基于at89s51控制的電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)說明

1、 . . . 摘 要隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展，微控制器在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，由于數(shù)字系統(tǒng)有著模擬系統(tǒng)所沒有的優(yōu)勢，如抗干擾性強(qiáng)、便于和PC機(jī)相聯(lián)、系統(tǒng)易于升級維護(hù)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要容是根據(jù)倉庫的溫度調(diào)節(jié)排氣扇的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到控制倉庫溫度的作用，同時(shí)本系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)將倉庫的溫度和電機(jī)的轉(zhuǎn)速傳送到控制室的PC機(jī)上，方便工作人員對倉庫的溫度和情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本設(shè)計(jì)利用數(shù)字測溫計(jì)DS18B20測溫、用市場上常見的AT89S52單片機(jī)作為控制器、采用易于和數(shù)字系統(tǒng)連接的PWM波調(diào)速、用MAX232實(shí)現(xiàn)TTL電平和RS232電平之間信號的轉(zhuǎn)換。整個(gè)系統(tǒng)采用的都是數(shù)字芯片，因此系統(tǒng)工作穩(wěn)定，升級維護(hù)

2、方便。關(guān)鍵詞：數(shù)字系統(tǒng)；DS18B20；AT89S52；PWM調(diào)速；AbstractWith the rapid development of digital technology, micro-controller in all areas of society have been widely used.Because digital system has many advantages which analog system does not have,such as strong anti-interference,simple interface with the PC,easy u

3、pgrade and maintenance for system.The main content of graduation project is that the system itself controls the speed of the DC motor according to the temperature of the warehouse.Thus we achieve to control the temperature of the warehouse.At the same time,this design would also like to send the spe

4、ed and temperature to PC in order to achieve Remote Control. Taking into account of the advantages of digital system,this design is almost consist of digital chips,such as digital thermometer chip DS18B20,readily available microcontroller AT89S52,TTL/RS-232 level converter chip MAX232 and digital pw

5、m controller.Therefore the system is stable, easy to upgrade and maintain.Keywords: digital system; DS18B20; AT89S52; PWM;目 錄摘要IAbstractII1 引言11.1 研究背景11.2 課題研究意義22 系統(tǒng)概述42.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖42.2 系統(tǒng)原理簡介52.2.1主控制器工作原理52.2.2 顯示電路原理63 各模塊的分析、計(jì)算與硬件電路設(shè)計(jì)73.1 PWM發(fā)生器模塊73.1.1 AT89S52單片機(jī)介紹73.1.2PWM發(fā)生器原理93.1.3PWM波程序設(shè)計(jì)103.

6、2 串行通信模塊123.2.1 MAX232芯片簡介123.2.2 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)133.2.3 上位機(jī)設(shè)計(jì)143.3 測溫電路153.3.1 DS18B20簡介153.3.2 測溫電路設(shè)計(jì)183.4 電機(jī)模塊設(shè)計(jì)203.4.1 L298芯片驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)203.4.2 測速電路設(shè)計(jì)224 PROTEUS軟件仿真235 總結(jié)與展望27致28參考文獻(xiàn)29附錄程序流程圖30附錄源程序32附錄電路圖4345 / 481 引言1.1 研究背景隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)發(fā)展，企業(yè)工廠的生產(chǎn)能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場的消費(fèi)能力，另外許多商品在生產(chǎn)和消費(fèi)之間都存在著時(shí)間間隔與地域差異，因此為了調(diào)整商品在生產(chǎn)和消費(fèi)之間

7、的時(shí)間、地域錯(cuò)位，幾乎各個(gè)企業(yè)設(shè)置了自己的倉庫將商品儲存于其中，很好的解決了這一問題。倉庫還有一個(gè)重要的作用就是商品在入倉庫這一環(huán)節(jié)，工作人員可以對即將進(jìn)入市場的商品在倉庫進(jìn)行檢驗(yàn)，防止質(zhì)量不合格或質(zhì)量低下的商品進(jìn)入市場，從而可以最大限度的保護(hù)本企業(yè)的名譽(yù)。但設(shè)置倉庫也有其不利的一方面，最明顯的就是增加了商品的成本，最重要的是如果倉庫的管理不善，那么儲存的商品極易變質(zhì)，從而給企業(yè)帶來巨大的損失，由此可以看出倉庫對于一個(gè)現(xiàn)代企業(yè)來說是必不可少的。目前來說對于倉庫管理的研究主要集中在兩個(gè)方向：其一，如何盡最大限度的降低倉庫的運(yùn)行成本從而降低商品的成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力；其二，如何保證倉庫儲存商

8、品處于相對靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)不發(fā)生物理、化學(xué)變化，保證儲存商品的質(zhì)量。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要就是從這兩點(diǎn)展開的。防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問題是加強(qiáng)倉庫溫度的控制工作。對于倉庫溫度的控制可以說有多種方法如通風(fēng)、保溫、制冷等措施，但其中最為普遍、簡單的措施就是通風(fēng)。所謂通風(fēng)就是利用庫外空氣溫度不同而形成的氣壓差或借助于排氣扇，使庫外空氣形成對流，來達(dá)到調(diào)節(jié)庫溫濕度的目的。庫外溫度差距越大或排氣扇轉(zhuǎn)速越大，空氣流動(dòng)就越快；若庫外有風(fēng)，借風(fēng)的壓力更能加速庫外空氣的對流。但風(fēng)力也不能過大（風(fēng)力超

9、過5級，灰塵較多）。正確地進(jìn)行通風(fēng)，不僅可以調(diào)節(jié)與改善庫的溫濕度，還能與時(shí)散發(fā)商品與包裝物的多余水分。正如文中所說的那樣，通風(fēng)一般有兩種措施：其一，利用自然地氣壓差就行通風(fēng)，對于要求不高的倉庫這是可以的，但對于要就稍微高一點(diǎn)的倉庫靠自然通風(fēng)是決對不行的；其二，就是靠排氣扇，即電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)扇就行通風(fēng)。這種方法可以人工控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而控制通風(fēng)的強(qiáng)度，且可以在任何需要通風(fēng)的地方安裝排氣扇，效果明顯、與其它方法相比成本最低，此種方法在各種倉庫中得到廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)在的大部分倉庫的排氣扇控制系統(tǒng)都是開環(huán)的，需要人工進(jìn)行控制，反應(yīng)比較慢。造成了不必要的電能浪費(fèi)。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)此問題對倉庫的排氣扇控制系統(tǒng)

10、進(jìn)行了改進(jìn)，通過測量倉庫的溫度來控制排氣扇的轉(zhuǎn)速，以控制倉庫的通風(fēng)的強(qiáng)度。由于其可以根據(jù)實(shí)際需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此避免了不必要的電能浪費(fèi)，降低了倉庫的成本，具有非常強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性。1.2 課題研究意義隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,科技成果越來越迅速地應(yīng)用于社會(huì)生活中,為人類提供新的認(rèn)識外部世界和自身的途徑,帶來巨大的利益和效益,深刻影響著人類的生存方式。特別是近四十年來電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路到大規(guī)模集成電路這樣四個(gè)階段，尤其是隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的飛躍發(fā)展，七十年代初誕生了新型的電子計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)，使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用日益廣泛，而單片微型計(jì)算機(jī)的問世，則更進(jìn)一步推動(dòng)了這一發(fā)展

11、趨勢，使計(jì)算機(jī)應(yīng)用滲透到各行各業(yè)，達(dá)到了前所未有的普與程度。在國由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性好、價(jià)格低廉等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此，在智能儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)智能終端、家用電器、兒童玩具等許多方面，都已得到了很好的應(yīng)用，因而受到人們高度重視，取得了一系列科研成果，成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有廣闊的發(fā)展前景。本文就是針對目前的倉庫排氣扇控制系統(tǒng)大多數(shù)是模擬系統(tǒng)，雖然其技術(shù)成熟，但其致命的弱點(diǎn)就是不利于和最新的數(shù)字控制器結(jié)合，從而給整個(gè)倉庫管理系統(tǒng)的升級帶來了很大的不便，且其也不便與和PC上位機(jī)進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而減少工作人員的工作量。另外在目前的電

12、機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，盡管交流電機(jī)在調(diào)速控制領(lǐng)域取得了飛速的發(fā)展，在許多領(lǐng)域取代了直流電機(jī)，但直流電機(jī)的控制技術(shù)最為成熟，且和交流電機(jī)相比其調(diào)速系統(tǒng)更為方便，最重要的還是其調(diào)速系統(tǒng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于交流電機(jī)，雖然直流電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列問題，但倉庫排氣扇的轉(zhuǎn)速和高速相比要低的多，故不必考慮這一問題，因此本設(shè)計(jì)中的排氣扇采用的就是直流電機(jī)。傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速方法很多，如調(diào)壓調(diào)速、弱磁調(diào)速等，它們存在著調(diào)速響應(yīng)慢、精度差、調(diào)速裝置復(fù)雜的缺點(diǎn)。目前隨著電力開關(guān)半導(dǎo)體器件的發(fā)展，直流電機(jī)脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù)得到了飛速發(fā)展，它具有的調(diào)速精度高、響應(yīng)速度快、調(diào)速圍寬和耗損低等特點(diǎn)，使它成成為直流電機(jī)應(yīng)

13、用的主要調(diào)速方式。本文所要講的就是基于市場上比較常見且價(jià)格便宜的AT89S52單片機(jī)所設(shè)計(jì)的。利用價(jià)格只有幾塊錢的單片機(jī)來產(chǎn)生PWM波，其整體設(shè)計(jì)是在單片機(jī)里完成的因此系統(tǒng)升級、修改更加方便。2 系統(tǒng)概述2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，整個(gè)系統(tǒng)由五大模塊組成，分別是PWM波模塊、電機(jī)模塊、測溫模塊、顯示模塊、測速模塊。各個(gè)模塊之間的關(guān)系如結(jié)構(gòu)圖2-1所示。單片機(jī)AT89S52（速度的測量計(jì)算異步串行口通信與系統(tǒng)控制）LCD顯示測溫模塊上位機(jī)（即PC機(jī)）按鍵以與工作狀態(tài)指示燈單片機(jī)的T0定時(shí)器和T2定時(shí)器用來產(chǎn)生PWM波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路L298直流電機(jī)速度采集電路 霍爾傳感器圖2-1

14、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)的工作原理是，首先由測溫電路每隔一秒測一次倉庫的實(shí)際溫度，再利用單片機(jī)將此溫度儲存起來：一方面?zhèn)鹘oLCD和上位機(jī)顯示；另一方面要對位讀數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。電機(jī)的調(diào)速方式有三種：按鍵調(diào)速、上位機(jī)調(diào)速和根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)速。現(xiàn)假設(shè)系統(tǒng)工作在方式三，且不妨設(shè)將溫度數(shù)據(jù)儲存在名字為wendu的存中，當(dāng)wendu<0(攝氏度，后面的不作說明默認(rèn)即為此)時(shí)，說明倉庫溫讀較低，不需要降溫，因此關(guān)閉電機(jī)，省電，當(dāng)0<wendu<20時(shí)，電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)即可，當(dāng)20<wendu<50時(shí)，中速運(yùn)行即可，當(dāng)wendu>50時(shí)說明倉庫溫度過高，電機(jī)全速運(yùn)行，最大限度的通風(fēng)。電機(jī)

15、的調(diào)速方式可以通過按鍵調(diào)節(jié)，默認(rèn)的是調(diào)速方式三。另外系統(tǒng)還設(shè)了加速鍵、減速鍵，當(dāng)然其只有系統(tǒng)工作在調(diào)速方式一時(shí)在起作用，系統(tǒng)中還有轉(zhuǎn)向、工作模式調(diào)節(jié)鍵，這寫功能也可以在上位機(jī)上直接實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)中為了使工作人員更好的操作系統(tǒng)，設(shè)置了四個(gè)工作狀態(tài)指示燈，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向以與工作模式指示燈。系統(tǒng)中還把電機(jī)的轉(zhuǎn)速測了出來并且顯示出來，以監(jiān)視電機(jī)是否工作正常。2.2 系統(tǒng)原理簡介2.2.1主控制器工作原理下面將對結(jié)構(gòu)圖中的各個(gè)模塊作一簡單介紹以對本設(shè)計(jì)有一個(gè)大致的了解。如圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中所示本設(shè)計(jì)主要利用了單片機(jī)AT89S52以下三個(gè)資源：其一，利用52單片機(jī)的定時(shí)器T0和T2來產(chǎn)生PWM波，這里沒有

16、采用定時(shí)器T1的原因是定時(shí)器T1要用來作為單片機(jī)異步串行通信口的波特率發(fā)生器，且T2口的16位計(jì)時(shí)器可以利用RCAP2H、RCAP2L實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重裝，一方面是軟件設(shè)計(jì)變得簡單，另一方面使得定時(shí)器的定時(shí)誤差降低。具體怎樣利用T0和T2產(chǎn)生PWM波將會(huì)在后面的章節(jié)中詳細(xì)講解；其二，利用單片機(jī)自身攜帶的異步串行通行口P3.0（TXD）和（P3.1RXD）和上位機(jī)（PC）進(jìn)行通信，在本系統(tǒng)中將串行口設(shè)置為工作方式1，波特率為9600，通過RS-232串口座（9針）與上位機(jī)相連。經(jīng)過實(shí)際硬件檢驗(yàn)，其通信效果非常好；其三，采用單片機(jī)的外部中斷0（P3.2）對霍爾傳感器傳過來的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且通過部的數(shù)據(jù)處

17、理程序來計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送到LCD顯示器和上位機(jī)。當(dāng)然了單片機(jī)在本系統(tǒng)中還起其它著重要作用，如對溫度傳感器的驅(qū)動(dòng)控制、大量的數(shù)據(jù)處理以與做出一些邏輯判斷控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速等功能。由于在后面的章節(jié)中還會(huì)詳細(xì)闡述在這里不再詳述。2.2.2 顯示電路原理設(shè)計(jì)中的顯示部分采用兩種方案：LCD1602和上位機(jī)顯示。LCD1602主要是為了方便工作人員在現(xiàn)場查看以與現(xiàn)場維修調(diào)試系統(tǒng)時(shí)查看系統(tǒng)工作是否正常，這里使用的LCD1602用5V電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行16個(gè)字符，不能顯示漢字，置含128個(gè)字符的ASC字符集字庫，只有并行接口，無串行接口，操作方便、簡捷，在實(shí)際應(yīng)用中其顯示的容清

18、晰、美觀。上位機(jī)顯示主要是為了方便控制室的操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測倉庫的溫度狀況和系統(tǒng)工作情況。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)與PC機(jī)通信采用的是RS-232協(xié)議，這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)的串口為RS-232電平。RS-232協(xié)議用的是負(fù)邏輯電平，其中高電平為-12V，低電平為+12V。而單片機(jī)用的是TTL電平，其高電平時(shí)+5V，低電平為0V。因此二者不能直接通信，本設(shè)計(jì)用的是常用的TTL/COMS和RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，其操作簡單，性能穩(wěn)定，后面的章節(jié)中會(huì)給出其具體的用法，在這里不再詳述。系統(tǒng)中所用到的測溫裝置用的是集成數(shù)字測溫芯片DS18B20該芯片效率高，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和靈活性，且其采用1wire技

19、術(shù)使其和單片機(jī)的接口大大簡化，節(jié)約了單片機(jī)的I/O口。系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊才用L298芯片，其部實(shí)際上集成了兩個(gè)H橋電路，使用方便，性能穩(wěn)定，電機(jī)的測速電路采用的是霍爾傳感器，霍爾傳感器本身已帶有濾波電路，所以外部就不用再加了。系統(tǒng)中還設(shè)置了四個(gè)按鍵四個(gè)工作狀態(tài)指示，按鍵有加速鍵、減速鍵、換向鍵和工作模式轉(zhuǎn)換鍵，工作指示燈由LED發(fā)光二極管組成，分別為正轉(zhuǎn)指示燈、反轉(zhuǎn)指示燈、自動(dòng)調(diào)速指示燈和手動(dòng)調(diào)速指示燈。3 各模塊的分析、計(jì)算與硬件電路設(shè)計(jì)3.1 PWM發(fā)生器模塊脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速是利用數(shù)字輸出對模擬電路進(jìn)行控制的一種有效技術(shù)，目前它在數(shù)字系統(tǒng)中是應(yīng)用最多的調(diào)速方案，這是因?yàn)槌薖WM技

20、術(shù)容易與數(shù)字控制器相聯(lián)接這一優(yōu)點(diǎn)外，它在對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量，PWM 具有很強(qiáng)的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，而模擬控制電路有以下缺陷:模擬電路容易隨時(shí)間漂移，會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以與對噪聲敏感等。而在用了PWM技術(shù)后，避免了以上的缺陷，實(shí)現(xiàn)了用數(shù)字方式來控制模擬信號，可以大幅度降低成本和功耗。目前市場上有很多專用的PWM發(fā)生芯片，雖然其性能穩(wěn)定、操作方便，但是像這種芯片價(jià)格一般都比較貴，所以本設(shè)計(jì)采用價(jià)格便宜的單片機(jī)來作PWM發(fā)生器。用單片機(jī)來做PWM發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)是明顯的：其一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本大大降低；其二，單片機(jī)也是本系統(tǒng)的中心控制芯片，將PWM發(fā)生器模塊設(shè)計(jì)在

21、中心控制芯片，不僅簡化了系統(tǒng)的接口，而且使控制器更容易控制PWM波。由于本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)AT89S52的資源來產(chǎn)生PWM波，故在對PWM波產(chǎn)生的原理介紹之前，應(yīng)該先介紹一下AT89S52芯片。3.1.1 AT89S52單片機(jī)介紹AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在線可編程Flash存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在線可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解

22、決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片晶振與時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。圖3-1就是在實(shí)際應(yīng)用中常用的引腳圖。圖3-1 AT89S52引腳圖AT89S52部集成了很多資源，鑒于網(wǎng)上有很多這方面的資料，在這里不再一一

23、詳述，本文只對設(shè)計(jì)中用到的資源展開敘述。 AT89S52部設(shè)有三個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，簡稱定時(shí)器0、1、2，分別用T0、T1和T2來表示。它們的工作方式、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動(dòng)方式等均可以通過程序來設(shè)置和改變。其中定時(shí)器T0和T1的用法一樣，其部由特殊功能寄存器TCON、TMOD以與T0、T1組成。其中TMOD為模式控制寄存器，主要用來值定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式；TCON為控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。兩個(gè)16位的工作寄存器T0、T1是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的核心，它們均可分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器即TH0、TL0、TH1和TL1，均是加1的計(jì)數(shù)器。加1計(jì)數(shù)器的脈沖有兩個(gè)來源，一個(gè)

24、是外部脈沖源，另一個(gè)是系統(tǒng)時(shí)鐘振蕩器。計(jì)數(shù)器對兩個(gè)脈沖源之一進(jìn)行輸入計(jì)數(shù)每輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)值加1。T2定時(shí)器和T0、T1的用法有所不同，并且具有除了定時(shí)、計(jì)數(shù)的功能外還有捕捉、時(shí)鐘輸出這些額外功能。本設(shè)計(jì)中只用到了其定時(shí)器功能，它的主要控制寄存器是T2CON。 單片機(jī)中的串行接口是一個(gè)全雙工通信接口，即能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。它可以作UART（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可以用作同步移位寄存器，其幀格式和波特率均可通過軟件編程設(shè)置。本設(shè)計(jì)中串行口工作在UART方式，即工作在方式1。方式1為10位數(shù)據(jù)，一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位，波特率可以改變（由定時(shí)器T1的溢出頻率決定，并可由S

25、MOD加倍）。對其的控制主要在控制寄存器SCON和PCON。 單片機(jī)有2個(gè)外部中斷口INT0和INT1,其中斷請求信號分別由P3.2、P3.3引腳輸入，可選擇低電平有效或下降沿有效（分別由IT0和IT1設(shè)置）。中斷的控制分別由中斷請求標(biāo)志寄存器TCON、SCON，中斷允許寄存器IE，中斷優(yōu)先級寄存器IP。3.1.2 PWM發(fā)生器原理在介紹如何用52單片機(jī)產(chǎn)生PWM之前，先向大家簡單介紹一下PWM調(diào)速原理。圖3-2PWM波圖3-2即為單片機(jī)產(chǎn)生的PWM波，現(xiàn)不妨設(shè)方波高電平的時(shí)間為，低電平的時(shí)間為，且設(shè)PWM波的周期為T,易得T=+。我們定義為占空比， （3-1）則PWM波輸出的平均電壓，其中為

26、高電平的電壓，通過調(diào)節(jié)占空比，即可達(dá)到調(diào)節(jié)平均電壓U的目的，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速。從上面的介紹中我們很容易得出產(chǎn)生PWM波的兩個(gè)重要參數(shù)：方波周期T和高電平時(shí)間，顯然。我們只要利用單片機(jī)來控制這兩個(gè)參數(shù)就可以產(chǎn)生想要的PWM波。脈寬調(diào)制的方式有三種：定頻調(diào)寬、定寬調(diào)頻和調(diào)寬調(diào)頻。本設(shè)計(jì)采用了定頻調(diào)寬方式上面介紹的PWM調(diào)速原理也就是基于此種方式，采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定，并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。對于實(shí)現(xiàn)方式則有兩種方案。方案一：采用定時(shí)器做為脈寬控制的定時(shí)方式，這一方式產(chǎn)生的脈沖寬度極其精確，誤差只在幾個(gè)us。方案二：采用軟件延時(shí)方式，這一方式在精度上

27、不與方案一，特別是在引入中斷后，將有一定的誤差。但是基于不占用定時(shí)器資源，且對于直流電機(jī)，采用軟件延時(shí)所產(chǎn)生的定時(shí)誤差在允許圍。本設(shè)計(jì)定時(shí)器并沒有被占用，因此采用方案一。3.1.3 PWM波程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中用到的定時(shí)器為T0、T2，T1用來控制串口的波特率。由于T2定時(shí)具有16位自動(dòng)重裝功能，因此將其作為周期T的計(jì)數(shù)，設(shè)計(jì)中設(shè)定PWM波的周期T=10ms，晶振采用的是11.0592MHZ，晶振頻率的選擇主要是依據(jù)串口而定的，只有選擇這樣大小的晶振，串口波特率的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值的誤差才會(huì)是0。為了達(dá)到10ms計(jì)時(shí)，只需將寄存器TH2、RCAP2H初始化為0xdc，寄存器TL2、RCAP2L初始化為

28、0x00即可，T2寄存器有多種工作方式，為了使其工作在自動(dòng)重裝模式只需將T2控制寄存器初始化為0x00即可。這樣當(dāng)T2開始計(jì)數(shù)后，一旦計(jì)時(shí)到0xffff，RCAP2H RCAP2L的值會(huì)自動(dòng)重裝到TH2 TL2，并且會(huì)在其中斷程序中，將脈沖輸出口clkz（若反轉(zhuǎn)為clkf）清零，且啟動(dòng)定時(shí)器T0。T0用來控制何時(shí)將clkz置為高電平，當(dāng)T0口溢出時(shí)進(jìn)入中斷，關(guān)閉clkz=1、關(guān)閉T0，也就是說T0的計(jì)數(shù)初值越大，其進(jìn)入中斷的時(shí)間就越早，從而clkz高電平的時(shí)間就越長即占空比越大。對T0的初始化為TMOD=0x21、TH0=pwmh、TL0=pwml，pwmh、pwml為T0計(jì)時(shí)初值根據(jù)情況而定

29、。圖3-3即為PWM波程序的流程圖。NYYYN開始設(shè)置定時(shí)計(jì)數(shù)器達(dá)到上限保持0xff減小計(jì)數(shù)初值減小脈寬保持下限增加計(jì)數(shù)初值增加脈寬NYN達(dá)到下限結(jié)束圖3-3 PWM波流程圖3.2 串行通信模塊本設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)串口其工作方式為1，由于單片機(jī)輸出的是TTL電平而PC機(jī)com口為RS-232電平，因此二者不能夠直接通信。設(shè)計(jì)中采用了點(diǎn)品轉(zhuǎn)換芯片MAX232，其工作性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，最重要的是對芯片的操作簡單，不需要單片機(jī)對芯片進(jìn)行控制操作，只需將引腳連接正確即可工作。3.2.1 MAX232芯片簡介在介紹單片機(jī)部分程序設(shè)計(jì)之前，我們先介紹一下MAX232芯片的用法，這要在后面介紹單片機(jī)通

30、信模塊電路設(shè)計(jì)時(shí)有利于大家的理解。MAX232是由儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口RS232電平是-12v+12v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0+5v,MAX232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。其引腳圖如圖3-4所示。表3-1是MAX232芯片的引腳功能說明，在3.2節(jié)的最后會(huì)給

31、出其實(shí)際應(yīng)用中的連接圖。圖 3-4 MAX232引腳圖表3-1 MAX232引腳功能引腳引腳功能說明1、3，3、4引腳16(VCC)15(GND)2，6（V+，V-）11(T1in) 10（T2in）14（T1out）7（T2out）12（R1out）9（R2out）13（R1in）8（R2in）電源變換電路一部分，實(shí)際應(yīng)用中接0.1uF的非極性瓷片電容即可16、15引腳分別接+5v電源和地，實(shí)際應(yīng)用中器件對電源噪聲很敏感，因此電源必須接0.1uF去耦電容是電源變換電路的一部分，應(yīng)當(dāng)分別通過0.1uF的電容接電源和地11、10引腳的功能一樣，均是TTL/CMOS輸入端，直接與單片機(jī)的TXD引腳

32、相連即可RS-232電平輸出，直接和DB9插座相連即可TTL/COMOS輸出，直接和單片機(jī)的RXD引腳相接RS-232輸入，上位機(jī)PC通過該引腳相單片機(jī)發(fā)指令3.2.2 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)主要集中在單片機(jī)程序串口的初始化，由于PC上位機(jī)的波特率為9600，所以下位機(jī)單片機(jī)的程序也必須設(shè)置為9600，工作方式為1，單片機(jī)規(guī)定在工作方式為1時(shí)，其波特率由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出率與SMOD位共同控制。設(shè)晶振頻率為f，其波特率可表示為： （3-2）在式3-2中，定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)值等于M-X，X為計(jì)數(shù)初值，M為定時(shí)器最大的計(jì)數(shù)值，與工作方式有關(guān)。使用時(shí)一般將其設(shè)置為方式2，即自動(dòng)重裝模式。

33、當(dāng)T1工作在方式2時(shí)，其計(jì)數(shù)初值和波特率的關(guān)系如公式3-3， （3-3）根據(jù)公式3-3即可計(jì)算出本設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)初值，在本文中SMOD=0，波特率9600，晶振11.0592，所以X=0xfd。在程序中不斷查詢RI標(biāo)志位，若RI=1則說明接收到了上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后判斷此數(shù)據(jù)的大?。?若為0，就將溫度值、速度值傳送給PC機(jī)。 若為1，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入手動(dòng)調(diào)速模式，并且進(jìn)行一次加速操作。 若為2，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入手動(dòng)調(diào)速模式，并且進(jìn)行一次減速操作。 若為3，轉(zhuǎn)換電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 若為4，電機(jī)調(diào)速進(jìn)入根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)速模式。圖3-5 串口連接電路圖3.2.3 上位機(jī)設(shè)計(jì)上位機(jī)的設(shè)計(jì)我們采用專門對PC機(jī)串口操作

34、的軟件“串口調(diào)試助手”。該串口調(diào)試助手是一款綠色軟件，且其界面友好，操作簡單。該款軟件可以支持計(jì)算機(jī)上的所有com串口，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用的是電腦上的com1口；本軟件支持多種串口傳輸方式，可以在軟件中進(jìn)行設(shè)置，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用的是串口傳輸方式1；串口傳輸數(shù)據(jù)的波特率為1200115200，計(jì)算機(jī)串口的波特率大多數(shù)位9600，所以在軟件的波特率應(yīng)設(shè)置成為9600。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中上位機(jī)軟件的詳細(xì)參數(shù)設(shè)置如圖3-6所示。圖3-6 上位機(jī)軟件3.3 測溫電路在本設(shè)計(jì)中，由于大量使用了數(shù)字芯片，為了使測溫電路的接口簡單化，所以測溫器件采用了單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20,不需要專用A/D轉(zhuǎn)換電路來實(shí)現(xiàn)溫

35、度量由模擬量到數(shù)字量的變換，并可與單片機(jī)直接連接。在介紹測溫電路之前先介紹一下測溫芯片DS18B20，以方便介紹測溫電路設(shè)計(jì)時(shí)大家更容易理解。3.3.1 DS18B20簡介DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一款改進(jìn)型智能溫度傳感器，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。本設(shè)計(jì)應(yīng)用到的DS18B20的性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 無須外部器件； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓圍為3.05.5V； 零待機(jī)功耗； 溫度以9或12位數(shù)字存儲； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。

36、 當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB式表示。當(dāng)符號位S0時(shí)，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位S1時(shí)，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表3-2溫度/數(shù)據(jù)關(guān)系溫度數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+12500000000 1111101000FA+2500000000 001100100032+1/200000000 0000000100

37、01000000000 000000000000-1/211111111 11111111FFFF-2511111111 11001110FFCE-5511111111 10010010FF92在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。通過參閱DS18B20中文資料，得到初始化時(shí)序如圖3-7所示。讀寫時(shí)序圖如圖3-8和圖3-9所示。圖3-7 初始化時(shí)序圖3-8 讀時(shí)序圖3-9

38、 寫時(shí)序操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。具體過程如下所述。初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。初始化過程是主機(jī)通過向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫操作。ROM操作命令 總線主機(jī)檢測到DS18B20的存在，便可以發(fā)出ROM操作命令之一。如表3-3所示。表3-3 ROM操作命令指 令代 碼Read ROM(讀ROM)33HMatch ROM(匹配ROM)55HSkip ROM(跳過ROMCCH存儲器操作 存儲器操作的命令如表3-4：表3-4 存儲器操作命令指令代碼Write Sc

39、ratchpad(寫暫存存儲器)4EHRead Scratchpad(讀暫存存儲器)BEHCopy Scratchpad(復(fù)制暫存存儲器)48HConvert Temperature(溫度變換)44H對DS18B20操作，先跳過ROM，即是啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配ROM 再逐一地讀回每個(gè)DS18B20的溫度數(shù)據(jù)。在DS18B20組成的測溫系統(tǒng)中，主機(jī)在發(fā)出跳過ROM命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)碼44H，就可以實(shí)現(xiàn)所有DS18B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過250ms后，就可以用很少的時(shí)間去逐一讀取。這種方式使其T值往往小于傳統(tǒng)方式。3.3.2 測溫電路設(shè)計(jì)傳感器數(shù)據(jù)采集電路主

40、要指DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路。DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，如圖3-10所示，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式考慮到實(shí)際應(yīng)用中寄生電源供電方式適應(yīng)能力差且易損壞，此處采用電源供電方式，I/O口接單片機(jī)的P2.2口。圖 3-10電源供電方式由于DS18B20采用單線式設(shè)計(jì)，所以其接口電路比較簡單，雖然其時(shí)序電路比較復(fù)雜，但DS18B20是一個(gè)應(yīng)用比較廣泛的芯片因此網(wǎng)上有很多對DS18B20操作的頭文件我們之學(xué)稍加修改一下即可。在設(shè)計(jì)中遇到的最難得問題，是對DS18B20轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)的處理。由前面

41、的介紹知單片機(jī)從DS18B20讀出的數(shù)據(jù)是一個(gè)16位的數(shù)據(jù)，高五位代表的是符號位，即是否大于零度。低四位代表的是小數(shù)位，因keil編譯器處理浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)不方便，因此將低四位單獨(dú)去出來，將小數(shù)部分看做整數(shù)部分處理，考慮到本設(shè)計(jì)的溫度只精確到0.1，故只看D3D2兩位數(shù)據(jù)，其對應(yīng)的數(shù)據(jù)表如下：表3-5 小數(shù)數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系D3 D2實(shí)際值D3 D2實(shí)際值0 00.01 00.50 10.31 10.83.4 電機(jī)模塊設(shè)計(jì)由于單片機(jī)I/O口輸出的電流太小因此不能將電機(jī)直接接在單片機(jī)上，需要加以驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路有以下三種方案：方案一：采用專用小型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路簡單，幾乎不添加其

42、它外圍元件就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制，使得驅(qū)動(dòng)電路功耗相對較小，而且目前市場上此類芯片種類齊全，價(jià)格也比較便宜。方案二：采用繼電器對電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。方案三：采用由達(dá)林頓管組成的H型PWM電路。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。因方案一采用集成芯片，能夠使電路簡單，且

43、工作穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)采用的是L298驅(qū)動(dòng)芯片。3.4.1 L298芯片驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)L298芯片是目前市場上較容易買到的直流或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，它采用單片集成塑裝，是一個(gè)高電壓、大電流全雙橋驅(qū)動(dòng)器，由標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平控制。L298支持50V以的電機(jī)控制電壓，在直流運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，可以通過高達(dá)2A的電流，因此它滿足了一般小型電機(jī)的控制要求。其部原理結(jié)構(gòu)如圖3-11。接法見圖3-12，圖中二極管的作用是消除電機(jī)的反向電動(dòng)勢，保護(hù)電路，因此采用整流二極管比較合適。PWM控制信號由in1、in2輸入。如果in1為高電平，in2為低電平時(shí)電機(jī)為正向轉(zhuǎn)速，反之in1為低電平，in2為高電平時(shí)，電機(jī)為反向轉(zhuǎn)速。ENA

44、引腳為芯片使能端，若為高電平，芯片工作，為低電平，芯片停止工作。圖3-11 L298部原理結(jié)構(gòu)圖圖3-12電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.4.2 測速電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)中加入了測速電路的目的是為了監(jiān)控電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。測速電路采用了霍爾傳感器，霍爾傳感器的外形圖如圖3-13左所示，霍爾傳感器的磁場由磁鋼提供，因此霍爾傳感器要和磁鋼配對使用。其測速示意圖如圖3-13右所示，在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，霍爾傳感器便輸出一個(gè)脈沖，讓其和單片機(jī)的INT0口相連，每一個(gè)脈沖觸發(fā)一次中斷，記一次數(shù)，在規(guī)定的時(shí)間讀出脈沖數(shù)，在根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系就可算出電機(jī)轉(zhuǎn)速。值得注意的是，脈沖電路

45、不需要再加濾波電路，因?yàn)樾酒恳鸭闪?；?dāng)沒信號產(chǎn)生時(shí)，可以換一下磁鋼的方向，其對磁鋼的方向是有要求的；磁鋼和傳感器的距離要小于5mm，一個(gè)碼盤上磁鋼數(shù)量以36個(gè)為好。其電路原理圖如圖3-14所示。圖3-13 霍爾傳感器外形和測速示意圖圖3-14 測速電路圖4 PROTEUS軟件仿真按照設(shè)計(jì)要求，對設(shè)計(jì)電路的溫度檢測、轉(zhuǎn)速控制、上位機(jī)控制進(jìn)行了仿真。A B溫度 PWM波形 轉(zhuǎn)速 溫度控制電機(jī)轉(zhuǎn)速仿真。圖4-1 溫度對轉(zhuǎn)速的影響仿真結(jié)果在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了當(dāng)溫度低于20度大于0度時(shí)電機(jī)低速運(yùn)行，溫度大于20度小于50度時(shí)進(jìn)入中速運(yùn)行，從圖4-1的A圖到B圖可以看到溫度從15到30度，而轉(zhuǎn)速也從153到

46、268r/min。由此可知功能得以實(shí)現(xiàn)。 按鍵調(diào)速仿真。如圖4-2所示，A圖是某時(shí)刻PWM波的占空比，然后將調(diào)速模式切換入手動(dòng)調(diào)速，B圖是按動(dòng)加速鍵后的PWM波占空比，C圖是減速后的PWM波形的占空比。有仿真波形可得，按動(dòng)加速鍵后占空比增大，電機(jī)加速，按動(dòng)減速鍵后占空比減小，電機(jī)減速。BAC圖4-2 按鍵調(diào)速波形 是溫度檢測仿真。如圖4-3所示，主要的仿真方法是給DS18B20設(shè)置不同的溫度，觀查LCD顯示的溫度是否正確。本次仿真設(shè)置了兩個(gè)溫度，分別是20和-30，通過仿真在LCD上正確顯示出了，說明硬件連接和軟件設(shè)計(jì)都是正確無誤的。圖4-3 溫度檢測仿真 上位機(jī)和下位機(jī)通信仿真。在仿真時(shí)應(yīng)注

47、意一定要啟動(dòng)定時(shí)器T1否則單片機(jī)將收不到任何數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是當(dāng)，上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送命令0x00時(shí)，單片機(jī)就應(yīng)當(dāng)就溫度、轉(zhuǎn)速傳給PC機(jī)。在仿真時(shí)用到了虛擬串口軟件（VSPD XP 5），設(shè)置了虛擬串口COM3和COM4，相應(yīng)的將仿真圖中的串口插座COMPIM中的串口選為COM3，將“串口調(diào)試助手”中的串口設(shè)置為COM4。其它的設(shè)置如圖4-6所示。另外需要重點(diǎn)說明的是，PROTEUS中的串口頭COMPIM默認(rèn)已包含有MAX232芯片，所以在仿真時(shí)不要加入該芯片，否側(cè)容易出錯(cuò)。如圖4-4即為串口頭COMPIM的接法。圖4-4串口頭COMPIM(DB9)圖4-5 LCD顯示串行口參數(shù)設(shè)置此即為發(fā)送的

48、命令圖4-6 上位機(jī)界面當(dāng)然系統(tǒng)還有很多部分，如控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速模式設(shè)置、工作狀態(tài)指示燈以與電源等，經(jīng)過仿真這些部分都工作正常。這些部分的仿真都很簡單，或者跟上面給出的仿真模塊有著同樣的原理，限于篇幅的原因，這里就不在給出其仿真結(jié)果。5 總結(jié)與展望隨著數(shù)字系統(tǒng)的飛速發(fā)展，以微控制器為核心的數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)是目前調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，本文的設(shè)計(jì)就是從微處理器到各種功能芯片都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號保持為數(shù)字形式其最大的優(yōu)點(diǎn)之一就是可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到邏輯電平0改變?yōu)檫壿嬰娖?時(shí)或者足以將邏輯電平1改變?yōu)檫壿嬰娖?時(shí)才有可能同系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并且通常情況下，這種干擾也是很

49、容易經(jīng)過一些校驗(yàn)電路或某些算法將其去除掉，因此其抗干擾能力與模擬信號相比有一個(gè)大幅度的提高。當(dāng)然在本設(shè)計(jì)中還是遇到一些問題的，如電機(jī)的測速模塊中就存在問題，假若電機(jī)在運(yùn)行的過程中不穩(wěn)定，特別是在換向過程中很容易產(chǎn)生誤脈沖，但考慮到本系統(tǒng)對并不需要太準(zhǔn)確的掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此也就沒有深究。另外在軟件調(diào)試過程中也遇到了大量的問題，經(jīng)過自己不懈的努力以與參閱了大量的編程料，最終將問題一一克服。同時(shí)自己也學(xué)會(huì)了很多的程序調(diào)試小技巧，可以說受益匪淺。當(dāng)今社會(huì)科技日新月異，數(shù)字系統(tǒng)的更新?lián)Q代速度不斷加快，而本畢業(yè)設(shè)計(jì)就是據(jù)此，重新設(shè)計(jì)了倉庫排氣扇監(jiān)控系統(tǒng)，將其原來的模擬系統(tǒng)改為數(shù)字系統(tǒng)，為的就是其便于和整

50、個(gè)倉庫控制系統(tǒng)相連接，特別是PC機(jī)的連接，當(dāng)然最重要的是便于其隨著整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)升級，因此其必然會(huì)有廣闊的市場前景。致 本論文是在XXX老師的悉心指導(dǎo)下經(jīng)過半年的忙碌和工作完成的。作為一位本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以與一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感我的導(dǎo)師老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，她的治

51、學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感我的同學(xué)對我無私的幫助，特別是在軟件編程的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感我的母校理工大學(xué)大學(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識。在此，我再說一次，大家！參考文獻(xiàn)1 余發(fā)山，單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)。：中國礦業(yè)大學(xué)，2003.76-94.2 徐愛鈞，8051單片機(jī)實(shí)踐教程。：電子工業(yè)，2006.50-65.3 周潤景，麗娜，基于PROTEUS的電路與單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。：航空航天大學(xué)，2006.100-120.4 輝平，周國雄，基

52、于PROTEUS的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例。：機(jī)械工業(yè)，2009.123-133.5 泉溪，單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例仿真。：航空航天大學(xué)，2009.200-210.6 湯競南, 國琴，51單片機(jī)C語言開發(fā)與實(shí)例。：人民郵電，2008.125-128.7 戴佳,戴衛(wèi)恒,博文，51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講。：電子工業(yè)，2008.30-45.8 學(xué)禮，基于Proteus的8051單片機(jī)實(shí)例教程。：電子工業(yè)，2008.42-60.附錄 程序流程圖YYYYYYN初始化開始換向？執(zhí)行換向N變模式？N改調(diào)速模式手動(dòng)？N一秒到？刷新溫度1自動(dòng)調(diào)速？調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速N2加速或減速速？執(zhí)行加速減速命令NYNYNNNY

53、1收到上位機(jī)數(shù)據(jù)？是0？N是1？執(zhí)行加速命令是2？是3？是4？Y給PC發(fā)數(shù)據(jù)Y執(zhí)行減速命令Y執(zhí)行反轉(zhuǎn)命令Y溫控調(diào)速模式2N一分鐘到？刷新速度結(jié)束附錄 源程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P35;sbit e=P34;sbit clkz=P20;/正轉(zhuǎn)PWM波輸出sbit clkf=P21;/反轉(zhuǎn)PWM波輸出sbit DQ=P22;/溫度線sbit beep=P23;/蜂鳴器sbit e_motor=P24;/l298使能端sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit jia=P10;/加速鍵sbit jian=P11;/減速鍵sbit direct=P12;/換向鍵sbit mode=P13;/模式選擇鍵，是手動(dòng)調(diào)速，還是根據(jù)溫度自動(dòng)sbit zheng=P14;/正轉(zhuǎn)指示燈sbit fan=P15;/反轉(zhuǎn)指示燈sbit autoled=P16;/自