define Coil_CD1 A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;/CD相通電，其他相斷電#define Coil_DA1 A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;/D相通電，其他相斷電#define Coil_A1 A1=1;B1=0;C1=0;D1=0;/A相通電，其他相斷電#define Coil_B1 A1=0;B1=1;C1=0;D1=0;/B相通電，其他相斷電#define Coil_C

46、1 A1=0;B1=0;C1=1;D1=0;/C相通電，其他相斷電#define Coil_D1 A1=0;B1=0;C1=0;D1=1;/D相通電，其他相斷電#define Coil_OFF A1=0;B1=0;C1=0;D1=0;/全部斷電unsigned char StopFlag = 1;/啟動(dòng)/停止標(biāo)志bit ZXflag = 0 ; /轉(zhuǎn)向標(biāo)志unsigned char dis_smg3;/signed char dx_s;unsigned char moshi=0;unsigned char sudu = 1; /速度變量unsigned char dengji = 1; /等級(jí)

47、/* 名稱 : delay_1ms()* 功能 : 延時(shí)1ms函數(shù)* 輸入 : q* 輸出 : 無*/void delay_1ms(uchar q)uint i,j;for(i=0;i<q;i+)for(j=0;j<110;j+);/*- 定時(shí)器初始化子程序-*/void Init_Timer0(void) TMOD |= 0x01; /使用模式1，16位定時(shí)器，使用"|"符號(hào)可以在使用多個(gè)定時(shí)器時(shí)不受影響 /TH0=0x00; /給定初值 /TL0=0x00; TH0=(65536-1000)/256; /重新賦值 1ms TL0=(65536-1000)%2

48、56; EA=1; /總中斷打開 ET0=1; /定時(shí)器中斷打開 TR0=1; /定時(shí)器開關(guān)打開 PT0=1; /優(yōu)先級(jí)打開void key() /獨(dú)立按鍵程序 if(key1 = 0) /啟動(dòng)按鍵 delay_1ms(10); /按鍵消抖動(dòng) if (key1 = 0) while(!key1); StopFlag = 0 ; LcdShowStr(2, 1, "ON "); if(key2 = 0)/暫停按鍵 delay_1ms(10); /按鍵消抖動(dòng) if (key2 = 0) while(!key2); StopFlag = 1; LcdShowStr(2, 1, &

49、quot;OFF"); if(key3 = 0) /正轉(zhuǎn) delay_1ms(10); /按鍵消抖動(dòng) if (key3 = 0) while(!key3); ZXflag = 0; LcdShowStr(8, 1, "Z"); LED_Z = 0; /正轉(zhuǎn)指示燈 LED_F = 1; /反轉(zhuǎn)指示燈 if(key4 = 0) /反轉(zhuǎn) delay_1ms(10); /按鍵消抖動(dòng) if (key4 = 0) while(!key4); ZXflag = 1; LcdShowStr(8, 1, "F"); LED_Z = 1; /正轉(zhuǎn)指示燈 LED_F

50、 = 0; /反轉(zhuǎn)指示燈 if(key5 = 0) /速度加 delay_1ms(30); /按鍵消抖動(dòng) if(key5 = 0) dengji +; if(dengji>=3) dengji = 3; switch(dengji) case 1: sudu = 1; break;case 2: sudu = 5; break;case 3: sudu = 10; break; default:break; dis_smg0 = dengji+0x30 ; LcdShowStr(12, 1, dis_smg); while(!key5); if(key6 = 0) /速度減 delay_1ms(30); /按鍵消抖動(dòng) if (key6 = 0) den