基于單片機(jī)的作息時(shí)間控制系統(tǒng)優(yōu)選

1、word.目錄一、引言31.1 單片機(jī)的作息時(shí)間控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義1.2 方案比較3二、整體設(shè)計(jì)方框圖4三、模塊電路設(shè)計(jì)53.1 .單片機(jī)核心控制模塊53.2 2鍵盤模塊-73.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊123.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊143.5 溫度傳感器模塊3.6 紅外模塊3.7 電機(jī)模塊3.8 顯小模塊3.9 外圍驅(qū)動(dòng)模塊四、單片機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)154.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作流程4.2 系統(tǒng)流程圖4.3 系統(tǒng)源程序五、元件明細(xì)表16六、整機(jī)電路圖196.1 整體原理圖196.2 整體PCB圖206.3 整體PCB3D圖word.word.七、總結(jié)與致謝24八、參考文獻(xiàn)24word.word.一、引言1.1

2、單片機(jī)作息時(shí)間控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用靈活等優(yōu)勢(shì)，顯示出了很強(qiáng)的生命力。進(jìn)入21世紀(jì)以來，開發(fā)推出單片機(jī)的公司很多，各種高性能單片機(jī)芯片市場(chǎng)也異?；钴S，新技術(shù)的不斷采用，更加使單片機(jī)的種類、性能以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和提高。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在國(guó)內(nèi)越來越受到用戶的重視和廣泛使用。本設(shè)計(jì)是一個(gè)具有打鈴、當(dāng)前環(huán)境溫度顯示、教室燈光、廣播、校門開關(guān)的自動(dòng)控制等功能的作息時(shí)間控制系統(tǒng)。同時(shí)該系統(tǒng)也是一可調(diào)式萬年歷，采用SG12864液晶具有良好的菜單式

3、人機(jī)界面更使本系統(tǒng)增色不少。它利用PCF856戰(zhàn)時(shí)時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)，進(jìn)行年歷計(jì)算，并用SG12864等當(dāng)前日期、星期、時(shí)間出來；在進(jìn)行時(shí)間計(jì)算，分每加一時(shí)，都與規(guī)定的作息時(shí)間比較，如果相等則進(jìn)行相應(yīng)的控制或動(dòng)作。由單片機(jī)核心控制模塊、鍵盤模塊、電機(jī)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、紅外模塊、液晶顯示模塊、溫度傳感器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、外圍驅(qū)動(dòng)模塊九部分組成，系統(tǒng)擴(kuò)展16個(gè)矩陣按鍵用于打鈴時(shí)間調(diào)整及時(shí)間校正?，F(xiàn)代機(jī)關(guān)企業(yè)，特別是學(xué)校要求對(duì)時(shí)間加以控制，要按時(shí)打鈴及播放廣播，以保證學(xué)習(xí)與工作的正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了這些功能，給學(xué)校及其他機(jī)關(guān)企業(yè)帶來方便，整體性好，人性化強(qiáng)、可靠性高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間控制的智能化。1.2

4、 方案比較作息時(shí)間控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很多方案可以實(shí)現(xiàn)，其主流技術(shù)主要有以下幾種：(1)用可編程邏輯器件(如CPLDFPGA來實(shí)現(xiàn)，而在本設(shè)計(jì)中如要實(shí)現(xiàn)功能相對(duì)來說比較復(fù)雜，必須得用到FPGAB實(shí)現(xiàn)，而FPGA勺價(jià)格相對(duì)較貴，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較困難。(2)用PLC來實(shí)現(xiàn)，PLC其實(shí)就是一被封裝起來的單片機(jī)，里面設(shè)有監(jiān)控程序，并對(duì)I/O端口進(jìn)行了光電隔離。這樣一來使得PLC性能穩(wěn)定且容易使用，且只需簡(jiǎn)單外圍電路就可以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)功能，但PLC比較昂貴，這樣會(huì)使成本增高而失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。word.word.(3)就是用555定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖和數(shù)字芯片(如74LS14)來實(shí)現(xiàn)，但要來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)需要大量的數(shù)字芯

5、片，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，生產(chǎn)難度加大，而且成本會(huì)增加。(4)就是應(yīng)用單片充當(dāng)主控器來再加上適量的外圍實(shí)現(xiàn)此功能，且單片機(jī)價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定。應(yīng)用的外圍器件相對(duì)較少，這就提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且單片機(jī)控制簡(jiǎn)易，開發(fā)工具簡(jiǎn)單，很容易大批量生產(chǎn)。經(jīng)過以上比較，最終我們選擇第(4)種方案來實(shí)施。二.整體設(shè)計(jì)方框圖三.模塊電路設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)核心控制模塊A.核心器件的選擇單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心器件，因此單片機(jī)的選擇決定了該設(shè)計(jì)的穩(wěn)定和性能，目前單片機(jī)市場(chǎng)種類繁多，有幾千種不同型號(hào)，單片機(jī)的選擇應(yīng)遵循在能滿足性能條件下盡可能的選擇功耗小資源少價(jià)格低，而且貨源充足的?，F(xiàn)在主流單片機(jī)種類有以下幾類：word.wo

6、rd.PIC單片機(jī)：是MICROCHI蟲司的產(chǎn)品,其突出的特點(diǎn)是體積小,功耗低,精簡(jiǎn)指令集，抗干擾性好，可靠性高，有較強(qiáng)的模擬接口，代碼保密性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲(chǔ)器的芯片。EMCI片機(jī)：是臺(tái)灣義隆公司的產(chǎn)品，有很大一部分與PIC8位單片機(jī)兼容，且相兼容產(chǎn)品的資源相對(duì)比PIC的多，價(jià)格便宜，有很多系列可選，但抗干擾較差。ATMEL片機(jī)（51單片機(jī)）：ATME心司的8位單片機(jī)有AT89、AT90兩個(gè)系列，AT89系列是8位Flash單片機(jī)，與8051系列單片機(jī)相兼容，靜態(tài)時(shí)鐘模式；AT90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機(jī)，也叫AV

7、R單片機(jī)。PHLIPIS51PLC系列單片機(jī)（51單片機(jī)）：PHILIPS公司的單片機(jī)是基于80C51內(nèi)核的單片機(jī)，嵌入了掉電檢測(cè)、模擬以及片內(nèi)RC振蕩器等功能，這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應(yīng)用設(shè)計(jì)中可以滿足多方面的性能要求。HOLTEK片機(jī)：臺(tái)灣盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī)，價(jià)格便宜，種類較多，但抗干擾較差，適用于消費(fèi)類產(chǎn)品。TI公司單片機(jī)（51單片機(jī)）：德州儀器提供了TMS37而MSP43CW大系列通用單片機(jī).TMS370系列單片機(jī)是8位CMO卸片機(jī)，具有多種存儲(chǔ)模式、多種外圍接口模式，適用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合；MSP430系列單片機(jī)是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機(jī)，

8、特別適用于要求功耗低的場(chǎng)合。最后我們決定選用ATME心司的AT89S51單片機(jī)，AT89S51是ATME公司生產(chǎn)的低功耗，高性能、高性價(jià)比的CMOS位單片機(jī)，片內(nèi)含4Kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，AT89S51含有128X8字節(jié)內(nèi)word.word.部RAM32個(gè)可編程I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6個(gè)中斷源和全雙工串行UART通道，已能滿足系統(tǒng)控制需求。B.模塊電路設(shè)計(jì)單片機(jī)運(yùn)行需要

9、滿足幾個(gè)條件，首先必需提供電源，還時(shí)鐘振蕩源，還有復(fù)位。由于十二個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成一個(gè)機(jī)器周期，在這里為方便計(jì)算我們選取晶振頻率為12MHZ的晶振，因?yàn)榫д癞a(chǎn)生的信號(hào)比較弱，電容選取范圍只能是小于30PF,在這里我們選取C1、C2為22PF。當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位端持續(xù)為兩個(gè)機(jī)器周期高電平時(shí)產(chǎn)生復(fù)位，因此復(fù)位電路的參數(shù)需要根據(jù)晶振來決定，單片機(jī)控制系統(tǒng)一般都要求達(dá)到上電復(fù)位，因此這就對(duì)電容和電阻的選擇有一定的要求，這可以通過計(jì)算來得出元件參數(shù)，但單片機(jī)最小系統(tǒng)的參數(shù)有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，在這里我們選用取R2100Q、R110K,C3取10UE由于單片機(jī)的P0結(jié)構(gòu)的特殊性，需加上拉電阻，這里我們選取阻值為10K的電

10、阻，而耐壓值的選擇我們則只須選擇大于7.5V就行了。C.模塊電路圖S0VCC6-5"-3-2上0QSW-PBiHC122pC222pIY1R2100R110KC310u|VCXTAL1VCC91939DB038DB1DB2T<36DB3，v、<-35XTAL1><DB4、¥>/34<DB5-12.000MHZDB633DB7-2P10<XTAL2<P11P12P13P14<P15P16P1712345678RSTXTAL2XXTAL1ALEEAPSENP0.0(AD0)RD/P3.7P0.1(AD1)TIMER1/P3.

11、5P0.2(AD2)WR/P3.6P0.3(AD3)TIMER0/P3.4P04(AD4)INTR1/P33P0.5(AD5)INTR0/P3.2P0.6(AD6)TXD/P3.1P0.7(AD7)RXD/P3.0P1.0P2.7(A15)P1.1P2.6(A14)P1.2P2.5(A13)P1.3P2.4(A12)P1.4P2.3(A11)P1.5P2.2(A10)P1.6P2.1(A9)P1.7P2.0(A8)U1AT89S51word.RP110K1830三15口14口口/111028272625.M45csi2rpS222>-Eirp/WD/I-XTAL2<AT24_SDA

12、：AT24_SCL-PCF_SCLPCF_SDA，INT1(INT0word.3.2鍵盤模塊A.鍵盤電路選擇鍵盤可以有幾種選擇：一種是利用鍵盤LED芯片（如HD7279HD8279MAX721第），一種則是直接利用單片機(jī)I/O搭建鍵盤電路。采用鍵盤LED芯片，具有編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，但其成本比較高，而且占用額外的功耗和空間，通常用在對(duì)鍵盤讀取要求較高的場(chǎng)合。而普通的鍵盤電路，則有電路簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，但其抗干擾能力較前者弱。而鍵盤電路結(jié)構(gòu)又分為直接型和矩陣型，直接型具有編程、電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但占用的I/O比較多，適用于只需少量鍵盤的場(chǎng)合。矩陣型具有電路、編程復(fù)雜

13、等特點(diǎn)，但占用I/O口少，比較適應(yīng)于要求鍵盤比較多的場(chǎng)合。而本設(shè)計(jì)的顯示電路是采用的LCD顯示，且對(duì)鍵盤讀取要求也不是太高，采取鍵盤芯片不能充分利用其功能，有點(diǎn)浪費(fèi)。且單片機(jī)I/O口比較緊張，所以決定采用普通矩陣鍵盤。B.模塊電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中有用到數(shù)字鍵0-9,且還有上、下、左、右、確定、取消鍵。一共十六個(gè)鍵，剛好可用8個(gè)I/O口組成4*4矩陣鍵盤。而矩陣鍵盤的搭建比較簡(jiǎn)單，只需遵循行列相交搭建就行，而必需在行或列添加上拉電阻，而上拉電阻的選取就只需遵循上拉電流小于單片機(jī)最大灌電流就行，在這里我們選取10K的電阻來充當(dāng)上拉電阻。C.模塊電路圖word.word.3.3實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊A.核心器件

14、選擇在單片機(jī)內(nèi)部，可以利用定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)功能，但利用內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生計(jì)時(shí)不精確，且增加了CPU勺負(fù)擔(dān)和編程的難度，再就是掉電重啟后時(shí)間會(huì)全部被初始化。因此我們采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的種類繁多。在這里我們選用PCF856盼時(shí)時(shí)鐘芯片。PCF8563是低功耗的CMO故時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞。最大總線速度為400Kb依/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量，可編程時(shí)鐘輸出剛好可以為紅外發(fā)射管提供載波信號(hào)。特性* 低工作電流：典型值為0.25aA（VDD=3.0VTam

15、b=252時(shí)）。* 世紀(jì)標(biāo)志* 大工作電壓范圍：1.05.5* 低休眠電流；典型值為0.25仙A（VDD=3.0V,Tamb=25）* 400KHz的I2C總線接口（VDD=1.A5.5V時(shí)）。* 可編程時(shí)鐘輸出頻率為：32.768KHz,1024Hz,32Hz,1Hz。* 報(bào)警和定時(shí)器。* 掉電檢測(cè)器。* 內(nèi)部集成的振蕩器電容。* 片內(nèi)電源復(fù)位功能。*I2C總線從地址：讀，0A3H寫,0A2H*開漏中斷引腳。PCF8563有16個(gè)8位寄存器：一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置32.768KHz的振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容），一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC提供源時(shí)鐘），一個(gè)可編程時(shí)鐘輸

16、出，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)報(bào)警器，一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè)400KHzI2C總線接口。所有16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩word.word.個(gè)寄存器（內(nèi)存地址00H,01H）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址02H08H用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（秒年計(jì)數(shù)器），地址09H0CH用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件），地址0DH控制CLKOUTt腳的輸出頻率，地址0EH和0FH分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器,編碼格式為BCD星期和星期報(bào)警寄存器不以BCD格式編碼。當(dāng)一個(gè)RTC寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容被鎖存，因此，

17、在傳送條件下，可以禁止對(duì)時(shí)鐘/日歷芯片的錯(cuò)讀。一個(gè)或多個(gè)報(bào)警寄存器MSB（AE=AlarmEnable報(bào)警使能位）滿0時(shí)，相應(yīng)的報(bào)警條件有效，這樣，一個(gè)報(bào)警將在每分鐘至每星期范圍內(nèi)產(chǎn)生一次。設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位AF（控制/狀態(tài)寄存器2的位3）用于產(chǎn)生中斷，AF只可以用軟件清除。8位的倒計(jì)數(shù)器（地址0FH）由定時(shí)器控制寄存器（地址0EH控制，定時(shí)器控制寄存器用于設(shè)定定時(shí)器的頻率（4096,64,1,或1/60Hz）,以及設(shè)定定時(shí)器有效或無效。定時(shí)器從軟件設(shè)置的8位二進(jìn)制數(shù)倒計(jì)數(shù)，每次倒計(jì)數(shù)結(jié)束，定時(shí)器設(shè)置標(biāo)志位TF,定時(shí)器標(biāo)志位TF只可以用軟件清除，TF用于產(chǎn)生一個(gè)中斷（/INT）,每個(gè)倒計(jì)數(shù)周期產(chǎn)生

18、一個(gè)脈沖作為中斷信號(hào)。TI/TP控制中斷產(chǎn)生的條件。當(dāng)讀定時(shí)器時(shí)，返回當(dāng)前倒計(jì)數(shù)的數(shù)值。管腳CLKOUN以輸出可編程的方波。CLKOUT®率寄存器（地址0DH參見表23）決定方波的頻率，CLKOUTT以/U出32.768KHz（缺省值），1024,32,1Hz的方波。CLKOUT開漏輸出管腳，通電時(shí)有效，無效時(shí)為高阻抗。表1PCF856箭存器結(jié)構(gòu)地址寄存器名稱D7D6D5D4D3D2D1D000H控制/狀態(tài)寄存器1TEST0STOP0TTESTC00001H控制/狀態(tài)寄存器2000TI/TPAFTFAIETIE02H秒寄存器VL0059BC則格03H分寄存器0059BC則格04H時(shí)寄

19、存器0023BC則格05H日寄存器一0031BC則格06H星期寄存器0006BC則格word.word.07H月/世紀(jì)寄存器C0012BCDWO08H年寄存器0099BCDWO09H分鐘報(bào)警寄存器AE0059BC則格式數(shù)0AH時(shí)鐘報(bào)警寄存器AE0023BCDWO0BH日?qǐng)?bào)警寄存器AE0031BC則格式數(shù)0CH星期報(bào)警寄存器AE0006BC則格式數(shù)0DHCLKOUT率寄存器FE一一一一一FD1FD00EH定時(shí)控制寄存器TE-TD1TD00FH定時(shí)器倒計(jì)時(shí)數(shù)值寄存器定時(shí)器倒數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)值B.模塊電路設(shè)計(jì)本模塊電路比較簡(jiǎn)單，只需注意一個(gè)地方，那就是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片一般裝有后備電池，以保證當(dāng)斷電時(shí)仍繼續(xù)計(jì)時(shí)，

20、這就需要考慮一個(gè)當(dāng)斷電時(shí)電流反灌而損壞電源的問題，還有就是當(dāng)從斷電狀態(tài)進(jìn)入上電電壓的瞬時(shí)上升會(huì)造成電池壽命的縮短，因此我們?cè)陔娫春偷刂g需加一二極管和緩沖電容，二極管的選取只須考慮最大正向整流電流和最大反向電壓，在這里們選取4148,而緩沖電容則選取0.047F。而晶振必須選取32.768KHZ,在晶振和地之間須串聯(lián)一耦合電容，耦合電容只須小于35PM可以了，在這里我們先取18P。C.模塊電路圖U4牛CY2畫I32.768KOSCIVDDOSCOINTVSSCLKOUTSCLSDA-D22K-|vcc41488j|C4l|.0.047F7CLKOUT5-PCFSCLPCFSDA三PCF8563

21、2.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊A.核心器件選擇word.word.本模塊的設(shè)計(jì)是為了增加在線調(diào)整作息時(shí)間，以更適應(yīng)現(xiàn)實(shí)生活中的需要。而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，我們采用非掉電易失的串行EEPROM片進(jìn)行存儲(chǔ)。串行EEPROW,較為典型的有ATME公司的AT24CXXS列以及該公司生產(chǎn)的AT93CX原歹1，較為著名的半導(dǎo)體廠家，包括Microchip,國(guó)家半導(dǎo)體廠家等，都有AT93CX琉歹UEEPROM品。AT24CX添列的用行電可改寫及可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM10種型號(hào)，其中典型的型號(hào)有AT24C01A/02/04/08/16等5種，它們的存儲(chǔ)容量分別是1024/2048/4096/8192/16384位，也就是

22、128/256/512/1024/2048字節(jié)。這個(gè)系列一般用于低電壓，低功耗的工業(yè)和商業(yè)用途，并且可以組成優(yōu)化的系統(tǒng)。信息存取采用2線串行接口。這里我們就24C02的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其它系列比較類似。AT24C02有地址線A0A2,串行時(shí)鐘引腳SDA串行時(shí)鐘輸入引腳SCL寫保護(hù)引腳W對(duì)引腳。很明顯，其引腳較少，對(duì)組成的應(yīng)用系統(tǒng)可以減少布線，提高可靠性。1A0VCCA1A2WPSDAGNDSCL8253746升各引腳的功能和意義如下：VCC引腳，電源+5V。GND引腳，地線。SCL弓I腳，串行時(shí)鐘輸入端。在時(shí)鐘的正跳沿即上沿時(shí)把時(shí)鐘寫入EEPRQMft時(shí)鐘的負(fù)跳沿即下降沿時(shí)把數(shù)據(jù)從EEPROM讀出來

23、。SDA引腳，串行數(shù)據(jù)I/O端，用于輸入和輸出串行數(shù)據(jù)。這個(gè)引腳是漏極開路的埠，故可以組成“線或”結(jié)構(gòu)。A0,A1,A2弓|腳，是芯片地址引腳。在型號(hào)不同時(shí)意義有些不同，但都要接周定電平。WP弓I腳，寫保護(hù)端。這個(gè)端提供了硬件數(shù)據(jù)保護(hù)。當(dāng)把WP接地時(shí)，允許芯片執(zhí)行一般讀寫操作；當(dāng)把WPSVCCM,則對(duì)芯片實(shí)施寫保護(hù)。內(nèi)存的組織：對(duì)于不同的型號(hào)，內(nèi)存的組織不一樣，其關(guān)鍵原因在于內(nèi)存容量存在差異。對(duì)于AT24CX原歹1的EEPROMM典型型號(hào)的內(nèi)存組織如下。AT24C01A內(nèi)部含有128個(gè)字節(jié)，故需要7位地址對(duì)其內(nèi)部字節(jié)進(jìn)行尋址AT24C02內(nèi)部含有256個(gè)字節(jié)，故需要8位地址對(duì)其內(nèi)部字節(jié)進(jìn)行讀寫

24、。word.word.起始狀態(tài)：當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平變到低電平則處于起始狀態(tài)。起始狀態(tài)應(yīng)處于任何其它命令之前。停止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)SCL處于高電平時(shí)，SDA從低電平變到高電平則處于停止?fàn)顟B(tài)。在執(zhí)行完讀序列信號(hào)之后，停止命令將把EEPRO附于低功耗的備用方式(StandbyMode).應(yīng)答信號(hào)：應(yīng)答信號(hào)是由接受資料的器件發(fā)出的。當(dāng)EEPROM受完一個(gè)寫入資料之后，會(huì)在SDA±發(fā)一個(gè)"0"應(yīng)答信號(hào)。反之,當(dāng)單片機(jī)接受完來自EEPROM資料后，單片機(jī)也應(yīng)向SDA£ACKB號(hào)。ACK©號(hào)在第9個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)出現(xiàn)。備用方式(StandbyMode):

25、AT24C01A/02/04/08/16都具有備用方式，以保證在沒有讀寫操作時(shí)芯片處于低功耗狀態(tài)。在下面兩種情況中，EEPROMfB會(huì)進(jìn)入備用方式：第一，芯片通電的時(shí)候；第二，在接到停止位和完成了任何內(nèi)部操作之后。AT24C01等5種典型的EEPROM進(jìn)入起始狀態(tài)之后，需要一個(gè)8位的“器件地址字”去啟動(dòng)內(nèi)存進(jìn)行讀或?qū)懖僮?。在寫操作中，它們有“字?jié)寫”，“頁(yè)面寫”兩種不同的寫入方法。在讀操作中，有“現(xiàn)行地址讀”，隨機(jī)讀和“順序讀”種各具特點(diǎn)的讀出方法。下面分別介紹器件尋址，寫操作和讀操作。器件尋址：所謂器彳尋址(DeviceAddressing)就是用一個(gè)8位的器件地址字(DeviceAddre

26、ssWord)去選擇內(nèi)存芯片。在邏輯電路中的AT24CX添歹的5種芯片種，即AT24C01A/02/04/08/16中，如果和器件地址字相比較結(jié)果一致，則讀芯片被選中。下面對(duì)器件尋址的過程和意義加以說明。芯片的操作地址D7D6D5D41010D3D2D1D0A2A1A0R/W用于內(nèi)存EEPROM片尋址的器件地址字如圖所示。它有4種方式，分別對(duì)應(yīng)于1K/2K,4K,8K和16K位的EEPROM片。從圖中看出：器件地址字含有3個(gè)部分。第一部分是高4位，它們稱為EEPROMAT24C01A/02/04/08/16的標(biāo)識(shí)第二部分稱為硬布線地址，它們是標(biāo)識(shí)后的3位。第三部分是最低位，它是讀/寫操作選擇位

27、。第一部分：器件標(biāo)識(shí)，器件地址字的最高4位。這4位的內(nèi)容包為“1010”，用word.word.于標(biāo)識(shí)EEPRO臃件AT24C01A/02/04/08/16。第二部分：硬布線地址，是與器件地址字的最高4位相接的低3位。硬布線地址的3位有2種符號(hào)：Ai(i=02),Pj(j=02)其中Ai表示外部硬布線地址位。對(duì)于AT24C10A/0發(fā)兩種1K/2K位的EEPROM片，硬布線地址為“A2,A1,A0”。在應(yīng)用時(shí)，“A2,A1,A0”的內(nèi)容必須和EEPRO陳片的A2,A1,A0的硬布線情況，即邏輯連接情況相比較，如果一樣，則芯片被選中；否則，不選中。AT24C01/02:真正地址二字地址。第三部分

28、：讀/寫選擇位，器件地址字的最低位，并用R/W表示。當(dāng)R/W=1時(shí)，執(zhí)行讀操作；當(dāng)R/W=0W,執(zhí)行寫操作。當(dāng)EEPROM片被選中時(shí)，則輸出“0"；如果EEPRO跛片沒有被選中，則它回到備用方式。被選中的芯片。其以后的輸入，輸出情況視寫入和讀出的內(nèi)容而定。寫操作：AT24C01A/02/04/08/16這5種EEPROM片的寫操作有2種：一種是字節(jié)寫，另一種是頁(yè)面寫。字節(jié)寫：這種寫方式只執(zhí)行1個(gè)字節(jié)的寫入。字節(jié)寫的過程如圖所示，其寫入過程分外部寫和內(nèi)部寫兩部分，分別說明如下。在起始狀態(tài)中，首先寫入8位的器件地址。則EEPROM片會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK俞出作為應(yīng)答；接著，寫入8位的

29、字地址，在接受了字地址之后，EEPROM片又產(chǎn)生一個(gè)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK隨后，寫入8位資料，在接受了資料之后，芯片又產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK作為應(yīng)答。到此為止，完成了一個(gè)字節(jié)寫過程，故應(yīng)在SD闌產(chǎn)生一個(gè)停止?fàn)顟B(tài)，這是外部寫過程。在這個(gè)過程中，控制EEPROM單片機(jī)應(yīng)在EEPROMSCLSDA®送入恰當(dāng)?shù)男盘?hào)。當(dāng)然在一個(gè)字節(jié)寫過程結(jié)束時(shí)，單片機(jī)應(yīng)以停止?fàn)顟B(tài)結(jié)束寫過程。在這時(shí)，EEPROM進(jìn)入內(nèi)部定時(shí)的寫周期，以便把接受的數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)單元中。在EEPROM內(nèi)部寫周期中，其所有輸入被屏蔽，同時(shí)不響應(yīng)外部信號(hào)直到寫周期完成。這是內(nèi)部寫過程。內(nèi)部寫過程大約需要10ms時(shí)間。內(nèi)部寫過程處于停止

30、狀態(tài)與下一次起始狀態(tài)之間。頁(yè)面寫：這種寫入方式執(zhí)行含若干字節(jié)的1個(gè)頁(yè)面的寫入。對(duì)于AT24C01A/02它彳門的1word.word.個(gè)頁(yè)面含8個(gè)字節(jié)；頁(yè)面寫的開頭部分和字節(jié)寫一樣。在起始狀態(tài)，首先寫入8位器件地址；待EEPROM當(dāng)了“0”信號(hào)ACK后，寫入8位字地址；又待芯片應(yīng)答了“0”信號(hào)ACK1后，寫入8位資料。隨后頁(yè)面寫的過程則和字節(jié)寫有區(qū)別。當(dāng)芯片接受了第一個(gè)8位資料并產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)ACK之后，單片機(jī)可以連續(xù)向EEPROM片發(fā)送共為1頁(yè)面的資料。對(duì)于AT24C01A/02可發(fā)送共1個(gè)頁(yè)面的8個(gè)字節(jié)（連第一個(gè)8位資料在內(nèi)）。對(duì)于AT24C04/08/16,則共可發(fā)送1個(gè)頁(yè)面共16個(gè)字節(jié)（

31、連第一個(gè)8位資料在內(nèi)）。當(dāng)然,每發(fā)一個(gè)字節(jié)都要等待芯片的應(yīng)答信號(hào)ACK之所以可以連續(xù)向芯片發(fā)送1個(gè)頁(yè)面資料，是因?yàn)樽值刂返牡?4位在EEPROM芯片內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)加1,字地址的高位不變，用于保持頁(yè)面的行地址。頁(yè)面寫和字節(jié)寫兩者一樣可，都分為外部寫和內(nèi)部寫過程。應(yīng)答查詢：應(yīng)答查詢是單片機(jī)對(duì)EEPRO怖種狀態(tài)的一種檢測(cè)。單片機(jī)查詢到EEPROM應(yīng)答“0”信號(hào)ACK俞出，則說明其內(nèi)部定時(shí)寫的周期結(jié)束，可以寫入新的內(nèi)容。單片機(jī)是通過發(fā)送起始狀態(tài)及器件地址進(jìn)行應(yīng)答查詢的。由于器件地址可以選擇芯片,則檢測(cè)芯片送出到SDA勺狀態(tài)就可以知道其是否有應(yīng)答了。讀操作：讀操作的啟動(dòng)是和寫操作類同的。它一樣需要圖所示的器

32、件地址字。和寫操縱不同的就是信號(hào)為時(shí)執(zhí)行讀操作。讀操縱有3種方式，即現(xiàn)行地址讀，隨機(jī)讀和順序讀。下面分別說明它們的工作過程?，F(xiàn)行地址讀：在上次讀或?qū)懖倏v完成之后。芯片內(nèi)部字地址計(jì)數(shù)器會(huì)加1,產(chǎn)生現(xiàn)行地址。只要沒有再執(zhí)行讀或?qū)懖僮鳎@個(gè)現(xiàn)行地址就會(huì)在EEPROM片保持接電的期間一直保存。一旦器件地址選中EEPRO總片，并且有R/W=1則在芯片白應(yīng)答信號(hào)ACK后把讀出的現(xiàn)行地址的資料送出?，F(xiàn)行地址的資料輸出時(shí)，就由單片機(jī)一位一位接受，接收后單片機(jī)不用向EEPROM應(yīng)答信號(hào)ACK“0”電平，但應(yīng)保證發(fā)出停止?fàn)顟B(tài)的信號(hào)以結(jié)束現(xiàn)行地址讀操作?，F(xiàn)行地址讀會(huì)產(chǎn)生地址循環(huán)覆蓋現(xiàn)象，但和寫操縱的循環(huán)覆蓋不同。在

33、寫操縱中，地址的循環(huán)覆蓋是現(xiàn)行頁(yè)面的最后一個(gè)字節(jié)寫入之后，再行寫入則覆蓋同一頁(yè)面的第一個(gè)字節(jié)。而在現(xiàn)行地址讀操縱中，地址的循環(huán)覆蓋是在最word.word.后頁(yè)面的最后一個(gè)字節(jié)讀出之后，再行讀出才覆蓋第一個(gè)頁(yè)面的第一個(gè)字節(jié)。隨機(jī)讀：隨機(jī)讀和現(xiàn)行地址讀的最大區(qū)別在于隨機(jī)讀會(huì)執(zhí)行一個(gè)偽寫入過程以把字地址裝入EEPROM片中，然后執(zhí)行讀出，顯然，隨機(jī)讀有2個(gè)步驟。第一，執(zhí)行偽寫入一一把字地址送入EEPROM以選擇需讀的字節(jié)。第二，執(zhí)行讀出一一根據(jù)字地址讀出對(duì)應(yīng)內(nèi)容。當(dāng)EEPROM片接收了器件地址及字地址時(shí)，在芯片產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)ACM后，單片機(jī)必須再產(chǎn)生一個(gè)起始狀態(tài)，執(zhí)行現(xiàn)行地址讀，這時(shí)單片機(jī)再發(fā)出器件

34、地址并且令R/W=1則EEPROM答器件地址并行輸出被讀數(shù)據(jù)。在資料讀出時(shí)由單片機(jī)執(zhí)行一位一位接收，接收完畢后，單片機(jī)不用發(fā)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK但必須產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)以結(jié)束隨機(jī)讀過程。應(yīng)該注意：在隨機(jī)讀的第二個(gè)步驟是執(zhí)行現(xiàn)行地址讀的，由于第一個(gè)步驟時(shí)芯片接收了字地址，故現(xiàn)行地址就是所送入的字地址。順序讀：順序讀可以用現(xiàn)行地址讀或隨機(jī)讀進(jìn)行啟動(dòng)。它和現(xiàn)行地址讀。隨機(jī)讀的最大區(qū)別在于：順序讀在讀出一批資料之后才由單片機(jī)產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)結(jié)束讀操作；而現(xiàn)行地址讀和隨機(jī)讀在讀出一個(gè)資料之后就由單片機(jī)產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)結(jié)束讀操作。執(zhí)行順序讀時(shí)，首先執(zhí)行現(xiàn)行讀或隨機(jī)讀的有關(guān)過程，在讀出第一個(gè)資料之后，單片機(jī)輸出“0”應(yīng)答

35、信號(hào)ACK在芯片接U應(yīng)答信號(hào)ACK后，就會(huì)對(duì)字地址進(jìn)行計(jì)數(shù)加1,隨后用行輸出對(duì)應(yīng)的字節(jié)。當(dāng)字地址計(jì)數(shù)達(dá)到內(nèi)存地址的極限時(shí)，則字地址會(huì)產(chǎn)生覆蓋，順序讀將繼續(xù)進(jìn)行。只有在單片機(jī)不再產(chǎn)生“0”應(yīng)答信號(hào)ACK而在接收資料之后馬上產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)，才會(huì)結(jié)束順序讀操作。B.模塊電路設(shè)計(jì)本模塊電路簡(jiǎn)單，只須將三地址端和寫保護(hù)接地就可以了。C.模塊電路圖word.U2VCC8Tword.<AT24SDA）6AT24SCLAT24C023.5 溫度傳感器模塊A.核心器件選擇Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS182妙世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸

36、，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。DS18B20測(cè)量溫度范圍為-55°C+125°C,在-10+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°CoDS18B20T以程序設(shè)定912位的分辨率，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM,掉電后依然保存。DS18B2(ft部結(jié)構(gòu)DALLAS123Fl：t».*VIh_*'s10-2心閭MDS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM溫度傳

37、感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20勺管腳排列如下：DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GN師電源地；VDM外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。光刻ROM中白64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20勺地址序列碼。64位光刻ROM勺排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20勺目的。DS18B20TB各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)word.word.DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)

38、溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625C/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。LSByte:Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit02322212。2-12-22-32-4MSByte:Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8SSSSS262524這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAMfr,二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位,如果測(cè)得的溫度大于0,這5位為0,只要將測(cè)到的數(shù)值乘以0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0,這5位為1,測(cè)到的數(shù)值需要取反加1冉乘以0.

39、0625即可得到實(shí)際溫度。例如+125C的數(shù)字輸出為07D0H+25.0625C的數(shù)字輸出為0191H-25.0625C的數(shù)字輸出為FF6FH-55C的數(shù)字輸出為FC90Hl溫度數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+125C000001111101000007D0h+85C00000101010100000550h+25.0625C00000001100100010191h+10.125C000000001010001000A2h+0.5C00000000000010000008h0c00000000000000000000h-0.5C1111111111111000FFF8h-10.125

40、C1111111101011110FF5Eh-25.0625C1111111001101111FE6Fh-55C1111110010010000FC90hDS18B20a度傳感器的存儲(chǔ)器word.word.DS18B20S度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAMf口一個(gè)非易失性的可電擦除的E2RAMW者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器THTL和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是THTL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第六、七、八

41、個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。該字節(jié)各位的意義如下：TMR1R011111低五位一直都是1,TM是測(cè)試模式位,用于設(shè)置DS18B20&工作模式還是在測(cè)試模式。在DS18B20B廠時(shí)該位被設(shè)置為0,用戶不要去改動(dòng)。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20B廠時(shí)被設(shè)置為12位）分辨率設(shè)置表:R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms根據(jù)DS18B20勺通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20I成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20!行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM旨令，最

42、后發(fā)送RAM旨令，這1¥才能對(duì)DS18B208行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPK數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20攵到信號(hào)后等待1660微秒左右，后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU攵到此信號(hào)表示復(fù)位成功。B.模塊電路設(shè)計(jì)本模塊接口電路簡(jiǎn)單，在這里不對(duì)電路進(jìn)行講解了。C.模塊電路圖word.word.U8VCCDS18B203.6 紅外模塊A.核心元件選擇紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端采用脈時(shí)調(diào)制（PPM方式，將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信

43、號(hào)，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。紅外發(fā)送器電路包括脈沖振蕩器、驅(qū)動(dòng)管Q1和Q2、紅外發(fā)射管Q3等部分。其中脈沖振蕩器用以產(chǎn)生38kHz的脈沖序列作為載波信號(hào)；紅外發(fā)射管Q3用來向外發(fā)射950nm的紅外光束。紅外發(fā)送器的工作原理為：串行數(shù)據(jù)由單片機(jī)的串行輸出端DATAX出并驅(qū)動(dòng)Q1管，數(shù)位“0”使Q1管導(dǎo)通，通過Q2管調(diào)制成38kHz的載波信號(hào)，并利用紅外發(fā)射管Q3以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“1”使Q1管截止，紅外發(fā)射管Q3不發(fā)射紅外光。若傳送的波特率設(shè)為1200bps,則每個(gè)數(shù)位“0”對(duì)應(yīng)32個(gè)載波脈沖調(diào)制信號(hào)的時(shí)序，如圖1所示。DATA圖1調(diào)制

44、信號(hào)時(shí)序圖word.word.紅外接收電路選用專用紅外接收模塊。該接收模塊是一個(gè)三端元件，使用單電源+5V電源，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高、對(duì)其它波長(zhǎng)（950nm以外）的紅外光不敏感的特點(diǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。*解調(diào)電路Vcc圖2紅外接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖接收模塊的工作原理為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前置放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理。然后，通過帶通濾波器和進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)。最后，由輸出級(jí)電路進(jìn)行反向放大輸出。為保證紅外接收模塊接收的準(zhǔn)確性，要求發(fā)送端載波信號(hào)的頻率應(yīng)盡可能接近38k

45、Hz,因此在設(shè)計(jì)脈沖振蕩器時(shí)，要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再有，發(fā)送的數(shù)位“0”至少要對(duì)應(yīng)14個(gè)載波脈沖，這就要求傳送的波特率不能超過2400bps。B.模塊電路設(shè)計(jì)紅外發(fā)射二極管的額定電流為5-50mA在這里我選取限流電阻R10470Q,而從PCF8563產(chǎn)生的信號(hào)比較微弱，須加上拉電阻，在這里選取R810K的上拉電阻。為減少噪聲影響我們?cè)诨鶚O和載波信號(hào)間加一抗干擾電阻R9,阻值為1K。在接收管處為增加輸出信號(hào)強(qiáng)度和減少噪聲影響，輸出端也加一拉電阻R11,阻值為10K,由于本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)中斷以做出及時(shí)響應(yīng)，在這里輸出需加一反向器然后再送入單片才能達(dá)到控制功能，在這里我采用74LS0

46、4C.模塊電路圖word.word.CCLKOUTR810KR91K8550VCC1070D1INFR3.7 電機(jī)模塊A.核心器件選擇電機(jī)分直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，而步進(jìn)電機(jī)力矩大且便于精準(zhǔn)控制，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來驅(qū)動(dòng)。若每旋轉(zhuǎn)一圈以20個(gè)勵(lì)磁信號(hào)來計(jì)算，則每個(gè)勵(lì)磁信號(hào)前進(jìn)18度，其旋轉(zhuǎn)角度與脈沖數(shù)成正比，正、反轉(zhuǎn)可由脈沖順序來控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式可分為全步勵(lì)磁及半步勵(lì)磁，其中全步勵(lì)磁又有1相勵(lì)磁及2相勵(lì)磁之分，而半步勵(lì)磁又稱1-2相勵(lì)磁。圖為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制等效電路，適應(yīng)控制AB、/A、/B的勵(lì)磁信號(hào)，即可控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。每輸

47、出一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只走一步。因此，依序不斷送出脈沖信號(hào)，即可步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。1相勵(lì)磁法：在每一瞬間只有一個(gè)線圈導(dǎo)通。消耗電力小，精確度良好，但轉(zhuǎn)矩小，振動(dòng)較大，每送一勵(lì)磁信號(hào)可走18度。若欲以1相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。若勵(lì)磁信號(hào)反向傳送，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。勵(lì)磁順序：A-ACHAAword.word.STEPABCD110002010030010400012相勵(lì)磁法：在一瞬間會(huì)有二個(gè)線圈同時(shí)導(dǎo)通。因其轉(zhuǎn)矩大，振動(dòng)小，故為目前使用最多的勵(lì)磁方式，每送一勵(lì)磁信號(hào)可走18度。若以2相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。若勵(lì)磁信號(hào)反向傳送，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)勵(lì)

48、磁順序：AB-BgCADQABSTEPAB1112013004101-2相勵(lì)磁法：為1相與2相輪流交替導(dǎo)通。因分辨率提高，且運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，每送一勵(lì)磁信號(hào)可走9度，故亦廣泛被采用。若以1相勵(lì)磁法控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，其勵(lì)磁順序如圖所示。若勵(lì)磁信號(hào)反向傳送，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。勵(lì)磁順序：A-AAB-BgC-CAADQASTEPABC11002110300140115001600170008100D00000111電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成反比,速度愈快負(fù)載轉(zhuǎn)矩愈小，當(dāng)速度快至其極限時(shí),word.word.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即不再運(yùn)轉(zhuǎn)。所以在每走一步后，程序必須延時(shí)一段時(shí)間。B.模塊電路設(shè)計(jì)剛憑單片機(jī)的I/O口是無法

49、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的，因此需要加驅(qū)動(dòng)芯片，在這里我們選才?ULN2003ULN200犯耐高壓、大電流NPN±林頓管，恰好能滿足驅(qū)動(dòng)需求，在輸出端串聯(lián)一小電阻以減少噪聲干擾，在這里電阻取20QC.模塊電路圖U86-8IN1OUT1IN2OUT2IN3OUT3IN4OUT4IN5OUT5IN6OUT6IN7OUT7GNDVCCULN20033.8顯示模塊A.核心器件選擇顯示可用LED數(shù)碼管或LCD顯示，LCD顯示器具有顯示豐富、功耗低、低閃爍和低幅射等特點(diǎn)。為使人機(jī)界面更加和諧豐富在這里我們采用128*64LCD顯示器。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)置控制器、不帶字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，點(diǎn)陣數(shù)為128X64

50、。它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128X64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示也可以顯示8X4個(gè)（16X16點(diǎn)陣）漢字。主要技術(shù)參數(shù)和性能：1）電源VDD+5V模塊內(nèi)自帶-10V負(fù)壓用于LCD的驅(qū)動(dòng)電壓2）顯示內(nèi)容128（列）64（行）點(diǎn)3）全屏幕點(diǎn)陣4）七種指令5）與CPU接口采用8位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和8條控制線6）占空比1/64word.word.7）工作溫度-10+55存儲(chǔ)溫度-20+60模塊主要硬件構(gòu)成說明（結(jié)構(gòu)框圖）內(nèi)藏負(fù)壓電路IC1、IC2為列驅(qū)動(dòng)器，IC1控制模塊的右半屏，IC2控制模塊的左半屏，IC3為行驅(qū)動(dòng)器。IC1、IC2、IC3含有以下主要功能器件，了解如下器件有利于

51、對(duì)LCD模塊的編程。1）指令寄存器（IR）IR是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，當(dāng)D/I=0時(shí)在E信號(hào)下降沿的作用下指令碼寫入IR2）數(shù)據(jù)寄存器（DR）DR用于寄存數(shù)據(jù)，與指令寄存器寄存指令相對(duì)應(yīng)，當(dāng)D/I=1時(shí)在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入DR或在E信號(hào)高電平作用下，由DR讀至ijDB入DB0數(shù)據(jù)總線，DR和DDRA陀間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動(dòng)執(zhí)行的。3）忙標(biāo)志BFBF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況，BF=1表示模塊在內(nèi)部操作，此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)；BF=0時(shí)模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。禾IJ用STATUREAD指令可以將BF讀到數(shù)據(jù)總線從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。4）顯示

52、控制觸發(fā)器DFF用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制，DFF=1為開顯示，DDRAM勺內(nèi)容就顯示在屏幕上；DFF=0為關(guān)顯示。DDF的狀態(tài)是指令DISPLAYON/OF橋口RST信號(hào)控制的。5） XY地址計(jì)數(shù)器word.word.XY地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)9位計(jì)數(shù)器高，3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器。XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM勺地址指針，X地址計(jì)數(shù)器為DDRAM勺頁(yè)指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM勺Y地址指針。X地址計(jì)數(shù)器沒有記數(shù)功能，只能用指令設(shè)置。Y地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后Y地址自動(dòng)加1,Y地址指針從0到63。6)顯示數(shù)據(jù)RAMDDRAMDDRA隈存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)為1表