中国矿业大学2012届本科生毕业设计（论文） （1）一个8位微处理器CPU。
（2）片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 （3）片内程序存储器ROM。
（4）两个定时/计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计数。
（5）四个8位可编程的并行I/O端口，每个端口既可作输入，也可作输出。
（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。 （7）中断控制系统。 （8）内部时钟电路。
4.1.2系统硬件整体结构图
本系统的硬件整体结构如图4-2所示，其中包括了电源模块、传感器模块、人机互动模块和电机驱动模块。 转速传感器开关电源12V键盘LM2596 5V8051单片机数码管显示电机电机驱动 4-2 系统硬件整体结构图
4.2电源稳压模块
本系统的主要电源为12V，6A的开关电源，但是单片机以及其他电器需要的电压为5V所以我就需要找到一个合适的稳压芯片来降低电压，开始我考虑的是7805，它的特点是三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围
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元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。但是最大通过电流为1.5A，带载能力弱，这是我用altium designer绘制的7805稳压电路：
图4-3 7805稳压电路
还有另外一种稳压芯片为LM2940，LM2940比7805的转换效率高。7805直接输入不接输出的情况下，其内部还会有3mA的电流消耗（静态电流)。如图4-4所示。
图4-4 2940稳压电路
不过根据我之前接触的稳压芯片，我用了另外一款：LM2596（图4-5）。 （1）3.3V、5V、12V 的固定电压输出和可调电压输出 （2）可调输出电压范围 1.2V～37V±4% （3）输出线性好且负载可调节 （4）输出电流可高达 3A （5）输入电压可高达 40V
（6）采用150KHz的内部振荡频率，属于第二代开关电压调节器，功耗小、
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效率高
（7）低功耗待机模式，IQ 的典型值为 80μA （8）TTL 断电能力
（9）具有过热保护和限流保护功能
（10）封装形式：TO-220（T）和 TO-263（S）
（11）外围电路简单，仅需 4 个外接元件， 且使用容易购买的标准电感
图4-5 LM2596稳压电路
当我需要输出5V的电压时，只要按照一定的比例调整电位器R1就可以得到需要输出的电压，并且电压稳定，不随电源电压改变而改变。
4.3 按键电路
自己绘制的1×4按键电路平时为高电平，低电平有效。
主按键为继电反馈按键，单片机通电后，按下按键，单片机模拟继电器给电动机发出等幅振荡，由编码器测得的反馈计算出PID参数，然后进入PID控制阶段。
另外三个按键一个控制开始，一个增加转速，一个降低转速。如图4-6。
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图4-6 按键电路
4.4电机驱动电路
目前直流电机的驱动方式主要有2种形式：线性驱动方式和开关驱动方式。其中线性驱动方式可以看成一个数控电压源。该驱动方式的优点是驱动电机的力矩纹波很小，可应用于对电机转速要求非常高的场合；缺点是该方式通常比较复杂，成本较高，尤其是要提高驱动的功率时相应的电路成本将提升很多。
应用较多的是是开关驱动方式，直流电机常用的是 H 桥式驱动。目前的 H桥驱动主要有3 种方式，如图5-6所示。(a)中H 桥的4个桥臂都使用 N 沟道增强型 MOS 管；(b)中H 桥的4个桥臂都使用P沟道增强型MOS 管；(c)中上H桥臂分别使用P沟道增强型MOS管和N沟道增强MOS 管。由于P 沟道MOS管的品种少切价格较高、导通电阻和开关速度等都不如N沟道MOS 管，此最理想的情况应该是在H 桥的4 个桥臂都使用N 沟道MOS 管。但是在如图1(a)中可以看到：为了使电机正转，Q1和Q4应该导通。因此S4 电压应该高于Q4 的源极电压，S1 电压应该高于Q1 的源极电压。由于此时Q1 的源极电压近似等于Vcc，因此就要求S1 必须大于(Vcc+Vgs)。在很多电路中除非作一个升压电路否则是比较困难得到的。同理，(b)中为了使电机正转，S4 电压就必须低于0V- VGS，在使用时也不方便。因此最常用的是(c)的电路，该电路结合了上述2种电路各自的优点，使用方便。
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图4-7 H桥
现实应用中有多种芯片可以实现H桥电路，常用的有LM298,33886,7960，直接MOS管搭建等。298和33886的驱动电流不够大，无法承担起大功率直流电机的应用要求，下面我主要介绍7960和MOS管搭建这两种电机驱动。
4.4.1BTS7960电机驱动模块：
bts7960的优点是电路简单，利用双BTS/BTN7960能达到最大电流43A，他是H桥驱动。下面是我之前和别人一起做的7960PCB板以及实物图：
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