基于51單片機(jī)485通訊步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)論文(復(fù)制圖片)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于51單片機(jī)485通訊步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)學(xué)生姓名XXX學(xué)院名稱XXX專業(yè)名稱XXX指導(dǎo)教師XXX完成時(shí)間2014年X月X日目錄摘要4Abstract 5前 言6第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案81.1硬件總體設(shè)計(jì)81.1.1 硬件系統(tǒng)子模塊81.2軟件總體設(shè)計(jì)9第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)102.1硬件電路分析和設(shè)計(jì)報(bào)告102.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路102.1.2 鍵盤電路153.1.3 數(shù)碼管顯示電路153.1.4 485通信電路173.1.5 步進(jìn)電機(jī)連接電路18第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)193.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路193.1.1 主程序193.1.2 數(shù)碼管顯示203.1.2 4

2、85通訊收發(fā)函數(shù)213.1.3 步進(jìn)電機(jī)控制函數(shù)23第四章 系統(tǒng)調(diào)試244.1硬件電路調(diào)試244.2軟件調(diào)試24總結(jié)26參考文獻(xiàn)：27致 謝28附錄A：485通訊步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)原理圖29附錄B：軟件程序31摘要在工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域,智能裝置之間的通信占有重要的地位RS485這種串行通信方式,在工控自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,這種遠(yuǎn)距離通信可以采集遠(yuǎn)程信息和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。在工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域智能裝置之間的通信占有重要的地位,RS485這種串行通信方式在工控自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,這種遠(yuǎn)距離通信可以采集遠(yuǎn)程信息和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)是由stc89c51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)4

3、85通訊，控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)簡(jiǎn)易控制裝置。有數(shù)碼管顯示步進(jìn)圈數(shù)，并且可以按鍵控制。關(guān)鍵詞：RS485 通訊 stc89c51單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī)Abstract In the field of industrial control automation, intelligent devices is very important for communication between way RS485 serial communication, is widely applied in the field of industrial control automation, this kin

4、d of long distance communication can remote information and remote data, to realize the remote control and remote control. intelligent devices in the field of industrial control automation occupies an important position, the communication between the serial communication interface RS485 is widely ap

5、plied in the field of industrial control automation, this kind of long distance communication can remote information and remote data, to realize the remote control and remote control.This design is by the stc89c51 singlechip microcomputer 485 communication, a simple control stepper motor control dev

6、ice.With digital tube display stepper laps, and also can control buttons.Keywords: RS485 communication stc89c51 singlechip stepper motor前 言自動(dòng)化技術(shù)是國家現(xiàn)代化的標(biāo)志,作用突出自動(dòng)化技術(shù)的作用體現(xiàn)在,它面向整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,是連接傳統(tǒng)與現(xiàn)代工業(yè)的紐帶,是把現(xiàn)代管理技術(shù)、信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的關(guān)鍵性手段。在礦山、石油、建材、化工、制藥、輕工、電力、汽車制造業(yè)以及軍工等行業(yè),生產(chǎn)效率的提高無不依賴于控制技術(shù)自動(dòng)化水平的提高。近十幾年我國國民經(jīng)濟(jì)GDP 長(zhǎng)期保持

7、7%以上的增長(zhǎng)率,近兩年我國汽車工業(yè)保持15%以上的增長(zhǎng)率,其原因之一就是源于自動(dòng)化生產(chǎn)線的普及與提高,是自動(dòng)化技術(shù)在起主導(dǎo)和支撐作用。特別是自第二次工業(yè)革命以來,電氣及對(duì)電氣的控制技術(shù)已成為人們生產(chǎn)、生活乃至生存所必需的一種技術(shù)支持,無論是在對(duì)大中型企業(yè)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的技術(shù)改造,還是對(duì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)高效節(jié)能的發(fā)揮,均起到了至關(guān)重要的作用,它已成為當(dāng)今諸多高新技術(shù)系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到各個(gè)工業(yè)部門,其地位的重要性,已經(jīng)或正在對(duì)諸如一個(gè)國家工業(yè)的發(fā)展,一個(gè)企業(yè)參加國際大家庭的激烈競(jìng)爭(zhēng),乃至對(duì)國家國防軍力的強(qiáng)大與現(xiàn)代化程度等中日益凸現(xiàn)出來。RS485又叫EIA-485，是美

8、國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。一般采用兩線制傳輸，利用兩線間的電壓差進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 RS485可以滿足通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力大、傳輸速率高的要求。通過RS485總線連接的智能設(shè)備可以形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，滿足了網(wǎng)絡(luò)信息化的需要。一臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)控制多臺(tái)從機(jī)，這種一對(duì)多的主從通信方式極大的提高了通信的效率，也節(jié)省了通信成本。單片機(jī)控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的控制方法.自從1976年Intel公司推出第一批單片機(jī)以來，80年代單片機(jī)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常生

9、活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都可以大顯其能。單片機(jī)將微處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等集成在一個(gè)芯片上的大規(guī)模集成電路，本身即是一個(gè)小型化的微機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)與傳感與測(cè)量技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)分析技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)、可編程邏輯應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、軟件工程、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、誤差分析、儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等的結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。同時(shí)，單片機(jī)具有較強(qiáng)的管理功能。采用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制，使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內(nèi)部配線少、成本低，制造、安裝

10、、調(diào)試及維修方便。第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案1.1硬件總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于單片機(jī)的485通訊步進(jìn)電機(jī)的電路其結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示圖1-1 硬件框圖1.1.1 硬件系統(tǒng)子模塊(1) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路部分(2) 鍵盤掃描電路部分(3) 數(shù)碼管數(shù)字顯示(4) 485數(shù)據(jù)傳輸與接收部分(5) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板連接部分1.2軟件總體設(shè)計(jì) 良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，提高軟件的通用性，擴(kuò)展性和可讀性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下：(1) 根據(jù)需求按照系統(tǒng)的功能要求，逐級(jí)劃分模塊。(2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，力求數(shù)據(jù)傳遞少，以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性，便于軟件編制和調(diào)試。(3) 確定軟

11、件開發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過。(4) 按照開發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來，即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。首先通電后工作，注意是先通接收板步進(jìn)電機(jī)12v電源，在通發(fā)送板5v單片機(jī)供電，開機(jī)后數(shù)碼管顯示的數(shù)字是0，在此期間可以設(shè)置數(shù)字，按下確認(rèn)后經(jīng)485傳輸數(shù)據(jù)，接收板處理后步進(jìn)電機(jī)做出應(yīng)答。本設(shè)計(jì)還可以自由移動(dòng)，設(shè)有左右按鍵，步進(jìn)電機(jī)自由移動(dòng)。第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1硬件電路分析和設(shè)計(jì)報(bào)告本設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)是有單片機(jī)通過IO口P2.3管腳進(jìn)行485數(shù)據(jù)的傳輸。P1口按鍵，控制左右及定向移動(dòng)。P2.7 、P2.6、P2.5控制步進(jìn)電機(jī)，如果步進(jìn)電機(jī)相序變反，那么移動(dòng)

12、也會(huì)變反。2.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路本系統(tǒng)采用的單片機(jī)為STC89C52RC。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)），

13、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)

14、）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)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)

15、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P1.1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：

16、在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1接收低8位地址。表XX 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)，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“MO

17、VX 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)Flas

18、h 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XX 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，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。看門狗計(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

19、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

20、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。單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理圖如圖2-1所示，單片機(jī)最小系統(tǒng)主

21、要由晶振電路和復(fù)位電路組成。單片機(jī)XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中間再并個(gè)12MHZ的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。ALE引腳懸空，復(fù)位引腳接到復(fù)位電路、VCC接電源、VSS接地、EA接電源。圖2-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2.1.2 鍵盤電路鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的主要輸入設(shè)備，單片機(jī)使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤采用硬件線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤的編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能夠自動(dòng)生成按鍵代碼，并有去抖功能。因此使用方便，但硬件較復(fù)雜。非編碼鍵盤僅僅提供鍵開關(guān)狀態(tài)，由程序來識(shí)別閉合鍵，消除抖動(dòng)，產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡(jiǎn)單，在單片機(jī)中

22、應(yīng)用非常廣泛。電路如圖2-2所示圖2-2 按鍵電路3.1.3 數(shù)碼管顯示電路考慮到經(jīng)濟(jì)適用，方便關(guān)系，本系統(tǒng)采用數(shù)碼管作為顯示，數(shù)碼管顯示數(shù)字比較直觀明了，一下是對(duì)數(shù)碼管的介紹數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出需要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅(qū)動(dòng)，

23、要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過

24、分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。本文數(shù)碼管顯示電路如圖2-3所示圖2-3 數(shù)碼管顯示電路3.1.4 485通信電路RS-485是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS-232在1962年發(fā)布，命名為EIA-232-E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家產(chǎn)

25、品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來，它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出的。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，

26、后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視頻界的應(yīng)用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨(dú)家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對(duì)錄像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的，視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了，如Louth、Odetis協(xié)議是公開的，而ProLINK則是基于Profile上的。圖2-4 連接器如下圖2-5所示為485電路連接圖圖2-5 485通訊電路3.1.5 步進(jìn)電機(jī)連接電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移

27、的電動(dòng)機(jī)，它的運(yùn)行需要專門的驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電源的輸出受外部的脈沖信號(hào)控制。每一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，這個(gè)角度稱為步距角。脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度，脈沖的頻率決定了電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度，改變繞組的通電順序可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向。在數(shù)字控制系統(tǒng)中，它既可以用作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，也可以用作伺服電動(dòng)機(jī)。它在工業(yè)過程控制中得到廣泛的應(yīng)用，尤其在智能儀表和需要精確定位的場(chǎng)合應(yīng)用更為廣泛。電路如圖2-6所示圖2-6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項(xiàng)功能，首先必須有較完善的硬件作保證，同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持。尤其是計(jì)算機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的

28、工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時(shí)會(huì)變得很簡(jiǎn)單，如數(shù)字濾波，信號(hào)處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與C51系列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的51C語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。該設(shè)計(jì)的功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，按整體功能分成多個(gè)不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。采用STC89RC52通用單片機(jī)，成本低，穩(wěn)定性高。3.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路發(fā)送板的顯示函數(shù)，485通訊發(fā)送函數(shù)，按鍵函數(shù)。接收板的

29、485通訊接收函數(shù)，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)答函數(shù)。3.1.1 主程序主程序包括，定時(shí)器初始化，485通訊初始化、以及顯示、按鍵控制。首先是定時(shí)器初始化，485 25毫秒傳輸數(shù)據(jù)，接收板應(yīng)答。主函數(shù)程序如圖3-1、3-2所示圖3-1 發(fā)送板主函數(shù)圖3-2 接收板主函數(shù) 主程序的程序流程圖如圖3-3所示。圖3-3主函數(shù)流程圖3.1.2 數(shù)碼管顯示程序框圖如圖4-3所示圖3-3 數(shù)碼管程序框圖數(shù)碼管顯示程序如圖3-4所示圖4-3 數(shù)碼管顯示函數(shù)3.1.2 485通訊收發(fā)函數(shù)如圖4-4圖4-5所示圖4-4 485通訊接受函數(shù)圖4-5 485通訊發(fā)送函數(shù)3.1.3 步進(jìn)電機(jī)控制函數(shù)如圖4-6 圖4-7所示圖4-6

30、步進(jìn)電機(jī)接受函數(shù)圖4-7步進(jìn)電機(jī)發(fā)送函數(shù)第四章 系統(tǒng)調(diào)試4.1硬件電路調(diào)試仔細(xì)檢查所接電路，按照硬件原理圖接線，理論上是能實(shí)現(xiàn)的(1) 數(shù)碼管不正常顯示斷選位選位置不對(duì)，掃描太快，檢查線路是否正常（2）通訊協(xié)議不成功檢查是否收發(fā)段SBUF收發(fā)正確（3） 步進(jìn)電機(jī)不運(yùn)行檢查通訊是否正常步進(jìn)電機(jī)是否12v電源供電4.2軟件調(diào)試如果硬件電路檢查后，沒有問題卻實(shí)現(xiàn)不了設(shè)計(jì)要求，則可能是軟件編程的問題，首先應(yīng)檢查初始化程序，然后是讀溫度程序，顯示程序，以及PWM控制程序，對(duì)這些分段程序，要注意邏輯順序，調(diào)用關(guān)系，以及涉及到了標(biāo)號(hào)，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)號(hào)而影響程序的執(zhí)行，除此之外，還要熟悉各指令的用法，以免出

31、錯(cuò)。還有一個(gè)容易忽略的問題就是，源程序生成的代碼是否燒入到單片機(jī)中，如果這一過程出錯(cuò)，那不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求也是情理之中的事。本人在設(shè)計(jì)的時(shí)候在偉福仿真軟件進(jìn)行調(diào)試，通過此軟件進(jìn)行調(diào)試可以很方便的觀察單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)寄存器及內(nèi)部存儲(chǔ)器變化情況，以方便進(jìn)行調(diào)試。圖為單片機(jī)功能調(diào)試圖：圖4-1 單片機(jī)功能調(diào)試圖硬件與軟件調(diào)試相結(jié)合，仔細(xì)檢查各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，就能順利完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，在調(diào)試過程中必須認(rèn)真耐心，不能有一點(diǎn)馬虎，否則遺漏一個(gè)小的問題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗。 總結(jié) 通過本次的設(shè)計(jì)，使我們不僅對(duì)單片機(jī)這門課程有了更深刻的認(rèn)識(shí)，懂得了如何運(yùn)用課本知識(shí)結(jié)合實(shí)際來完成定時(shí)器的顯示和編程方法以及數(shù)碼顯示電路的驅(qū)動(dòng)方法，使我們能夠很快的適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展的需求，同時(shí)也提高了我們的思維能力和實(shí)際操作能力，為以后更好的走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 另