图3.4 80C51管脚图
3.4 L298N电动机驱动芯片简介
使用L298N可以对电动机进行驱动,此芯片中含有两个桥式电路，可以对两台电动机进行驱动，本设计中只需要驱动一台电动机，所以选择L298N进行驱动是可行的方案。其管脚如图3.5所示，IN1、IN2、IN3、IN4为四个输入；ENA和ENB为两个使能输入；SENSA和SENSA为电机电流(或叫桥驱动电流)检测引脚，一般不用直接接地；OUT1、OUT2、OUT3、OUT4为四个输出。
图 3.5 L298N管脚图
4 硬件设计
4.1 单片机系统电路
整个89C51单片机的系统电路就是将晶振电路模块、复位电路模块、键盘电路模块、直流电动机的驱动电路同89C51单片机连接在一起，再有就是单片机的Vcc接+5V电源，Vss接地，如图4.1所示。
本设计通过四个按键来实现对电动机的控制，按键与P2口相连，按下按键改变电平，将改变的电平通过单片机送给P0.0和P0.1口，在送到L298N的输入端口，从而对电动机的启停和方向进行控制；还将其产生在PWM脉冲送到L298N的使能端，从而对电动机的速度进行控制。
图4.1 系统电路图
4.2 复位电路
复位电路用于产生复位信号，通过RST（高电平有效）引脚送入单片机，进行复位操作。该引脚上出现持续两个机器周期（即24个时钟周期）以上的高电平，便可实现复位，复位电路对单片机系统顺利的工作有着至关重要的作用。它可以保证程序从指定处开始执行，即从程序存储器的0000H地址单元开始执行程序。另外，当程序进行出错或操作错误使系统处于“死机”状态时，需复位以重新启动。复位信号的产生有上电自动复位和按键手动复位两种方式。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电实现的。通电时，电容两端相当于短路，于是RET引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容进行充电，RET端电压慢慢降下来，降到一定程度时变成低电平，单片机开始正常工作。对干扰抵抗能力差。最简单的上电自动复位电路。
按键手动复位电路是通过电阻接高电平实现的。按键手动复位电路。在现代工业控制中，根据实际需要，一般采用兼有上电外部复位与按键复位的电路，这样复位电路能输出两种电平的复位控制信号，以适应外围I/O接口芯片所需要的不同复位电平信号。
而在本设计中采用的是按键手动复位,如图4.2所示。
RST
图4.2 复位电路图
4.3 时钟电路
时钟电路是单片机系统的心脏，它控制者单片机的工作节奏。单片机虽然内部有振荡电路，但是要形成时钟，必须外部附加电路。微型计算机的CPU实质上就是一个复杂的同步时序电路，所有工作都是在时钟信号控制下进行的。每执行一条指令，CPU的控制器都要发出一系列特定的控制信号。AT89C51单片机的时钟信号通常由两种方式产生：一是内部振荡方式，二是外部时钟振荡方式。
内部时钟电路，在AT89C51单片机内部有一个高增益反相放大器，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接定时反馈回路，振荡器OSC就能自激振荡，并在单片机内部产生矩形时钟脉冲信号。定时反馈回路常由石英晶振和微调电容组成，其中石英晶振的频率是单片机的重要性能指标之一，时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度也就越快。一般情况下，石英晶振的频率选为典型值12MHz，这样有利于得到没有误差的波特率。内部时钟电路对外接电容C1、C2并没有严格要求，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容C1和C2典型值在60～70pF之间振荡器有较高的频率稳定性。选择30pF左右时对应的时钟频率为难12MHz，外接陶瓷振荡器时，电容值通常选择为47pF。
外部时钟电路是利用外部振荡信号直接作为时钟源直接接入XTAL1和XTAL2。通常XTAL2端直接接至内部时钟电路，输入端XTAL1接地。由于XTAL2的逻辑电平不是TTL的，所以建议接一个4.7～10K?的上拉电阻。
时钟电路则是由振荡电路产生震荡脉冲，从而得到晶振频率的电路。本设计中选取内部时钟电路，如下图4.3所示。
图4.3 内部时钟电路
4.4 直流电机驱动电路
直流电动机的驱动主要由L298N驱动芯片和TLP521-4光电隔离芯片组成，如图4.4所示。电动机停止时，单片机P0.0和P0.1口输出低电平；电动机运转时，单片机P0.0和P0.1口输出高电平；电动机正转时，单片机P0.0口输出低电平,P0.1口输出高电平；电动机反转时，单片机P0.0口输出高电平，P0.1口输出低电平；PWM脉冲调速采用定频调宽法，单片机P2.0口输出固定频率为1kHz的PWM脉冲，脉冲频率通过定时中断实现。
图4.4 直流电动机驱动电路