基于STC單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

.z.----.可修編.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：姓名：專業(yè)：學(xué)院：繼續(xù)教育學(xué)院學(xué)習(xí)形式：助學(xué)單位：指導(dǎo)教師：2014年7月-.z.-.z.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書題目院別：專業(yè)：班級(jí)：設(shè)計(jì)人：指導(dǎo)教師：-.z.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、題目：二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)-.z.三、內(nèi)容要求：1.說明部分：2.計(jì)算部分：-.z.3.繪圖部分：四、發(fā)給日期：年月日五、要求完成日期：年月日指導(dǎo)教師：系主任：年月日-.z.基于STC單片機(jī)的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文介紹一種基于STC89C52單片機(jī)控制的PWM直流電機(jī)脈寬調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)以廉價(jià)的STC89C52單片機(jī)為控制核心，以直流電機(jī)為控制對(duì)象。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對(duì)電路進(jìn)行總體方案論證設(shè)計(jì)，確定電路各個(gè)的功能模塊之間的功能銜接和接口設(shè)置，詳細(xì)分析了各個(gè)模塊的方案論證和參數(shù)設(shè)置。整個(gè)系統(tǒng)利用52單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生1K左右的PWM脈沖，通過快速光耦6N137實(shí)現(xiàn)控制單元與驅(qū)動(dòng)單元的強(qiáng)弱電隔離，采用4個(gè)9013和2個(gè)9012構(gòu)成的H橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速，用光電編碼盤完成測(cè)速功能。關(guān)鍵詞：STC89C52；PWM；光耦隔離；光電編碼盤-.z.DesignofDCspeedcontrolsystembasedonSTCsinglechipmicroputerAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,automaticcontrolsystemhasbeenwidelyusedanddevelopmentinallwalksoflife,whichtheapplicationoftheautomaticspeedcontrolsystemplaysaparticularlyimportantrole.DCmotorasACmotorasthestructureissimple,cheap,easytomanufacture,easytomaintain,butithasagoodstart,brakingperformance,itisappropriateinawiderangeofsmoothspeed,DCspeedcontrolsystemisstillautomaticallyspeedcontrolsysteminthemainform.Motorcontrolfromsimpletople*,andmatureintothemainstream.Withthedevelopmentofpowerelectronicstechnology,theswitchingspeedisfaster,easiertocontrolthefull-controlledpowerdevicesMOSFETandIGBTbeemainstream,pulsewidthmodulationtechnologyshowedagreatersuperiority:themaincircuitlineissimple,needtousethepowerponents;switchingfrequency,currentcontinuous,harmonic,motorlossandfeveraresmall;goodlow-speedperformance,high-speedstability,andthusawidespeedrange;rapidsystemresponseperformance,dynamicimmunityThedesignofthe89C52MCUasthecore,usingtheCprogramminglanguagetocontrol,usingMCUinternaltimeradjustablerectangularwave.StartandstopthekeyboardasaninputtocontroltheDCmotorspeedanddirection,themeasurementofthespeedofthemotor,workingprincipleandmathematicalmodeloftheDCmotorandpulsewidthmodulation(PWM)controlprinciplesandH-bridgecircuitdesign,basedonthebasicprinciplesofdesignadrivercircuit,aPWMtechniquetocontrolthemotor,thepurposeofcalculationofthedutycycletoachieveprecisespeedcontrolthephotoelectrictubeaswellasthecodedisktomeasurethespeedofthemotortopreventthemotorstallinsteadburn.Speedmeasuredbyfourdigitaltubedisplay.Keywords:STC89C52；PWM；Optocouplerisolation；photoelectriccodeddisk目錄TOC\o"1-3"\h\u27956摘要I21841AbstractII296991前言193871.1數(shù)字直流調(diào)速的意義183001.2研究現(xiàn)狀綜述1102791.2.1電氣傳動(dòng)的發(fā)展現(xiàn)狀同時(shí)2295481.2.2微處理器控制直流電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀2122682系統(tǒng)總體方案論證636952.1系統(tǒng)方案比較與選擇6107662.2系統(tǒng)方案描述661883硬件電路的模塊設(shè)計(jì)760333.1驅(qū)動(dòng)電路方案論證設(shè)計(jì)7220403.1.1驅(qū)動(dòng)電路方案、參數(shù)描述7221593.1.2IGBTH橋驅(qū)動(dòng)電路原理726803.2隔離電路方案論證設(shè)計(jì)9211253.2.16N137光耦隔離910113.3單片機(jī)最小系統(tǒng)11297173.4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路14294023.4.1直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理14132433.4.2直流電機(jī)PWM調(diào)速控制原理15310983.4.3H橋電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路16225803.4.4PWM調(diào)速原理17246083.5電動(dòng)機(jī)測(cè)速電路18233503.6數(shù)碼管顯示電路19165333.6.1.實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)1979383.6.2.數(shù)碼管顯示分析19247823.7按鍵電路21107914軟件設(shè)計(jì)22286894.1PWM實(shí)現(xiàn)方式方案論證2235514.2程序流程圖2296024.3主要程序設(shè)計(jì)分析2331744.3.1定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)2329454.3.2占空比調(diào)節(jié)部分24315635硬件電路設(shè)計(jì)2528965.1硬件設(shè)計(jì)2523135.2電源電路設(shè)計(jì)25252665.3單片機(jī)最小系統(tǒng)2622196調(diào)試結(jié)果描述2815253結(jié)論3015175參考文獻(xiàn)317695謝辭321前言1.1數(shù)字直流調(diào)速的意義現(xiàn)在電氣傳動(dòng)的主要方向之一是電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。從上世紀(jì)80年代中后期起，世界各大電氣公司如ABB、通用、西屋、西門子等都在競(jìng)相開發(fā)數(shù)字式調(diào)速傳動(dòng)裝置，經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，當(dāng)前直流調(diào)速已發(fā)展到一個(gè)很高的技術(shù)水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安裝技術(shù)；控制方式采用電源換相、相位控制[1]。特別是采用了微處理器及其他先進(jìn)電力電子技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置在精度的準(zhǔn)確性、控制性能的優(yōu)良性和抗干擾的性能有很大的提高和發(fā)展，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)字化直流調(diào)速裝置作為目前最新控制水平的傳動(dòng)方式顯示了強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。全數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)不斷升級(jí)換代，為工程應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)提供了優(yōu)越的條件。采用微處理器控制，使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字化程度，智能化程度有很大改觀；采用微處理器控制，使調(diào)速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單化，可靠性提高，操作維護(hù)變得簡(jiǎn)捷，電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速精度等方面達(dá)到較高水平。由于微處理器具有較佳的性價(jià)比，所以微處理器在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。近年來，盡管交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，但是直流電機(jī)憑借其良好的啟動(dòng)、制動(dòng)性能，在金屬切削機(jī)床、軋鋼機(jī)、海洋鉆機(jī)、挖掘機(jī)、造紙機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、電鍍、高層電梯等需要廣泛*圍內(nèi)平滑調(diào)速的高性能可控電力拖動(dòng)領(lǐng)域中仍得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，我國(guó)還沒有自主的全數(shù)字化直流調(diào)速控制裝置生產(chǎn)商，而國(guó)外先進(jìn)的控制器價(jià)格昂貴，且技術(shù)轉(zhuǎn)讓受限，為此研究及更好的使用國(guó)外先進(jìn)的控制器，吸收國(guó)外先進(jìn)的數(shù)字化直流電機(jī)調(diào)速裝置的優(yōu)點(diǎn)，具有重要的實(shí)際意義和重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1.2研究現(xiàn)狀綜述20世紀(jì)70年代以來，直流電機(jī)傳動(dòng)經(jīng)歷了重大的技術(shù)、裝備變革。整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組及水銀整流裝置使直流電氣傳動(dòng)完成了一次大的躍進(jìn)[1]。電氣傳動(dòng)的發(fā)展現(xiàn)狀同時(shí)高集成化、小型化、高可靠性及低成本成為控制的電路的發(fā)展方向。使直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)大幅提高，應(yīng)用*圍不斷擴(kuò)大。直流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展，走向成熟化、完善化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，在可逆脈寬調(diào)速、高精度的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中仍然難以替代[1]。早期直流傳動(dòng)的控制系統(tǒng)采用模擬分離器件構(gòu)成，由于模擬器件有其固有的缺點(diǎn)，如存在溫漂、零漂電壓，構(gòu)成系統(tǒng)的器件較多，使得模擬直流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度及可靠性較低[2]。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，微處理器已經(jīng)廣泛使用于直流傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制。由于微處理器以數(shù)字信號(hào)工作，控制手段靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)。所以，全數(shù)字直流調(diào)速控制精度、可靠性和穩(wěn)定性比模擬直流調(diào)速系統(tǒng)大大提高。所以，直流傳動(dòng)控制采用微處理器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，使直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。微處理器控制直流電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀微處理器誕生于上個(gè)世紀(jì)七十年代，隨著集成電路大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造工藝的迅速發(fā)展，微處理器的性價(jià)比越來越高。此外，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，制作工藝的提升，使得大功率電子器件的性能迅速提高。為微處理器普遍用于控制電機(jī)提供了可能，利用微處理器控制電機(jī)完成各種新穎的、高性能的控制策略，使電機(jī)的各種潛在能力得到充分的發(fā)揮，使電機(jī)的性能更符合工業(yè)生產(chǎn)使用要求[2]，還促進(jìn)了電機(jī)生產(chǎn)商研發(fā)出各種如步進(jìn)電機(jī)、無刷直流電機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等便于控制且實(shí)用的新型電機(jī)，使電機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了新的變化。對(duì)于簡(jiǎn)單的微處理器控制電機(jī)，只需利用用微處理器控制繼電器、電子開關(guān)元器件，使電路開通或關(guān)斷就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制?，F(xiàn)在帶微處理器的可編程控制器，已經(jīng)在各種的機(jī)床設(shè)備和各種的生產(chǎn)流水線中普遍得到應(yīng)用，通過對(duì)可編程控制器進(jìn)行編程就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的規(guī)律化控制。對(duì)于復(fù)雜的微處理器控制電機(jī),則要利用微處理器控制電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等，使電機(jī)按給定的指令準(zhǔn)確工作。通過微處理器控制，可使電機(jī)的性能有很大的提高。目前相比直流電機(jī)和交流電機(jī)他們各有所長(zhǎng)，如直流電機(jī)調(diào)速性能好，但帶有機(jī)械換向器，有機(jī)械磨損及換向火花等問題；交流電機(jī)，不論是異步電機(jī)還是同步電機(jī)，結(jié)構(gòu)都比直流電機(jī)簡(jiǎn)單，工作也比直流電機(jī)可靠，但在頻率恒定的電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)，它們的速度不能方便而經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)[2]。高性能的微處理器如DSP(DIGITALSIGNALPROCESSOR即數(shù)字信號(hào)處理器)的出現(xiàn)，為采用新的控制理論和控制策略提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，使電機(jī)傳動(dòng)的自動(dòng)化程度大為提高。在先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床等數(shù)控位置伺服系統(tǒng)，已經(jīng)采用了如DSP等的高速微處理器，其執(zhí)行速度可達(dá)數(shù)百萬兆以上每秒，且具有適合的矩陣運(yùn)算[2]。1.3直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速概述直流電機(jī)調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)分為自勵(lì)和他勵(lì)兩種類型。不同勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線有所不同。但是對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下公式：其中：U—電壓；—?jiǎng)?lì)磁繞組本身的電阻；—每極磁通(Wb)；Cc—電勢(shì)常數(shù)；Cr—轉(zhuǎn)矩常量[3]。由上式可知，直流電機(jī)的速度控制既可采用電樞控制法，也可采用磁場(chǎng)控制法。磁場(chǎng)控制法控制磁通，其控制功率雖然較小，但低速時(shí)受到磁極飽和的限制，高速時(shí)受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制[4]，而且由于勵(lì)磁線圈電感較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差[5]。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的方法是電樞控制法。圖1-1直流電機(jī)的工作原理圖電樞控制是在勵(lì)磁電壓不變的情況下，把控制電壓信號(hào)加到電機(jī)的電樞上，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。傳統(tǒng)的改變電壓方法是在電樞回路中串聯(lián)一個(gè)電阻，通過調(diào)節(jié)電阻改變電樞電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，這種方法效率低、平滑度差，由于串聯(lián)電阻上要消耗電功率，因而經(jīng)濟(jì)效益低，而且轉(zhuǎn)速越慢，能耗越大[6]。隨著電力電子的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的電樞電壓控制方法。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)壓等等。調(diào)壓調(diào)速法具有平滑度高，能耗少，精度高等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用其中脈寬調(diào)制(PWM)應(yīng)用更為廣泛。脈寬調(diào)速利用一個(gè)固定的頻率來控制電源的接通或斷開，并通過改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短，即改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。圖1-2電樞電壓占空比和平均電壓的關(guān)系圖根據(jù)圖1-2，如果電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為，占空比為D=/T，則電機(jī)的平均速度為：，可見只要改變占空比D，就可以得到不同的電機(jī)速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的[7]。2系統(tǒng)總體方案論證2.1系統(tǒng)方案比較與選擇方案一：采用專用PWM集成芯片、IR2110功率驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的核心，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有很多種型號(hào)，如Tl公司的TL494芯片，東芝公司的ZSK313I芯片等。這些芯片除了有PWM信號(hào)發(fā)生功能外，還有“死區(qū)”調(diào)節(jié)功能、過流過壓保護(hù)功能等。這種專用PWM集成芯片可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，工作更可靠，但其價(jià)格相對(duì)較高，難于控制工業(yè)成本不宜采用。方案二：采用STC52單片機(jī)、功率集成電路芯片L298構(gòu)成直流調(diào)速裝置。L298是雙H高電壓大電流功率集成電路，直接采用TTL邏輯電平控制，可用來驅(qū)動(dòng)繼電器、線圈、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載。其驅(qū)動(dòng)電壓為46V，直流電流總和為4A。該方案總體上是具有可行性，但是L298的驅(qū)動(dòng)電壓和電流較小，不利于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中大電壓、大電流的直流電機(jī)調(diào)速。方案三：整個(gè)系統(tǒng)利用52單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生1K左右的PWM脈沖，通過快速光耦6N137實(shí)現(xiàn)控制單元與驅(qū)動(dòng)單元的強(qiáng)弱電隔離，采用4個(gè)9013和2個(gè)9012構(gòu)成的H橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速，用光電編碼盤完成測(cè)速功能。綜合上述三種方案，本設(shè)計(jì)采用方案三作為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。2.2系統(tǒng)方案描述本系統(tǒng)采用STC52為控制核心，配以2鍵盤和LCD顯示，通過晶體管驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)和LCD速度顯示。同時(shí)利用STC52產(chǎn)生的PWM經(jīng)過邏輯延遲電路后加載到以9013和9012構(gòu)成的H橋主干電路上實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的控制和調(diào)速。本系統(tǒng)的控制部分均為5V的電壓，采用6N137光耦隔離直流電機(jī)對(duì)單片機(jī)的信號(hào)干擾。3硬件電路的模塊設(shè)計(jì)3.1驅(qū)動(dòng)電路方案論證設(shè)計(jì)IGBTH橋驅(qū)動(dòng)電路原理H橋驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路，電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。H型變換器在控制方式上分為雙極式、單極式和受限式三種[5]。本設(shè)計(jì)同樣采用選用雙極式H型PWM變換器。如圖3.2所示，四個(gè)電力晶體管IGBT和四個(gè)續(xù)流二級(jí)管FR307構(gòu)成了H橋驅(qū)動(dòng)電路。基極驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組即、同時(shí)工作其驅(qū)動(dòng)電壓分別為和，和同時(shí)工作其驅(qū)動(dòng)電壓為。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，時(shí)和為正，晶體管和飽和導(dǎo)通；而和為負(fù)值，和截止。這時(shí)，+加在電樞AB兩端，，電樞電流沿回路1流通；當(dāng)時(shí)，和變?yōu)樨?fù)值，和截止；和變成正值，但是和并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵陔姌须姼嗅尫艃?chǔ)能的作用下，沿回路2經(jīng)二極管、續(xù)流，在和上的壓降使、集電極和發(fā)射極承受反壓，這時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式PWM變換器的特征[2]。圖3-1IGBTH橋驅(qū)動(dòng)電路在一個(gè)周期內(nèi)具有正負(fù)相間的脈沖波形。而電機(jī)的正反轉(zhuǎn)則體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。當(dāng)正脈沖較寬時(shí)，，則電樞兩端的平均電壓為正，在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)，平均電壓為負(fù)值，電機(jī)反轉(zhuǎn)。如果正負(fù)脈沖相等時(shí)電樞電壓為零，電機(jī)停轉(zhuǎn)。雙極型可逆PWM變換器電樞平均電壓為[3]：若定義占空比為和電壓系數(shù)的定義與不可逆變換器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中=2-1與不可逆變換器中的不同。調(diào)速時(shí)的可調(diào)*圍為0~1，相應(yīng)的=-1~1。當(dāng)時(shí)，為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動(dòng)機(jī)負(fù)轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，=0，電動(dòng)機(jī)停止。雙極式控制的電壓平衡方程式[3]：（）（）電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓都是：。其平均值方程都可寫成[3]：則機(jī)械特性方程[3]：用轉(zhuǎn)矩表示[3]：式中，——電機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，。——理想空載轉(zhuǎn)速，與電壓系數(shù)成正比，。3.2隔離電路方案論證設(shè)計(jì)3.2.16N137光耦隔離隔離是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果隔離沒有做好，將導(dǎo)致強(qiáng)弱電互相串?dāng)_，強(qiáng)電串到弱電的控制單元時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)控制單元燒毀。因?yàn)橄到y(tǒng)的主電路電壓均為高電壓、大電流，而控制單元為弱電壓，弱電流，所以它們之間必須采取光電隔離措施，以提高系統(tǒng)抗干擾措施，綜合考慮決定采用快速關(guān)斷型驅(qū)動(dòng)芯片6N137。選用6N137光耦既保證了功率驅(qū)動(dòng)電路與PWM脈寬調(diào)制電路的可靠隔離，又具備了直接驅(qū)動(dòng)MOSFET的能力，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。根據(jù)6N137的數(shù)據(jù)手冊(cè)要求5、8腳之間必修接104旁路電容使輸出均勻化，降低負(fù)載需求。具體電路設(shè)計(jì)如圖3-4：3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)本系統(tǒng)的單片機(jī)采用的是89C52單片機(jī)，此單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖3-2所示。其中P0口接數(shù)碼管段選，P2口高四位接數(shù)碼管位選，P2.0接電動(dòng)機(jī)的PWM調(diào)速端，P3.4讀取光電測(cè)速電路送給單片機(jī)的脈沖，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，P1口接按鍵。本系統(tǒng)主要采用STC89C52RC單片機(jī)，STC89C52RC是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。STC89C52RC具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM32位I/O口線看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路另外，STC89C52RC可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。P2口有兩個(gè)功能(1)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用(2)做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻；P3口有兩個(gè)功能除了作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置，具體功能請(qǐng)參考我們后面的引腳說明。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片（例如8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號(hào)也是由信號(hào)引腳的形式提供的，即：編程脈沖：30腳（ALE/PROG）單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成如下：1.電源STC89C52RC單片機(jī)的電壓為4.0V-5.5V，我們采用7805穩(wěn)壓到5V進(jìn)行供電。2.晶振晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。本系統(tǒng)主要采用的是12M晶振，配合2個(gè)30pF的電容構(gòu)成晶體振蕩電路。3.復(fù)位為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。3.4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖3-3電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理直流電機(jī)的物理模型如圖3-4所示：圖3-4電機(jī)物理模型電機(jī)定子有兩個(gè)磁極，磁極上形成的勵(lì)磁磁場(chǎng)極性如圖所示，轉(zhuǎn)子上有電樞、換向器和電刷，固定于定子的電刷位于兩個(gè)磁極間的中心線上，并與外部電源相通。當(dāng)電樞在外施電壓Ua作用下產(chǎn)生電流時(shí)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子收到逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩作用而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生如圖3-7所示的反電動(dòng)勢(shì)Ea，并與外部電源電壓相平衡，直到轉(zhuǎn)速n穩(wěn)定為止。直流電機(jī)可以看成是電氣部分與機(jī)械運(yùn)動(dòng)兩部分。電氣部分有電樞繞組和勵(lì)磁繞組，機(jī)械部分只有轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)[10]。直流電機(jī)PWM調(diào)速控制原理直流電機(jī)改變電壓調(diào)速就是改變電樞繞組端電壓的調(diào)速。電樞繞組端電壓不能隨意變化，因?yàn)殡娫醇半姍C(jī)繞組絕緣耐壓的限制，電樞繞組端電壓一般不能超過額定電樞電壓，所以直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速是，電樞繞組的電壓大小只能在額定電樞電壓及其以下*圍內(nèi)調(diào)節(jié)。當(dāng)然，電樞電壓的極性是可以改變的。當(dāng)勵(lì)磁磁通額定不變時(shí)，調(diào)節(jié)電樞繞組電壓、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)速的機(jī)械特性如圖所示為一組平行線，所以電樞端電壓和轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系[11]。圖3-5改變電樞電壓調(diào)速的基本特性在直流調(diào)速系統(tǒng)中，電樞電流的時(shí)間常數(shù)較小，電流內(nèi)環(huán)必須有足夠高的采樣頻率，而電流調(diào)節(jié)算法一般比較簡(jiǎn)單，采用較高的采樣頻率是可能的。因此電流調(diào)節(jié)器一般都可以采用間接方法設(shè)計(jì)，先按連續(xù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后再將得到的調(diào)節(jié)器數(shù)字化[12]。對(duì)于轉(zhuǎn)速，由于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能往往對(duì)轉(zhuǎn)速截止頻率的大小有一定要求，不能太低。但轉(zhuǎn)速控制有時(shí)比較復(fù)雜，占用的機(jī)時(shí)較長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速的采樣頻率又不能很高。如果所選擇的采樣頻率不夠高，按連續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)誤差較大時(shí)，就應(yīng)按照離散控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋式驅(qū)動(dòng)，圖中用三極管組成H型平衡橋，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。同時(shí)H型PWM電路工作在晶體管的飽和狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)，具有非常高的效率。圖中兩個(gè)光電耦合器起隔離作用，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓為12V，單片機(jī)的工作電壓為5V，若三極管的基極直接與單片機(jī)相連，會(huì)燒壞單片機(jī)，所以必加一個(gè)光電耦合器，隔離兩邊的電壓，由于光電耦合器的傳輸速度最高可以達(dá)到70KHz，所以光電耦合器可以滿足隔離的要求，同時(shí)也可滿足脈沖信號(hào)傳遞速度較快的要求。當(dāng)單片機(jī)給P2.0口低電平時(shí)，光耦不導(dǎo)通，所以Q5的基極是低電平不導(dǎo)通，當(dāng)單片機(jī)給P2.0口高電平時(shí)，光電耦合器導(dǎo)通，此時(shí)光電耦合器的右邊的電壓被拉高，三極管Q5導(dǎo)通，Q7和Q8也導(dǎo)通，此時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)單片機(jī)給P2.1口低電平時(shí)，光耦不導(dǎo)通，所以Q10的基極是低電平不導(dǎo)通，當(dāng)單片機(jī)給P2.1口高電平時(shí)，光電耦合器導(dǎo)通，此時(shí)光電耦合器的右邊的電壓被拉高，三極管Q10導(dǎo)通，Q6和Q9也導(dǎo)通，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。H橋電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖3-6中所示這是一個(gè)非常常用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路。因?yàn)樗男螤詈妥帜窰非常相似，因此叫作“H橋驅(qū)動(dòng)電路”。4個(gè)三極管組成這個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。如圖所示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路H橋式通常包括4個(gè)三極管和一個(gè)電動(dòng)機(jī)。導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。判斷不同三極管對(duì)的導(dǎo)通與否，然后判斷電流的流向，根據(jù)電流的流向控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。圖3-6H橋結(jié)構(gòu)圖對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通則電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，如圖3-7所示，如果Q1管和Q4管導(dǎo)同時(shí)通時(shí)，電流就從三極管Q1從左至右如黑線所示流過電動(dòng)機(jī)，這樣電動(dòng)機(jī)就正轉(zhuǎn)了。在圖中箭頭所示的為電流流過的方向，這時(shí)電流將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-7H橋控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)3.4.4PWM調(diào)速原理脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文“PulseWidthModulation”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。主要用單片機(jī)等處理器的數(shù)字量來對(duì)模擬量進(jìn)行控制的一種技術(shù)，廣泛應(yīng)用于通信，測(cè)量，電動(dòng)機(jī)速度變換等工業(yè)控制領(lǐng)域[13]。脈沖寬度調(diào)制是一種對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字脈沖編碼的方法。通過單片機(jī)等微處理器定的時(shí)器以及計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比D被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼，PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，在給定的任何時(shí)刻，它都只表現(xiàn)出開和關(guān)兩種狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路要么完全導(dǎo)通，要么完全關(guān)閉。PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響[14]。電壓或電流源是以一種通或斷的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，直流供電被加到負(fù)載上，當(dāng)關(guān)斷時(shí)，供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。多數(shù)負(fù)載無論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載都需要的調(diào)制頻率高于10Hz，通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。3.5電動(dòng)機(jī)測(cè)速電路圖3-8電動(dòng)機(jī)測(cè)速電路當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)光電碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)光元件發(fā)出的光經(jīng)過光電碼盤時(shí)，由于碼盤是由多個(gè)格子組成的，所以碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在光敏元件會(huì)產(chǎn)生多個(gè)矩形脈沖，如上圖所示，我們通過在一定的時(shí)間T內(nèi)測(cè)量脈沖的個(gè)數(shù)N，以及碼盤的精度P（多少格的碼盤）就可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速Vr[15]。其轉(zhuǎn)速:Vr=(N/P)/T電動(dòng)機(jī)測(cè)速電路采用光電編碼盤和紅外光電對(duì)管組成，紅外光電對(duì)管其原理如下圖所示：圖3-9光電碼盤編碼原理通過電動(dòng)機(jī)測(cè)速電路，單片機(jī)可以實(shí)時(shí)的判斷電動(dòng)機(jī)電路是否正常工作，若測(cè)得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低或者為零，則證明電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)或者異常，此時(shí)單片機(jī)可以控制電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)來保護(hù)電動(dòng)機(jī)并發(fā)出報(bào)警，在數(shù)碼管上顯示。3.6數(shù)碼管顯示電路圖3-10數(shù)碼管顯示電路.實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)顯示電路為四位數(shù)碼管，用來顯示實(shí)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。通過數(shù)碼管上的顯示，我們可以清楚的判斷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速情況。.數(shù)碼管顯示分析在實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)中，往往需要多位顯示。動(dòng)態(tài)顯示應(yīng)用非常廣泛是一種最常見的多位顯示方法，。用數(shù)碼管顯示測(cè)得的數(shù)據(jù)，數(shù)碼管有8段而每段必需占用一個(gè)單片機(jī)的IO口，所以一位數(shù)碼管必須占8個(gè)單片機(jī)IO口，本次設(shè)計(jì)采用4位數(shù)碼管，則需要12個(gè)I/O口，而89C52單片機(jī)的I/O口只有32個(gè)。動(dòng)態(tài)顯示能夠很好的解決數(shù)碼管占用單片機(jī)IO口過多的問題。所有數(shù)碼管的段選全部連接在一起，如何能顯示不同的內(nèi)容呢？動(dòng)態(tài)顯示的原理是多位數(shù)碼管，交替來進(jìn)行顯示，利用人的視覺暫留效果使人看到好像有多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。在編程時(shí)，要用單片機(jī)控制段選和位選，所謂的位選是選中其中一個(gè)數(shù)碼管，然后利用單片機(jī)輸出段碼，需要顯示的數(shù)字就能顯示在這位數(shù)碼管上了，延時(shí)一段時(shí)間后，再選中另一個(gè)數(shù)碼管，再輸出對(duì)應(yīng)的段碼，高速交替。在動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短是非常重要的，如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時(shí)時(shí)間太短，則會(huì)出現(xiàn)顯示發(fā)暗且有重影。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)就是給單獨(dú)每一個(gè)LED供電。這樣每個(gè)LED都有足夠的電流，亮度也相應(yīng)的比較高。動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)就是把本來供給一個(gè)LED燈的電流，同時(shí)分給了N個(gè)燈，所以它的亮度會(huì)有所降低。當(dāng)然在同時(shí)供給兩個(gè)led燈電流時(shí)不是平均的分配電流，而是led間掃描期間電流不斷地交替，掃描的頻率依據(jù)單片機(jī)的速度決定，也就是說各位的數(shù)碼管上的電流在掃描頻率內(nèi)是供個(gè)其中一個(gè)led，在下一個(gè)掃描頻率內(nèi)是供給了另一個(gè)led。由上面的分析可以得到限流電阻R的值若我們想讓這個(gè)4位數(shù)碼管的每段工作時(shí)的電流為8mA.Uled為正常工作時(shí)的電壓取1.7V。則我們可以得出限流電阻的取值為所以我們選取100歐的限流電阻。這樣每個(gè)LED工作時(shí)的電流約為8mA.在保證LED能亮的同時(shí)不會(huì)被燒壞。根據(jù)上面的計(jì)算可得每位數(shù)碼的電流為64mA,8550的集電極電流最大可達(dá)1.5A，完全滿足設(shè)計(jì)要求。由于單片機(jī)最大的拉電流一般約為2-5mA,所以必須串一個(gè)1K的限流電阻，此處的三極管相當(dāng)于開關(guān)作用，控制各位數(shù)碼管的開關(guān)。3.7按鍵電路按鍵共5個(gè)，當(dāng)按鍵未按時(shí)，單片機(jī)接收到的是高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)連接單片機(jī)的引腳電平被拉低，單片機(jī)通過判斷引腳電平的變化來確定有無按鍵按下。由于是機(jī)械按鍵，所以會(huì)有機(jī)械抖動(dòng)問題，導(dǎo)致在按一下時(shí)，會(huì)引起單片機(jī)多次的誤觸發(fā)，所以我們?cè)诔绦蛑斜仨氁右欢ǖ难訒r(shí)來去掉抖動(dòng)。圖3-11按鍵電路按鍵1是速度加，按鍵2是速度減，按鍵3是正反轉(zhuǎn)切換，按鍵4是電機(jī)停止。4軟件設(shè)計(jì)4.1PWM實(shí)現(xiàn)方式方案論證方案一：軟件延時(shí)基本思想：首先預(yù)設(shè)占空比值D，再根據(jù)周期T分別給輸出端口置高電平M個(gè)單位時(shí)間，即。然后，在給輸出端口置低電平個(gè)單位時(shí)間，即。通過改變M和的值，就可實(shí)現(xiàn)改變占空比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)調(diào)速[23]。軟件延時(shí)雖然理論上實(shí)現(xiàn)起來較容易，但占用系統(tǒng)資源過多，使用不方便。方案二：定時(shí)計(jì)數(shù)基本思想：利用單片機(jī)定時(shí)器0中斷方式產(chǎn)生PWM脈沖，當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)到設(shè)定時(shí)間后輸出端口實(shí)現(xiàn)高低電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)PWM輸出。此方案占用單片機(jī)資源比較少，使用較為簡(jiǎn)單。綜合兩個(gè)方案，本設(shè)計(jì)采用方案二。4.2程序流程圖系統(tǒng)程序?yàn)橐粋€(gè)主程序（包括若干功能模塊），中斷子程序，以及若干個(gè)子程序，共計(jì)三大部分構(gòu)成。按照任務(wù)的定義，每個(gè)功能模塊都能完成*一明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的*個(gè)功能，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、鍵盤掃描、輸出控制等。本設(shè)計(jì)的總程序設(shè)計(jì)流程圖及其部分主要子程序流程圖。圖4-1PWM輸出流程圖4.3主要程序設(shè)計(jì)分析定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)voidtime0()interrupt1{TH0=(65536-18432)/256; TL0=(65536-18432)%256; a++; if(a==100) { a=0; key1=1; second++; num2=num*60; num1=num2/100; num=0; if(second==60) { second=0; minute++; if(minute==60) { minute=0;hour++; if(hour==23) { hour=0; } } } }}占空比調(diào)節(jié)部分if(!Inc) pwm=pwm>0"pwm-1:0; if(!Dec) pwm=pwm<1000"pwm+1:1000; PWM=1; delay(pwm); PWM=0; delay(1000-pwm);5硬件電路設(shè)計(jì)5.1硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要采用89C52單片機(jī)為主控芯片，單片機(jī)讀取按鍵值，然后控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，啟動(dòng)，停止，調(diào)速，以及速度的測(cè)量。單片機(jī)先讀取按鍵值，然后控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)光電測(cè)速電路對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量的結(jié)果送給單片機(jī)，單片機(jī)處理后送到4位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。電源部分給單片機(jī)以及各電路供電，本系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分和單片機(jī)等數(shù)字器件分開供電，單片機(jī)等數(shù)字器件用+5V電源，電動(dòng)機(jī)用+7.2V電源。這樣分開供電，避免了電動(dòng)機(jī)對(duì)單片機(jī)等數(shù)字芯片及器件的干擾。有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5.2電源電路設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，供電電源為系統(tǒng)的正常工作提供能源，本系統(tǒng)主要是采用5V電源給單片機(jī)供電，12V電源給電動(dòng)機(jī)供電，直流電主要是市電通過整流，濾波，穩(wěn)壓得到5V直流電源以及12V電源，其原理圖如圖5-1。圖5-15V供電電路和12V供電電路圖5-2直流穩(wěn)壓電源組成圖供電電路采用的是直流線性穩(wěn)壓器組成。一般直流穩(wěn)壓電源的組成如圖5-2所示。其中，交流電經(jīng)過變壓器變壓得到電壓UAC,根據(jù)單相橋式整流電路的特性，我們可以計(jì)算出整流以后的電壓UO，UO是整流電路的輸出端電壓瞬時(shí)值在一個(gè)周期內(nèi)的平均值，如圖5-2所示。根據(jù)上圖中的波形可得，UO==12.1V5.3單片機(jī)最小系統(tǒng)本系統(tǒng)的單片機(jī)采用的是89C52單片機(jī)，此單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示。其中P0口接數(shù)碼管段選，P2口高四位接數(shù)碼管位選，P2.0接電動(dòng)機(jī)的PWM調(diào)速端，P3.4讀取光電測(cè)速電路送給單片機(jī)的脈沖，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，P1口接按鍵。本系統(tǒng)主要采用STC89C52RC單片機(jī)，STC89C52RC是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。STC89C52RC具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM32位I/O口線看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路另外，STC89C52RC可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。P2口有兩個(gè)功能(1)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用(2)做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻；P3口有兩個(gè)功能除了作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置，具體功能請(qǐng)參考我們后面的引腳說明。6調(diào)試結(jié)果描述圖6-1PWM為默認(rèn)值200，即占空比為20%時(shí)候的情況圖6-2占空比為0情況的波形圖6-3占空比為100%情況的波形從上表可知：當(dāng)占空比為50%電機(jī)停轉(zhuǎn)，隨著占空比的增加或減少電機(jī)轉(zhuǎn)速也越來越快。通過改變占空比即可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速。-.