(a)
以我们就采用M1的电机控制就可以了。
(b)
图3.5 驱动电路原理图
分别为L298 两桥的使能端,若为高电平则对应的桥处于工作状态。我们要控制电
机运动只需单片机送出一个信号就可以了。由于这次设计只要控制一个直流电机,所
本次设计采用的L298有很强的驱动能力驱动电流可达2A。 图中ENA和ENB
13
3.3 显示模块设计
液晶显示模块是 128×64 点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置 8192个中文汉字(16×16 点阵)、128 个字符(8×16 点阵)及 64×256 点阵显示 RAM(GDRAM)。可与 CPU 直接接口,提供两种界面来连接微处理机:
8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式等。
实物图如图3.6。
图3.6 128×64 点阵的汉字图形型液晶显示器
在本次设计中需要显示黑线数量、运行的状态等一些数字、字母和汉字信息,因此使用12864比较合适。它是一种图形点阵液晶显示器,主要由行驱动器、列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成,可完成汉字(16×16)显示和图形显示。共有20个引脚,由于本次使用的是串口通信,不需要使用并口数据接线端口,因此在图中省略了。12864液晶显示器外观管脚图如图3.7[12]。
自带中文字库12864液晶2019181716151413121110987654321
图 3.7 12864管脚图
14
管脚说明如下:
(1)1脚VSS,模块的电源地。 (2)2脚VDD,模块的电源正端。 (3)3脚V0,LCD驱动电压输入端。
(4)4脚RS,并行的指令/数据选择信号;串行的片选信号。 (5)5脚R/W,并行的读写选择信号;串行的数据口。 (6)6脚E,并行的使能信号;串行的同步时钟。 (7)7~14脚DB0~DB7数据0~7。
(8)15脚PSB并/串行接口选择H-并行;L-串行。 (9)16脚NC空脚。
(10)17脚RST,复位低电平有效。 (11)18脚VEE,LCD驱动负电压输入端。 (12)19脚A背光源正极(5V)。 (13)20脚K背光源负极(0V)。
用带中文字库的128×64显示模块时应注意以下几点:
1、欲在某一个位置显示中文字符时,应先设定显示字符位置,即先设定显示地
址,再写入中文字符编码。
2、显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时,
只须设定一次显示地址,由模块自动对地址加1指向下一个字符位置,否则,显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。
3、当字符编码为2字节时,应先写入高位字节,再写入低位字节。 4、模块在接收指令前,向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态,即读取BF标志时BF需为“0”,方可接受新的指令。
5、“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后,以后
的指令集将维持在最后的状态,除非再次变更“RE”位,否则使用相同指令集时,无需每次均重设“RE”位。
在本次设计中,显示器显示电机的设定速度和实际速度,通过按键的控制,在显示器上都会出现转速的相应调整。显示器的功能实现由程序的控制而来[13]。
15
3.4 STC89C51单片机系统
STC89C51单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的
系统。其功能强大,可以实现单片机开发的多种要求,学习、开发者可以根据需要选配多种常用模块,达到实验及教学的目的。
STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的
单片机,指令代码与传统8051单片机完全兼容[14]。
图3.8 STC89C51管脚图
单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准,有条不紊地一拍一拍地工作,因此时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为30pF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响振荡器的频率高低,振荡器的稳定性和起振的快速性,晶振的频率越高则系统的时钟频率也越高,单片机的运行速度也越快。本设计采用频率为12MHZ,微调电容C1和C2为30pF的内部时钟方式,电容为瓷片电容。
XTAL1RESETRESETXTAL2
图3.9时钟电路 图3.10 复位电路
该电路采用按键手动复位。按键手动复位为电平方式。其中电平复位是通过RET
端经电阻与电源VCC接通而实现的,当时钟频率适用于12MHZ时,C取100uF,
R取10K,为保证可靠复位,在初识化程序中应安排一定的延迟时间[15]。
16
3.5光电门测速模块
光电门测速用途:广泛用于电机转速检测,位置检测,脉冲计数等。它的实物模型如下图,它的工作电压为DC 3-5V,并且具有以下的特点: 1、具有信号输出指示 2、单路信号输出 3、输出有效信号为低电平 4、灵敏度不可调
5、可用于工件计数、电机测速 6、电路板输出开关量
图3.11 光电门测速模块图
在系统里面,通过电动机的转页上的缺口切断光电门测速装置所发出的光线可以达到给定转速信号的作用。转页上共有两个缺口,光电门通过发出的红外光被截断的频率从而知道电动机的转动频率。通过系统计数和对比控制从而给出较准确的转速。
本系统用到了光电耦合器,光电耦合器可以抑制尖脉冲和各种杂讯干扰信号。光电耦合器之所以在传输信号的同时能够有效得抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使得通道上的信号杂讯比大为提高,主要有以下几方面的原因:
1、光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105-106欧姆。据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器
输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极管发光,从而被抑制掉了。
2、光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间分
布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
3、光电耦合器可以起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至
17