基于单片机的电机测速及显示课程设计Word下载.docx

1、 4）第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机1.2 AT89C51的主要特性与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路1.3管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TT

2、L门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”

3、时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P

4、3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程

5、脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0

6、000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。1.4振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.5芯片

7、擦除整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。二、硬件电路的设计2.1 AT89C51下载器部分SP-51Pro（即Easy51pro）编程器可以烧录Atmel公司系列单片机

8、芯片，具有性能稳定,烧录速度快,性价比高等优点。产品性能介绍如下:支持的芯片支持目前最为经典和市场占有量最大的ATMEL公司生产的AT89C51、C52、C55和最新的S51、S52；AT89C1051、2051、4051等芯片。产品特点1.使用串口通讯,芯片自动判别，编程过程中的擦除、烧写、校验各种操作完全由编程器上的监控芯片89C51控制,不受PC配置及其主频的影响,因此烧写成功率高可以达到100，烧写速度很快并且烧写速度和微机的档次无关。2.采用57600高速波特率进行数据传送,编程速度可以和一般并行编程器相媲美,经测试,烧写一片4K ROM的AT89C51仅需要9.5S,而读取和校验仅

9、需要3.5S。3.体积小巧,省去笨重的外接电源适配器,直接使用USB端口5V电源, 携带方便，非常初学者学习51单片机的要求。4.软件界面友好,菜单、工具栏、快捷键齐全,全中文操作，提供加密功能，可以保护您的创作产权。可以说是麻雀虽小，五脏俱全！5.功能完善,具有编程、读取、校验、空检查、擦除、加密等系列功能;6.40pin和20pin锁紧插座,所有器件全部以第一脚对齐,无附加跳线,对于DIP封装芯片无需任何适配器;7.采用优质万用锁紧插座，和接触不良等问题彻底说再见，可烧写40脚单片机芯片和20脚单片机芯片8.改进的烧写深度确保每一片C51系列芯片的反复烧写次数都能达到1000以上！内部数据

10、至少保存10年。9.因为采用了9针传口通讯，这样一来就不会再和打印机抢一个打印口，随时随地想烧就烧，让芯片编程成为一种快乐！（3）硬件连接 1.通讯电缆与编程器连接好，2.将串口插头插入电脑串口，3.USB插头插入电脑任一个USB口，此时编程器上LED点亮，表明电源接通。4.接着安装软件，本软件支持Win9x/me/2000/NT,标准Window操作界面。本软件属于绿色软件，不需要安装，直接把相关的软件拷贝到硬盘中，运行其中的Easy 51Pro 2_0程序即可。软件使用 程序启动后，会自动检测硬件及连接，状态框中显示“就绪”字样，表示编程器连接和设置均正常。否则请检查硬件连接和端口设置。

11、把单片机芯片正确地放到编程器的相应插座上，注意，芯片的缺口要朝向插座的把手方向。芯片放好后，就可以对芯片进行读写操作了，读写操作按下面的步骤进行： 1、程序运行，请先选择器件（点下选框）2、用“打开文件”选择打开要编写的.HEX 和 .BIN 文件3、用“保存文件”可以保存读出来的文件4、用“擦除器件”擦除芯片5、用“写器件”编程6、用“读器件”读取芯片中的程序，加密的读不出来7、用“校验数据”检查编程的正确与否8、用“自动完成”自动执行以上各步骤9、用“加密”选择加密的级数2.12电机驱动部分2.2电机驱动部分图4-3中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形

12、状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.12及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。图4-3 H桥简易驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图4-4所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和

13、Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。图4-4 H桥电路驱动电机顺时针转动图4-5所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。图4-5 H桥驱动电机逆时针转动 驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三

14、极管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。图4-6 所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。（与本节前面的示意图一样，图4.15所示也不是一个完整的电路图，特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。）图4-6 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果DIRL信号为0，DIRR信号

15、为1，并且使能信号是1，那么三极管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机（如图4.-7所示）；如果DIRL信号变为1，而DIRR信号变为0，那么Q2和Q3将导通，电流则反向流过电机。图4-7 使能信号与方向信号的使用 实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦的，好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。三、程序设计3.1 下载器程序#include BYTE ComBuf18;/串口通讯数据缓存，发送和接收都使用UINT nAddress;/ROM中

16、地址计数UINT nTimeOut;/超时计数ProWork pw;/编程器一般操作void Delay_us（BYTE nUs）/微秒级延时255us TH0=0; TL0=0; TR0=1; while（TL0nUs）/利用T0做定时计数器，循环采样，直到达到定时值 TR0=0;void Delay_ms（UINT nMs）/豪秒级的延时65535ms UINT n=0; while（nnMs）/利用T0做定时计数器，循环采样，直到达到定时值 TH0=0; TL0=20; while（TH04） n+; BOOL WaitComm（）/等待上位机的命令,18字节 BYTE n=0; RI=

17、0; while（!RI）/等待第一个字节 ComBufn=SBUF; n+; for（n;n10000）/后17个字节都有超时限制 return 0; ComBufn=SBUF; RI=0; return 1;BOOL WaitResp（）/等待上位机回应,1字节,有超时限制 nTimeOut=0; nTimeOut+; if（nTimeOut50000） return 0; ComBuf0=SBUF;BOOL WaitData（）/写器件时等待上位机数据，18字节，有超时限制 BYTE n; for（n=0;10000） void SendData（）/发送数据或回应操作完成,18字节 T

18、I=0; SBUF=ComBufn;TI）void SendResp（）/回应上位机1个字节,在写器件函数中使用 TI=0; SBUF=ComBuf0;void SetVpp5V（）/设置Vpp为5v P3_4=0; P3_3=0;void SetVpp0V（）/设置Vpp为0v P3_4=1;void SetVpp12V（）/设置Vpp为12v P3_3=1;void RstPro（）/编程器复位 pw.fpProOver（）;/直接编程结束 SendData（）;/通知上位机，表示编程器就绪，可以直接用此函数因为协议号（ComBuf0）还没被修改，下同void ReadSign（）/读特征

19、字 pw.fpReadSign（）;/通知上位机，送出读出器件特征字void Erase（）/擦除器件 pw.fpErase（）;/通知上位机，擦除了器件void Write（）/写器件 pw.fpInitPro（）;/编程前的准备工作/回应上位机表示进入写器件状态，可以发来数据 while（1） if（WaitData（）/如果等待数据成功 if（ComBuf0=0x07）/判断是否继续写 for（n=2;n+）/ComBuf217为待写入数据块 if（!pw.fpWrite（ComBufn）/调用写该器件一个单元的函数 pw.fpProOver（）;/出错了就结束编程 ComBuf0=0x

20、ff; SendResp（）;/回应上位机一个字节，表示写数据出错了 WaitData（）;/等待上位机的回应后就结束 return; nAddress+;/下一个单元 ComBuf0=1;/回应上位机一个字节，表示数据块顺利完成，请求继续 SendResp（）; else if（ComBuf0=0x00）/写器件结束 break; else/可能是通讯出错了 pw.fpProOver（）; return; else/等待数据失败 pw.fpProOver（）; return;/编程结束后的工作 Delay_ms（50）;/延时等待上位机写线程结束 ComBuf0=0;/通知上位机编程器进入就

21、绪状态void Read（）/读器件/先设置成编程状态/回应上位机表示进入读状态 if（WaitResp（）/等待上位机回应1个字节 if（ComBuf0=0）/ComBuf0=0表示读结束 else if（ComBuf0=0xff）/0xff表示重发 nAddress=nAddress-0x0010; for（n=2;n+）/ComBuf217保存读出的数据块 ComBufn=pw.fpRead（）;/ nAddress+; ComBuf0=6;/向上位机发送读出的数据块 SendData（）; else break;/等待回应失败 /操作结束设置为运行状态void Lock（）/写锁定位

22、pw.fpLock（）;所支持的FID,请在这里继续添加extern void PreparePro00（）;/FID=00:AT89C51编程器extern void PreparePro01（）;/FID=01:AT89C2051编程器extern void PreparePro02（）;/FID=02:AT89S51编程器void main（） SP=0x60; SetVpp5V（）;/先初始化Vpp为5v SCON=0x00; TCON=0x00; /PCON=0x00;/波特率*2 IE=0x00; /TMOD: GATE|C/!T|M1|M0|GATE|C/!T|M1|M0 / 0

23、 0 1 0 0 0 0 1 TMOD=0x21;/T0用于延时程序 TH1=0xff; TL1=0xff;/波特率28800*2,注意PCON /SCON: SM0|SM1|SM2|REN|TB8|RB8|TI|RI / 0 1 0 1 0 0 0 0 SCON=0x50; TR1=1; Delay_ms（1000）;/延时1秒后编程器自举 while（1）/串口通讯采用查询方式 if（!WaitComm（）/如果超时,通讯出错 Delay_ms（500）; ComBuf0=0;/让编程器复位,使编程器就绪 switch（ComBuf1）/根据FID设置（ProWork）pw中的函数指针 case 0:/at89c51编程器 PreparePro00（）; case 1:/at89c2051编程器 PreparePro01（）; case 2:/at89s51编程器 PreparePro02（）; /case 3:支持新器件时，请继续向下添加 / break; /case 4: default: ComBuf0=0xff; ComBuf1=0xff;/表示无效的操作