分揀機(jī)器人單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、word 格式整理版學(xué)校代碼：10128學(xué)號： 010202064（本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目 ： 分揀機(jī)器人單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)院 ：系別 ：專業(yè) ：班級 ：指導(dǎo)教師：范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版二一七年五月范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版摘要一般的分揀機(jī)器人由于其操作方式較復(fù)雜， 分揀的效率較差， 人機(jī)交互系統(tǒng)的不太完善，機(jī)械性能欠佳等已經(jīng)很難滿足當(dāng)今社會的生產(chǎn)實(shí)踐需要。 伴隨著社會的飛速發(fā)展， 人們對性能優(yōu)良智能分揀人的需求也與日俱增。 設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的分揀機(jī)器人有很大的實(shí)踐需要和社會功能。 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求， 決定采用美國 INTEL公司 MCS-51 系列單片

2、機(jī)基本產(chǎn)品 89C52 ，作為分揀機(jī)器人的主控制芯片。它具有運(yùn)行速度快，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠完全我的設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個部分。 硬件系統(tǒng)主要包括電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)、單片機(jī)連接 PC 機(jī)串口電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)，顯示電路的設(shè)計(jì)等。 在電路圖板上完成各模塊的設(shè)計(jì)與連接。 分析易得， 此系統(tǒng)可以完全滿足設(shè)計(jì)需要。 通過光耦等器件克服電機(jī)驅(qū)動部分與單片機(jī)部分的相互干擾。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；硬件設(shè)計(jì)；軟件編程；89C52范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版AbstractThe general sorting robot is more complicate

3、d due to its operation，sorting is less efficient ， human-computer interaction system is notperfect ，poor mechanical performance has been difficult to meet theneeds of todays social production practice. Accompanied by therapid development of society，the demand for smart sorters is alsogrowing 。 The d

4、esign of a sorting robot based on a single chip has agreat practical need and social function.According to therequirements of the control system，Decided to adopt the United StatesINTEL MCS-51 series of basic products 89C52，as the main control chipfor the sorting robot 。It has the advantages of fast

5、running speed, lowpower consumption and strong anti-interference ability，can becompletely my design requirements。The system includes bothhardware and software。The hardware system mainly includes thedesign of voltage conversion circuit，design of serial circuit of PCcomputer connected by single chip m

6、icrocomputer， design of SingleChip Microcomputer System， design of the drive circuit， display circuitdesign, etc 。 In the circuit board to complete the design andconnection of the module。Analysis easy to get ，This system can fullymeet the design needs。Through the optocoupler and other devices toover

7、come the motor drive part and the microcontroller part of themutual interference。Keywords: Single chip ，hardware design，software programming，89C52范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版目錄第一章前言11.1 本論文的背景和意義11.2 研究現(xiàn)狀11.3 本論文的主要方法與研究進(jìn)展21.4 本論文的工作原理框圖21.5 本論文的主要內(nèi)容3第二章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)42.1 單片機(jī)型號的論證與選擇42.2 數(shù)據(jù)顯示模塊的論證與選擇52.3 驅(qū)動器模塊的論證與選擇6

8、2.4 電磁閥的論證與選擇72.5 總體的方案比較與選擇7第三章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)83.1 STC89C52RC 單片機(jī)模塊83.1.1 中央處理單元 CPU 的介紹83.1.2 STC89C52RC 單片機(jī)的特點(diǎn)93.2 復(fù)位電路模塊103.3 振蕩電路模塊103.4 LCD12864 液晶顯示器模塊113.5 繼電器驅(qū)動電路12范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版3.6 8255 電機(jī)驅(qū)動123.7 外部定時器133.8 下載電路14第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)154.1 程序流程圖154.2 塊初始化函數(shù)164.2.1 定時器初始化和pwm的模擬164.1.2 12864 液晶的初始化214.2 按

9、鍵檢測程序264.3 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制程序284.3.1 電機(jī)控制方法簡介284.3.2 電機(jī)速度控制策略284.4 機(jī)械爪控制程序324.5 鎖存器 74LS573 控制程序33第五章設(shè)計(jì)總結(jié)及技術(shù)展望34致謝35參 考 文 獻(xiàn)35附錄 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路總圖36范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版第一章 前言1.1 本論文的背景和意義隨著人類社會的進(jìn)步， 人類的聰明才智使得工具越來越先進(jìn)。工具一直是為人類服務(wù)而被生產(chǎn)和改進(jìn)。 工具的進(jìn)步使人類勞動更加方便， 能夠在更困難的環(huán)境中工作。機(jī)器人的誕生是通過解放人類的雙手和大腦， 從社會生產(chǎn)力的枯竭和生產(chǎn)更方便的工具。自恩格爾伯格先生的發(fā)明1 ，機(jī)

10、器人已經(jīng)在過去的100 年里發(fā)生了很大的變化。目前，機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)活動的各個領(lǐng)域。在現(xiàn)代工廠中，白天不懂夜的黑， 輸送搬運(yùn)物品， 危險完成排爆排爆機(jī)器人代替人類工作， 甚至坐在宇宙飛船探索宇宙去探索人類未知的世界。與人類相比，機(jī)器人有許多優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器人不怕累，怕臟，不怕苦。在危險的情況下，機(jī)器人的功能突出。而且，機(jī)器人工作的準(zhǔn)確性比較高， 人們不會受到同樣情緒波動的影響。 機(jī)器人的運(yùn)動方式主要是機(jī)械運(yùn)動，電機(jī)驅(qū)動 2 是其主要控制方式。單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動 3 在當(dāng)今社會很普遍。隨著單片機(jī)理論和硬件系統(tǒng)的更替，單片機(jī)控制技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用。自20 世紀(jì) 70 年代單片機(jī)

11、誕生以來，先后經(jīng)歷了單片機(jī)、單片機(jī)和SOC 三個發(fā)展階段。目前，供應(yīng)鏈管理正朝著高性能、多品種方向發(fā)展。未來的趨勢將是CMOS ，低功耗，小體積，高性能，低價格，外圍電路。目前，如功率表、示波器等智能儀表，在工業(yè)控制、家用電器、各種大型電器等的模塊化應(yīng)用中，都有單片機(jī)的使用。單片機(jī)滲透到我們工作的各個領(lǐng)域。1.2 研究現(xiàn)狀國外分揀系統(tǒng)起步較早，目前普遍采用自動化的分揀系統(tǒng)，在我國分揀系統(tǒng)起步較晚，目前主要采用人工分揀方式。 智能分揀系統(tǒng)發(fā)展依賴于機(jī)械設(shè)計(jì)水平的不斷提高，在自動分揀系統(tǒng)中 4 ，機(jī)械手爪設(shè)計(jì)科學(xué)性影響系統(tǒng)的正常工作。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版自動分揀系統(tǒng)是二戰(zhàn)后，發(fā)達(dá)國

12、家為了提升運(yùn)送物品效率提出的一種作業(yè)方式，廣泛應(yīng)用于大型商場、 快遞行業(yè)。 分揀系統(tǒng)適用于大批量的分揀貨物， 降低了出錯概率。此系統(tǒng)的出現(xiàn)極大的減少了人員使用。 隨著技術(shù)的發(fā)展， 國外的分揀系統(tǒng)呈現(xiàn)出自動化程度越來越高 5 ，精確度越來越高。 但是系統(tǒng)一次性投入較大，資本回收較慢，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時對商品外觀要求較高，因此國內(nèi)發(fā)展較慢。而機(jī)械機(jī)械手在國外發(fā)展也較快， 由于國外起步較早，其機(jī)床加工水平相對較高，機(jī)械手爪的生產(chǎn)主要使用自動化機(jī)械生產(chǎn)， 產(chǎn)品工藝水平高， 同時機(jī)械手臂自由度公式的出現(xiàn)， 加快了工業(yè)水平的提升， 通過理論計(jì)算可以得到機(jī)械手臂的尺寸以及需要多少相關(guān)的模塊 678 。在進(jìn)行

13、設(shè)計(jì)之前可以進(jìn)行仿真分析每個部件受到的力度，優(yōu)化各部分尺寸的設(shè)計(jì)。在國內(nèi)分揀系統(tǒng)起步較晚，目前還是主要采用人工分揀方式。我國的分揀系統(tǒng)集約化程度低。 企業(yè)投資一般集中在貨架以及傳送帶等設(shè)備上面。 物流體系整體運(yùn)轉(zhuǎn)較低， 技術(shù)設(shè)備相對落后。 隨著技術(shù)的發(fā)展， 我國自動分揀系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，我國可以自主生產(chǎn)多種自動分揀機(jī)， 如托盤式翻板式與交叉帶式分揀機(jī)等，主要應(yīng)用于配送中心、郵政、機(jī)場等部門。但精度還需要提高。同時我國的機(jī)械加工水平不斷提升， 我國機(jī)械加工起步較晚， 但隨著車床等技術(shù)的引進(jìn)， 發(fā)展較快。1.3 本論文的主要方法與研究進(jìn)展本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文以生產(chǎn)實(shí)踐中所出現(xiàn)的問題為出發(fā)點(diǎn)，為了滿足市場

14、化需要，提升我國的自動化水平，本文擬研究一款基于單片機(jī)的分揀機(jī)器人。該系統(tǒng)采用傳送結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，傳送帶負(fù)責(zé)將物件傳送等待分揀，紅外檢測到物品到達(dá)時，單片機(jī)控制伺服電機(jī)抓取物品，放置在對應(yīng)的物品箱。1.4 本論文的工作原理框圖本設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)抓物的基本動作功能，基于紅外技術(shù)的收發(fā)系統(tǒng)實(shí)時檢測機(jī)器抓物的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的工作原理框圖如圖1.4 所示。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版圖 1.4 工作原理框圖1.5 本論文的主要內(nèi)容研究伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)區(qū)別，伺服電機(jī)的工作原理，單片機(jī)控制器使用驅(qū)動器高精度控制伺服電機(jī)的運(yùn)動9 ，可以實(shí)現(xiàn)水平、垂直兩個軸的定位控制和機(jī)械手爪的開合控制；（1

15、）手爪運(yùn)行速度可達(dá)3m/s ，定位精度不小于0.5mm ；（2）要具有較好的人機(jī)接口和安全性措施；（3）控制系統(tǒng)具有與其它計(jì)算機(jī)通訊功能。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)型號的論證與選擇方案一： 51 單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)： STC89C52RC 是 51 單片機(jī)，它的成本低性能高而且支持ISP和 IAP技術(shù)。用戶可以在系統(tǒng)板上燒錄自己的程序，修改調(diào)試非常簡單方便。IAP 技術(shù)能將內(nèi)部部分 EEPROM 可以用專用 Flash 代替使用，保證停電后能保證數(shù)據(jù)不丟失，擦寫次數(shù)可以達(dá)到 100000 多次，不用外接 EEPROM。而且與傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)程序兼容，硬

16、件無需改動 。缺點(diǎn)：作為 8 位的單片機(jī)，運(yùn)行速度相對來說比較慢。 而且普通的非加強(qiáng)版51 單片機(jī)并不帶內(nèi)部時鐘電路，如果不外接振蕩電路就無法工作，5v 的工作環(huán)境相對來說比較耗電。方案二： MSP430 單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)：使用MSP430 系列單片機(jī)。MSP430 系列單片機(jī)是美國德州儀器公司生產(chǎn)的一種16 位微處理器，使用的是精簡指令集。MSP430 單片機(jī)最顯著特點(diǎn)就是超低功耗。微小的電量就能使單片機(jī)正常工作，中央處理器可的工作電壓在1.8V3.3V之間 10 。缺點(diǎn)：超低功耗使得單片機(jī)只需要 3.3v 就能工作，但是這也使得很多需要 5v 才能工作的硬件電路需要外加驅(qū)動才能工作， 使得硬件設(shè)

17、計(jì)復(fù)雜化。 而且 430 單片機(jī)不帶片內(nèi) EEPROM，這就使得 430 單片機(jī)不能執(zhí)行一些特殊指令。 430 單片機(jī)作為 16 位單片機(jī)雖然運(yùn)行速度快了一些但是價格卻高了很多，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中無疑會增加產(chǎn)品的成本。方案三： STM32 單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)： STM32F1 系列屬于 32 位 ARM 微控制器中的中低端產(chǎn)品，由意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)， Cortex-M3 內(nèi)核。可由 Flash 的大小可分為小容量、中容量、范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版大容量。芯片集成 定時器 ，CAN ，ADC ， SPI，I2C ，USB， UART，等多種功能11 。所以 STM32 單片機(jī)基本具備 51 和 4

18、30 單片機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且隨著 STM32的普及，部分 STM32 的低端產(chǎn)品甚至比430 還要便宜。缺點(diǎn)：基于 ARM 內(nèi)核的 STM32 單片機(jī)的價格也是單片機(jī)中價格最高的，而且程序編寫復(fù)雜，初學(xué)者不容易看懂。綜上所述，STM32 單片機(jī)雖然最強(qiáng)， 但是由于其出色的性能與高昂的價格，使得它并不適用于小型的電子產(chǎn)品的應(yīng)用，430 單片機(jī)可以說除了低功耗基本沒有任何優(yōu)點(diǎn)。至于51 單片機(jī)，作為年代最早的單片機(jī)，它使用的方式簡單，基本能滿足多種小型電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求，而且它使用和學(xué)習(xí)都十分簡單，比較能被更多人接收。通過對比使用STC89C52RC單片機(jī)。2.2 數(shù)據(jù)顯示模塊的論證與選擇方案一：

19、數(shù)碼管優(yōu)點(diǎn)：數(shù)碼管是由半導(dǎo)體發(fā)光器件組成， 主要是由八個發(fā)光二極管工作。 而且數(shù)碼管擁有兩種驅(qū)動方式， 靜態(tài)顯示驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動， 但是無論是動態(tài)驅(qū)動還是靜態(tài)驅(qū)動，數(shù)碼管都有高亮度和低功耗的優(yōu)點(diǎn)。 而且數(shù)碼管的使用相當(dāng)?shù)暮唵吻覂r格低廉。缺點(diǎn)：不同位數(shù)的數(shù)碼管的管腳數(shù)不同， 位數(shù)越多管腳越多。 所有的數(shù)碼管都需要外接驅(qū)動電路，焊接比較復(fù)雜而且能顯示的內(nèi)容相當(dāng)有限。方案二： LCD1602優(yōu)點(diǎn)：LCD1602為平面薄型顯示設(shè)備,LCD1602能夠顯示字母、符號和數(shù)字，能夠顯示16*2 個字符，能夠顯示較多信息。而且LCD1602價格低，體積小，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的用作各種儀器的顯示器。缺點(diǎn)： 16

20、02 除了程序上要求復(fù)雜一點(diǎn)基本沒有缺點(diǎn)。方案三： LCD12864范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版優(yōu)點(diǎn)： 12864 液晶顯示模塊分為有字庫和無字庫兩種，都是由128*64個點(diǎn)陣構(gòu)成，該模塊可以較多的各種文字?jǐn)?shù)字字符圖案等信息。而且使用較為方便。缺點(diǎn)：該模塊的價格較高，有字庫的12864 在編程是容易出現(xiàn)字符亂碼的現(xiàn)象，處理起來較為麻煩。綜上所述， LCD1602具有很大的優(yōu)勢，但是考慮到實(shí)際的需求，雖然數(shù)碼管的使用硬件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，但是很多情況下可以直接使用驅(qū)動芯片來代替驅(qū)動電路，而且在大部分電子產(chǎn)品中液晶LCD1602的使用并不是很普及，比如它顯示的字符特別小，且不可改變，大部分電子

21、產(chǎn)品中使用的都是筆段式液晶，其原理和用法和數(shù)碼管一樣，但是成本卻比數(shù)碼管要高得多，但是這兩種模塊都只能十分局限的顯示數(shù)字字母等信息，無法符合本次設(shè)計(jì)的要求，以本次設(shè)計(jì)選擇了無字庫的LCD12864 。2.3 驅(qū)動器模塊的論證與選擇方案一：繼電器優(yōu)點(diǎn)：繼電器是在電氣輸出電路中使用的電氣控制裝置， 使用較為廣泛， 用法簡單。而且根據(jù)不同的要求還分為不同的繼電器， 普通的繼電器價格也十分的低。缺點(diǎn)：繼電器的使用需要外接驅(qū)動電路， 而且不同的功率的繼電器所需要的驅(qū)動的電壓也不同，所以使用繼電器時要考慮到電源的要求。方案二：可控硅優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，無論多大功率的可控硅都只需要高低電平就能驅(qū)動，不需要考慮控

22、制端電源的要求。缺點(diǎn)：只適用于交流電。綜上所述：本次設(shè)計(jì)不需要使用大功率電機(jī)，所以普通的繼電器就能工作，所以選擇繼電器。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版2.4 電磁閥的論證與選擇方案一：直動式電磁閥在通電時電磁力會將關(guān)閉閥門的開關(guān)提起， 閥門就打開了，斷電的時候電磁力消失開關(guān)又開始工作閥門就會關(guān)閉 12 。優(yōu)點(diǎn)：能在各種環(huán)境下工作。缺點(diǎn)：孔徑太小，用處很局限。方案二：先導(dǎo)式電磁閥在通電的時候電磁力會先把導(dǎo)孔打開， 這樣會使上腔的壓力下降， 在關(guān)閉開關(guān)周圍形成壓差，流體產(chǎn)生的壓力毀推動開關(guān)向上移動，閥門開啟。同樣斷電，閥門關(guān)閉 13 。優(yōu)點(diǎn)：可以通過定制隨意安裝。缺點(diǎn)：工作時有流體壓差的限制

23、。綜上所述，作為機(jī)械手，需要滿足任意性，有力度限制，所以選擇先導(dǎo)式電磁閥。2.5 總體的方案比較與選擇該設(shè)計(jì)運(yùn)動主要利用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)在平面上運(yùn)動， 數(shù)字金屬舵機(jī)構(gòu)成機(jī)械手抓取物體。利用按鍵控制裝置到達(dá)指定位置， 再由機(jī)械手抓取物體， 再將物體送往指定位置，從而實(shí)現(xiàn)物體的分揀。 13主控芯片選擇較多，有常見的 AVR 、STC、ARDUINO 等。根據(jù)之前學(xué)過的課程，我們決定采用 stc 系列的 STC89c5A60S2 增強(qiáng)型單片機(jī)作為主控芯片。之所以不選 89C52 等芯片，不是因?yàn)樗麄兊倪\(yùn)算速度不夠，主要原因是它們的片上 flash 太小，難以滿足需求， 其次是因?yàn)樽约河虚e置的 STC89

24、C5A60S2 ，片上內(nèi)存大，運(yùn)算速度 1T，即充分利用資源節(jié)省成本，又可以實(shí)現(xiàn)所需要的功能需求。最后就是附屬配件usb 轉(zhuǎn) ttl 串口的 stc 下載線。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版選擇采用 cp2102作為 usb 轉(zhuǎn)串口芯片方案，下載 STC單片機(jī)完勝 PL2303方案，最高下載速度可達(dá)115200 波特率。第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 STC89C52RC單片機(jī)模塊3.1.1 中央處理單元 CPU 的介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出一款超低功耗、抗干擾、高速的單片機(jī)。 STC89C52RC單片機(jī)選用8051 核的 ISP 在系統(tǒng)可編程芯片。它具有結(jié)構(gòu)簡單，易于開

25、發(fā)和價格便宜等特點(diǎn)。STC89C52RC單片機(jī)有兩種工作電壓，一種是2.0V-3.8V,即 3V 電壓單片機(jī)，另一種是3.4V-5.5V, 即 5V 電壓單片機(jī)，本設(shè)計(jì)選用5V 電壓單片機(jī)。STC89C52RC單片機(jī)具有很寬廣的工作溫度范圍，工業(yè)級的單片機(jī)能夠工作在 -40 至 85 的環(huán)境里，商業(yè)級的單片機(jī)能夠工作在0至 75 的環(huán)境里。STC89C52RC單片機(jī)的工作頻率最大能夠達(dá)到48MHz ，這樣它就能夠以飛快的速度去處理相關(guān)數(shù)據(jù)。STC89C52RC單片機(jī)內(nèi)部擁有專用復(fù)位電路，當(dāng)外部晶體頻率在20MHz 以下時，可以省去外部的復(fù)位電路。STC89C52RC單片機(jī)是一種低功耗、抗干擾性

26、強(qiáng)、速度快的單片機(jī)。STC89C52RC單片機(jī)在系統(tǒng)可編程芯片上使用8051 核 isp 。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)簡單，價格低廉。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版STC89C52RC微控制器有兩種工作電壓，一種是2.0 V 到 3.8 V ，即三V 電壓單片微機(jī)，另一種是3.4 V 到 3.4 V ， 5 V 電壓單芯片微機(jī)，這種設(shè)計(jì)選擇 5 伏電壓單片機(jī)。STC89C52RC單片機(jī)具有廣泛的工作溫度范圍，工業(yè)級MCU 可在 40到 85 的環(huán)境中工作，在 0 到 75 的環(huán)境中，單片微型計(jì)算機(jī)的商業(yè)水平可以工作。STC89C52RC單片機(jī)的工作效率最高為48MHz ，因此它可以以快速的速

27、度處理相關(guān)數(shù)據(jù)。STC89C52RC單片機(jī)有一個專用的復(fù)位電路，當(dāng)外部的晶體頻率低于20MHz 時，它可以保存外部復(fù)位電路3.1.2 STC89C52RC 單片機(jī)的特點(diǎn)1.512 字節(jié)的 RAM;2.eepm功能 ;3. 兩個 16 位的定時器 / 計(jì)數(shù)器 ;4. 看門狗 ;5. 有一個程序系列的UART 通道 ;6. 六個中斷 ;7. 低功耗模式 ;8. 有三個級別的加密內(nèi)存范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版圖 3.1.2 STC89C52RC的管腳圖3.2 復(fù)位電路模塊當(dāng)系統(tǒng)接入 5V 電源時時， STC89C52RC 單片機(jī)開始復(fù)位， 如圖 3.3 所示復(fù)位電路模塊電路原理圖。圖 3.

28、2 復(fù)位電路模塊電路原理圖3.3 振蕩電路模塊范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版此次設(shè)計(jì)選用的是11.0592MHz的晶振和30pF 的電容，那么STC89C52RC單片機(jī)的工作周期是11.0592MHz(1/11.0592MHz)=1us。如圖 3.3 所示的最小時鐘振蕩電路原理圖。圖 3.3 振蕩電路模塊3.4 LCD12864液晶顯示器模塊本設(shè)計(jì)使用LCD2864液晶顯示作為觀察正在執(zhí)行的功能。如圖3.4 所示為 LCD12864液晶顯示器電路原理圖。圖 3.4 LCD12864液晶顯示器模塊電路原理圖范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版3.5 繼電器驅(qū)動電路當(dāng)認(rèn)為按下啟動按鍵時，單片

29、機(jī)開始工作，給繼電器發(fā)送指令。因?yàn)镾TC89C52RC單片機(jī)端口輸出的電流比較低，所以加一個三極管以增大功率，驅(qū)動繼電器正常工作。如圖3.5 所示的繼電器電路原理圖。圖 3.5 繼電器驅(qū)動模塊電路原理圖3.6 8255 電機(jī)驅(qū)動DRV8255 可以驅(qū)動一個二項(xiàng)四線步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動兩個直流電機(jī)，與 8-45v 輸入電壓，最大電流為 1.7a ，經(jīng)得起 2.5a 的瞬時電壓通過 PWM 輸入驅(qū)動?？梢?avref / bvref 調(diào)整電機(jī)繞組電流的電阻， 電流應(yīng)大小的電機(jī)額定電流；通過模型 / 模型 / 模式，三角配置細(xì)分驅(qū)動模式， 您可以配置 2 / 4 / 8 / 16 / 32 細(xì)分。n

30、home 腳，從電源，電機(jī)轉(zhuǎn)了 45 度的位置， nhome 引腳會輸出一個低電平。如圖 3.6.范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版圖 3.6 8255連接電路3.7 外部定時器此次 8253 作為定時器執(zhí)行復(fù)雜的電機(jī)控制器。1數(shù)據(jù)母線緩沖器這個三態(tài)、雙向和八位的緩沖器用于將8253 與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接起來。 CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時緩沖器就發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線緩沖器有三個基本功能：通過編程確定8253 的工作方式；向計(jì)數(shù)寄存器裝入數(shù)據(jù)；讀出計(jì)數(shù)值。2讀寫邏輯讀寫邏輯接受來自系統(tǒng)總線的輸入，然后產(chǎn)生控制整個器件工作的控制信號。由CS 信號來允許或禁止讀寫邏輯的工作，因此除非該器件被系統(tǒng)

31、邏輯選中，否則不會發(fā)生改變其功能的操作。3RD（讀）這個輸入端上的低電平信號告知8253 ， CPU 正在輸入計(jì)數(shù)值。4WR（寫）這個輸入端上的低電平信號告訴8253 ，CPU 正在輸出工作方式信息或向計(jì)數(shù)器裝入數(shù)據(jù)。5.A0A1 這兩個輸入端通常連接到地址總線上。其作用是選擇三個計(jì)數(shù)器中的一個以及選擇控制字寄存器以便選擇工作方式。范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版6CS（選片）這個輸入端上的低電平信號將啟用8253 。除非器件被選中，否則不會發(fā)生讀或?qū)懖僮鳌?CS 輸入信號對計(jì)數(shù)器的實(shí)際操作沒有影響8253 內(nèi)部擁有三個獨(dú)立但是結(jié)構(gòu)和功能全部相同的定時器。本次設(shè)計(jì)使用到了兩個8253 ，連

32、接方式如圖3.7 。圖 3.7 8253 連接圖3.8 下載電路本次設(shè)計(jì)使用到了CH340 芯片下載，因?yàn)楝F(xiàn)在的筆記本電腦都沒有了并口通信接口，而用了 CH340 就可以實(shí)現(xiàn) USB 轉(zhuǎn)串口，電腦上裝上驅(qū)動后就可以下載數(shù)據(jù)，接線方式如圖3.8 圖所示 .范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版圖 3.8 CH340下載電路第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版程序采用了順序結(jié)構(gòu)，流程圖如下：4.2 塊初始化函數(shù)4.2.1 定時器初始化和pwm的模擬本方案中定時器采用的是8253 定時器，該定時器有六種工作方式，我們需要定時功能。 8253 的片選端是用來控制定時

33、器工作方式的端口。該端口連接至單片機(jī) io 口。只需要設(shè)置對應(yīng)端口的電平就可以設(shè)置定時器的工作方式。定時器的作用是用來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動時間。由于存在著電機(jī)這種設(shè)備，所以需要使用 pwm 進(jìn)行調(diào)速。但是 51 單片機(jī)并不能直接輸出 pwm ，所以本設(shè)計(jì)中通過軟件模擬的方法產(chǎn)生 pwm 。軟件模擬主要利用定時器的定時中斷功能。 本設(shè)計(jì)采用的是 51 單片機(jī)， 51 單片機(jī)內(nèi)部有兩個定時器， 分別是 T0 和 T1，T0 和 T1 是兩個完全一樣的 16 位定時器。定時范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版器的作用主要就是定時，在 51 單片機(jī)中定時器的工作方式是以中斷的方式進(jìn)行的。設(shè)定一個定時時間當(dāng)定

34、時器定時達(dá)到定時時間后， 就會進(jìn)入定時器中斷。 在中斷中可以處理相關(guān)的事件。在本設(shè)計(jì)中定時器中斷的作用是用來模擬產(chǎn)生pwm的。由于 51 單片機(jī)內(nèi)部不帶硬件 pwm ，所以需要模擬。模擬的思路是通過定時器設(shè)定時間來控制脈沖的寬度，其控制思路如下圖所示：范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版上述流程圖是定時器模擬產(chǎn)生pwm的步驟，定時器設(shè)定的定時時間為1ms ，也就是說，定時時間到了1ms 定時器就會進(jìn)入中斷，在初始化時，要首先設(shè)置好單片機(jī)的工作方式，設(shè)置單片機(jī)的工作方式為方式1，定時時間設(shè)為 1ms ，通過往寄存器 TH 和 TL中裝入初始值實(shí)現(xiàn)計(jì)時時間的調(diào)節(jié)。定時時間到1ms 時，程序會自動進(jìn)

35、入中斷。 在中斷服務(wù)程序中可以執(zhí)行相關(guān)的任務(wù)代碼。也就是說程序會每隔 1ms 就會進(jìn)入一次中斷，就會有一個較為準(zhǔn)確的周期性。在中斷中主要進(jìn)行的是按鍵的處理和pwm 的模擬，按鍵的處理將在后續(xù)章節(jié)中介紹。 PWM 如下圖所示：圖 4.2.1 PWM圖在上圖中，可以看到pwm是一個方波。占空比是t/T, 要讓單片機(jī)的管腳輸出這個占空比，只有通過定時器來實(shí)現(xiàn)。 首先假設(shè)要輸出的 pwm頻率為 100hz ，也就是周期 T 為 10ms 。在上面已經(jīng)提到設(shè)置單片機(jī)的定時時間為1ms ，也就是每個 1ms 會執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序里設(shè)一個變量flag ，每進(jìn)一次中斷這個變量就會自增一次，

36、那么變量自增的次數(shù)就可以用來表示時間， 每加一次就是過來 1ms 。利用這個時間變量就可以設(shè)置單片機(jī)輸出的 PWM 了。假設(shè)現(xiàn)在要設(shè)置的占空比是百分之 30. 那么就是說整個周期中，高電平時間占整個周期的百分之 30. 也就是 3ms。在程序中是通過判斷定時變量實(shí)現(xiàn)的，在第一次進(jìn)入中斷時，設(shè)置單片機(jī)的一個 io 口輸出低電平。當(dāng)?shù)谄叽芜M(jìn)入中斷時，此時正好是 7ms ?？刂七@個單片機(jī)的 io 口輸出電平翻轉(zhuǎn)，輸出高電平。當(dāng)?shù)谑芜M(jìn)入中斷的時候，此時是第 10ms ，控制這個 io 口再次輸出低電平，如此反復(fù)，就可以模擬出占空比為百分之 30 的 pwm 了。程序代碼如下：void timer0(

37、 ) interrupt 1/ 定時器 0工作方式 1范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版TH0=0xff;/ 重裝計(jì)數(shù)初值TL0=0x38;/ 重裝計(jì)數(shù)初值b+;get_key();/ 按鍵查詢if(p10=0)delay(10);/ 延時消抖，按鍵消抖if(p10=0)p00=0;p02=p01=p03=1;/ 前進(jìn)list_write_HZ_Str(6,20,qianjin);if(p11=0)delay(10);if(p11=0)p01=0;p02=p00=p03=1;list_write_HZ_Str(6,20,houtui);/ 后退if(p12=0)delay(10);if(p1

38、2=0)p02=0;p00=p01=p03=1;list_write_HZ_Str(6,20,zuo); / 左邊范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版if(p13=0)delay(10);if(p13=0)p03=0;p00=p01=p02=1;/ 右邊運(yùn)動list_write_HZ_Str(6,20,you);if(p14=0)delay(10);if(p14=0)p00=p02=p01=p03=1;list_write_HZ_Str(6,20, 停止);if (key_up=1)if(X!=15)/ 判斷是否計(jì)數(shù)到 9999X=X+1;/ 加一key_up=0;if (key_down=1

39、)if(X!=2)/ 判斷是否計(jì)數(shù)到 0X=X-1;/ 減一范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版key_down=0;4.1.2 12864 液晶的初始化12864 是一個帶字符庫的液晶，可以顯示128*64 個點(diǎn)。 12864 液晶需要通過軟件寫入命令和數(shù)據(jù)才可以顯示出字符。在初始化時首先需要寫入命令，讓12864 液晶進(jìn)入顯示狀態(tài)。設(shè)定顯示地址。指令是根據(jù)12864 液晶的數(shù)據(jù)手冊編寫的。 12864 液晶的初始化流程如下：程序代碼如下：范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版/*寫指令代碼 */void wcode(uchar cd)/ 寫指令 代碼chkbusy();/ 寫等待P2=0xf

40、f;/ 使能 LCDRW=0;/ 讀禁止RS=0;/ 輸出 設(shè)置P2=cd;/ 寫數(shù)據(jù)代碼E=1;/ 以下兩句產(chǎn)生下降沿E=0;/*把顯示數(shù)據(jù)寫到內(nèi)存單元中*/void wdata(uchar dat)/ 寫顯示數(shù)據(jù)chkbusy();/ 寫等待P2=0xff;/ 使能 LCDRW=0;/ 讀禁止RS=1;/ 輸出 設(shè)置P2=dat 0xFF;/ 寫數(shù)據(jù)代碼E=1;/ 以下兩句產(chǎn)生下降沿E=0;/*顯示 LCD 程序 */voiddisrow(uchar page,uchar col,uchar *temp)uchar i;if(col64)/左半平面范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)word 格式整理版L=1

41、;R=0;wcode(LCDPAGE+page);/寫指令 頁wcode(LCDLINE+col);/ 寫指令行if(col+16)64)/ 如果字在左半平面顯示不了，轉(zhuǎn)到右半平面去for(i=0;i16;i+)/ 寫字wdata(*(temp+i);else/ 右半平面for(i=0;i64-col;i+)/ 減去左邊數(shù)，從右半平面第一位開始顯示wdata(*(temp+i);/ 寫字顯示L=0;R=1;/ 右半平面wcode(LCDPAGE+page);/寫指令頁wcode(LCDLINE);/ 寫指令行for(i=64-col;i16;i+)/ 寫字右半平面wdata(*(temp+i);elseL=0;R=1;wcode(LCDPAGE+page);/寫指令頁wcode(LCDLINE+col-64);/ 寫指令行for(i=0;i16;i+)/ 寫