第3講：第二章--單片機輸出接口與伺服電機控制

1、Slide Slide 1 1DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制深圳市德普施科技有限公司SHENZHEN DEPUSH.TECHLONOGY CO.,LTD第二章單片機輸出接口與伺服電機控制Slide Slide 2 2DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制本講摘要 C51單片機的輸入/輸（I/O）出接口I/O口的主要作用 單燈閃爍控制unsigned int及while循環(huán)控制語句 機器人伺服電機控制零點標定 控制電機正反轉(zhuǎn) 電機循環(huán)控制for循環(huán)控制語句 用計算機控制機器人運動scanf格式輸入函數(shù)Slide Slide 3 3DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機

2、控制C51單片機的輸入/輸出接口 輸入/輸出（I/O）接口是單片機和外部設(shè)備之間信息交換和控制的橋梁。它主要有以下幾個作用： 1. 1.實現(xiàn)和不同外部設(shè)備的速度匹配實現(xiàn)和不同外部設(shè)備的速度匹配不同的外設(shè)工作速度差別很大，而且一般來講外設(shè)的響應(yīng)速度遠遠小于CPU的運算速度。所以接口電路就必須適應(yīng)CPU和外設(shè)的速度上的這個矛盾。 2. 2.改變數(shù)據(jù)傳送的方式改變數(shù)據(jù)傳送的方式I/O數(shù)據(jù)有并行和串行兩種方式。 3. 3.按照需要為按照需要為CPUCPU提供更多資源，如提供更多資源，如RAMRAM和和ROMROM 4. 4.改變信號的性質(zhì)和電平改變信號的性質(zhì)和電平CPU和外設(shè)之間的信號有幾類：數(shù)據(jù)型（

3、程序代碼和計算結(jié)果等）、狀態(tài)型（反映外設(shè)的工作狀態(tài)，如啟動、忙、空閑等）和控制控制型（控制外設(shè)的工作狀態(tài)，如外設(shè)的開和關(guān)、電機的轉(zhuǎn)動和停止、速度的控制等）。Slide Slide 4 4DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制C51單片機的輸入/輸出接口 51系列單片機有4個8位的并行I/O口：P0、P1、P2和P3。既可作為普通的I/O口、也可用作特殊功能。AT89S52引腳I/O定義圖Slide Slide 5 5DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制單燈閃爍控制LEDLED電路搭建電路搭建確保LED的短針腳（陰極、負極）通過電阻與P1_0相連確保LED的長針腳（陽極、正極）

4、插入“VCC”接口Slide Slide 6 6DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制#include#includeint main(void) uart_Init();/初始化串口 printf(The LED connected to P1_0 is blinking!n); while(1) P1_0=1; / P1_0輸出高電平 delay_nms(500); /延時500ms P1_0=0; / P1_0輸出低電平 delay_nms(500); /延時500ms 單燈閃爍控制例程：例程：HighLowLed.cHighLowLed.c建立項目HighLowLed，輸入并保

5、存以下程序，查看運行結(jié)果。（過程參考第一章）Slide Slide 7 7DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制單燈閃爍控制類型類型長度（單位長度（單位bit）范圍范圍int16-32768+32767頭文件：頭文件：BoeBot.hBoeBot.h 該頭文件中定義了兩個延時函數(shù)：（1）delay_nms(delay_nms(unsignedunsigned intint n); n); 毫秒級延時 （2）delay_nus(delay_nus(unsignedunsigned intint n); n); 微秒級延時unsigned int:無符號整型unsigned int160+

6、65535Slide Slide 8 8DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制單燈閃爍控制whilewhile語句語句 while語句是一種循環(huán)控制語句。 在實際問題中，常常需要進行大量的重復處理，循環(huán)結(jié)構(gòu)可以使我們只寫很少的語句，而讓計算機反復執(zhí)行，從而完成大量類同的計算。 while語句是當型循環(huán)控制語句，一般形式為：While(While(表達式表達式) ) 語句語句; ; 語句部分稱為循環(huán)體，當需要執(zhí)行多條語句時，應(yīng)使用復合語句（使用“”）。 while語句的特點是：先判斷表達式值，后執(zhí)行，若條件不成立，則跳出循環(huán)，執(zhí)行下面語句。其它循環(huán)控制語句其它循環(huán)控制語句 do.whil

7、e語句 for語句Slide Slide 9 9DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制單燈閃爍控制時序圖時序圖反應(yīng)高、低電壓信號與時間的關(guān)系圖Slide Slide 1010DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制機器人伺服電機控制信號伺服電機的安裝伺服電機的安裝伺服電機與教學底板的連線原理圖和實際接線示意圖伺服電機實物圖Slide Slide 1111DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制機器人伺服電機控制信號while(1) P1_0=1; /P1_0輸出高電平 delay_nus(1500); /延時1.5ms P1_0=0; /P1_0輸出低電平 delay_nu

8、s(20000); /延時20ms零點標定信號零點標定信號使電機停止轉(zhuǎn)動Slide Slide 1212DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制機器人伺服電機控制信號測試伺服電機測試伺服電機1.3 ms的控制脈沖序列使電機順時針全速旋轉(zhuǎn) 1.7 ms的連續(xù)脈沖序列使電機逆時針全速旋轉(zhuǎn)while(1) P1_0=1; delay_nus(1300); P1_0=0; delay_nus(20000); while(1) P1_0=1; delay_nus(1700); P1_0=0; delay_nus(20000); Slide Slide 1313DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服

9、電機控制計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)for循環(huán)控制語句循環(huán)控制語句 在實際的機器人控制過程中，經(jīng)常要求機器人運動一段給定的距離或者一段固定的時間。 for語句是循環(huán)控制結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的一種循環(huán)控制語句，特別適合已知循環(huán)次數(shù)的情況。它的一般形式為：for(for(表達式表達式1;1;表達式表達式2;2;表達式表達式3) 3) 語句語句Slide Slide 1414DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù) 表達式1：給控制變量賦初值； 表達式2：循環(huán)控制條件； 表達式3：給控制變量增量或減量； 語句：循環(huán)體，當有多條語句時，必須使用復合語句（“ ”）。for(for(表達式表達式

10、1;1;表達式表達式2;2;表達式表達式3) 3) 語句語句語句執(zhí)行過程： 首先計算表達式1，然后計算表達式2，若表達式2為真，則執(zhí)行循環(huán)體；否則，退出for循環(huán)，執(zhí)行for循環(huán)后面的語句。 如果執(zhí)行了循環(huán)體，則循環(huán)體每執(zhí)行一次，都計算表達式3，然后重新計算表達式2，依此循環(huán)，直至表達式2的值為假，退出循環(huán)。Slide Slide 1515DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)使用for循環(huán)語句，控制電機運行：for(counter=1;counter=130;i+) P1_1=1; delay_nus(1700); P1_1=0; P1_0=1; delay_nus

11、(1300); P1_0=0; delay_nms(20);自增和自減自增和自減“+”“+”和和“-”-”運算符“+”是操作數(shù)加1，而“-”是操作數(shù)減1，即:“x=x+1;”等同于“x+”；“x=x-1;”等同于“x-;”Slide Slide 1616DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)執(zhí)行一次循環(huán)體，電機運行時間： 1.7ms（左電機，與P1_1相連） +1.3ms（右電機，與P1_0相連） +20ms（延時時間） =23ms總共運行時間：130 X 0.023s = 3sfor(counter=1;counter=130;i+) P1_1=1; delay_n

12、us(1700); P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1300); P1_0=0; delay_nms(20);電機運行時間：Slide Slide 1717DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)例程：例程：BothServosThreeSeconds.cBothServosThreeSeconds.c for(counter=1;counter=130;counter+) P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0; P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0; delay_nms(20);用以下兩個for循環(huán)語句代

13、替HighLowLed.c中的while循環(huán)語句。for(counter=1;counter=130;counter+) P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0; P1_0=1;delay_nus(1700); P1_0=0; delay_nms(20);執(zhí)行程序，觀察機器人是否向一個方向運行3秒鐘后又反射運行3秒鐘。Slide Slide 1818DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制用計算機控制機器人運動 在第一章中你已經(jīng)知道C51單片機可以通過串口向計算機調(diào)試終端發(fā)送信息，該任務(wù)將使用串口由你從計算機向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)來控制機器人的運動。scanfscanf函數(shù)

14、函數(shù) scanf函數(shù)稱為格式輸入函數(shù)，即按用戶指定的格式從鍵盤上把數(shù)據(jù)輸入到指定的變量之中。它的一般形式為：scanfscanf(“(“格式控制字符串格式控制字符串”，地址表列，地址表列);); 其中，格式控制字符串的作用與printf函數(shù)相同，但不能顯示非格式字符串，也就是不能顯示提示字符串，即要求以%開關(guān)。 地址表列中給出各變量的地址。地址是由地址運算符“&”后跟變量名組成的。如&PulseNumber表示變量PulseNumber的地址，這個地址是編譯系統(tǒng)在內(nèi)存中給變量分配的地址，用戶不需要關(guān)心具體地址是多少。例如： scanf(“%d”,&PulseNumber);將把用戶輸入的整數(shù)賦給變量PulseNumberSlide Slide 1919DEPUSH單片機輸出接口與機器人伺服電機控制用計算機控制機器人運動printf(“Program Running!n”);printf(Please input pulse number:n);scanf(%d,&PulseNumber);printf(Please input pulse duration:n);scanf(%d,&PulseDuration);for(Counter=1;Counter=PulseNumber;Counter+) delay_nus (PulseDuratio