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1、单片机原理与应用,主讲教师:,沈阳理工大学装备工程学院,Email： Tel:,第五章MCS-51系列单片机在工业控制中的应用,5.1 单片机应用系统的设计方法 5.2 SPI总线DS1302实时时钟控制 5.3 IC总线24C04开启次数统计控制 5.4 电动机控制系统设计 5.5 RS485总线在单片机多机通信中的应用,5.1 单片机应用系统的设计方法,5.1.1 单片机应用系统的结构5.1.2 前向通道的组成及其特点5.1.3 后向通道的组成及其特点5.1.4 人机通道的结构及其特点5.1.5 相互通道及其特点5.1.6 单片机应用系统的设计内容,5.1 单片机应用系统的设计方法,一个实
2、际的单片机应用系统除了基本组成结构、功能及其扩展基本外围设备的接口技术外，还需要多种配置及其接口连接；单片机应用系统设计涉及到许多复杂的内容和问题，如：多种类型的电路结构：模拟电路、伺服电路、抗干 扰隔离电路等。因此，单片机应用系统设计应遵循一些基本原则和方法。从应用角度，了解单片机应用系统的结构、设计的内容与一般方法，对于单片机应用系统的工程设计与开发有十分重要的指导意义。,5.1 单片机应用系统的设计方法,单片机应用系统的组成： 硬件系统+软件系统硬件系统：单片机基本结构、扩展的存储器、外围设备及其接口电路软件系统：监控程序和各种应用程序,5.1.1 单片机应用系统的结构,由于单片机主要用
3、于工业控制，其典型应用系统应包括单片机系统、用于测控目的的前向传感器输入通道、用于伺服的后向控制输出通道及基本的人机对话通道。大型复杂的测控系统是一个多机系统，还包括机与机之间进行通信的互相通道。,5.1.2 前向通道的组成及其特点,前向通道是单片机与测控对象相连的部分，是应用系统的数据采集的输入通道。来自被控对象的现场信息多种多样。按物理量的特征可分为模拟量、数字量和开关量。对于数字量（频率、周期、相位、计数等）的采集，输入比较简单。它们可直接作为计数输入、测试输入、I/O口输入或中断输入进行事件计数、定时计数，实现脉冲的频率、周期、相位及计数测量。对于开关量的一般通过I/O口线或扩展I/O
4、口线直接输入。*单片机属于数字弱电系统，在数字量和开关量的采集通道中，要用隔离器件进行隔离（如光电藕元器件）对于模拟量的采集则比较复杂：一般被控对象都是交变电流、交变电压大电流系统。,5.1.2 前向通道的组成及其特点,模拟量输入通道，一般包括变换器、隔离放大器、滤波器、采样保持器、多路电子转换开关、A/D转换器及其接口电路。变换器是各种传感器的总称，它采集现场的各种信号，并变换成电信号（电压信号或电流信号）；隔离放大器：传感器输出的信号一般较弱；滤波器：现场信息来自各种工业现场，夹带大量的噪音和干扰信号，为提高系统的可靠性，必须隔离或削减干扰信号；抗干扰设计重点部位采样保持器：在前向通道有两
5、个作用(1)实现多路模拟信号的同时采集;(2)消除A/D转换器的”孔径”误差（ ”孔径时间” ： A/D转换器从开始转换到转换结束输出稳定信号这一段时间）多路电子转换开关：实现一个A/D转换器分时对多路模拟信号进行转换；A/D转换器：前向通道中模拟系统与数字系统连接的核心部件。,5.1.2 前向通道的组成及其特点,前向通道的特点：（1）与现场对象相连接，是现场干扰进入的主要通道，是整个系统抗干扰设计的重点部位；（2）由于所采集的对象不同，有模拟量、数字量和开关量，而这些都是由安放在现场的传感、变换装置产生的，许多参量信号不能满足单片机输入的要求，故有大量的、形式多样的信号变换调节电路；（3）前
6、向通道是一个模拟、数字混合电路系统，其电路功耗小，一般没有功率驱动要求。,5.1.3 后向通道的组成及其特点,后向通道是应用系统的伺服驱动通道。作用于控制对象的控制信号通常有两种：一种是开关量控制信号，另一种是模拟量控制信号。开关量控制信号的后向通道比较简单，只需要采用隔离器件进行隔离及电平转换。模拟量控制信号的后向通道，需要进行D/A转换、隔离放大、功率驱动等器件进行隔离及电平转换。,5.1.3 后向通道的组成及其特点,后向通道的特点：（1）后向通道是应用系统的输出通道，大多数需要功率驱动；（2）靠近伺服驱动现场，伺服控制系统的大功率负荷易从后向通道进入单片机系统，故后向通道的隔离对系统的可
7、靠性影响很大；（3）根据输出控制的要求不同，后向通道电路多种多样，如模拟电路、数字电路和开关电路，输出信号的形式有电流输出、电压输出、开关量输出及数字量输出等。,5.1.4 人机通道的结构及其特点,单片机系统中的人机通道是用户为了对应用系统进行干预（如启动、参数设置等），以及了解应用系统运行状态所设置的对话通道，主要有键盘、显示器、打印机等通道接口。人机通道的特点：（1）由于通常的单片机应用系统大多数是小规模系统，因此，应用系统中的人机对话通道及人机对话设备的配置都是小规模的，如微型打印机、功能键、LED/LCD显示器等。若需要高水平的人机对话配置，如通用打印机、CRT、硬盘、标准键盘等，则往
8、往将单片机应用系统通过外总线与通用计算机相连，享用通用计算机的外围人机对话设备。（2）单片机应用系统中，人机对话通道及接口大多采用内总线形式，与计算机系统扩展密切相关。,5.1.5 相互通道及其特点,单片机系统中的相互通道是解决单片机系统间相互通信的接口，在较大规模的多机测控系统中，就需要设计相互通道接口。相互通道设计中须考虑的问题：（1）中、高档单片机大多设有串行端口，为构成系统的相互通道提供了方便条件；（2）单片机本身的串行口只为相互通道提供了硬件结构及基本的通信方式，并没有提供标准的通信规程。故利用单片机串行口构成相互通道时，要配置比较复杂的通信软件；（3）在很多情况下，采用扩展标准控制
9、通信芯片来组成相互通道。如，用扩展8250、8251、SIO、8273、MC6850等标准控制通信芯片来构成相互通信接口；（4）相互通信接口都是数字电路系统，抗干扰能力强。但大多数都需远距离传输，故需要解决长线传输的驱动、匹配、隔离等问题。,5.1.6 单片机应用系统的设计内容,单片机应用系统的设计包含硬件设计和软件设计两部分。硬件设计又包括单片机系统扩展和配置。具体设计内容包括：1、单片机系统设计 单片机本身具备比较强大的功能，但往往不能满足一个实际应用系统功能的要求，有些单片机本身就缺少一些功能部分，如8031片内无程序存储器，所以要通过系统扩展，构成一个完善的计算机系统，它是单片机应用系
10、统中的核心部分。系统的扩展方法、内容、规模与所用的单片机和要求有关。单片机系统扩展的设计内容如下：（1）最小系统设计：给单片机配以必要的器件构成单片机最小系统。如MCS-51系列片内有程序存储器的机型，只需在片外配置上电源、复位电路、振荡电路，这样，便于对单片机系统进行测试和调试。（2）系统扩展设计：在单片机最小系统的基础上，再配置能满足应用系统要求的一些外围功能器件。,5.1.6 单片机应用系统的设计内容,2、通道和接口设计 由于通道大都是通过I/O口进行配置的，与单片机本身的联系不甚紧密，故大多数接口电路都能方便地到其它类型的单片机应用系统中去、系统抗干扰设计抗干扰设计要贯穿到应用系统设计
11、的全过程。从具体方案、器件选择到电路系统设计，从硬件系统设计到软件系统设计，都要把抗干扰设计列为一项重要工作。、应用软件设计应用软件是根据系统功能要求，采用汇编语言或高级语言进行设计。,5.2 SPI总线DS1302实时时钟控制,5.2.1 DS1302的基础知识 5.2.2 DS1302管脚的配置 5.2.3 DS1302采用1位LED显示时钟的设计,5.2.1 DS1302的基础知识,SPI总线又称同步串行外设接口，是一种符合工业标准、全双工、三线或四线通信方式的总线系统，它允许MCU与各种外围设备以串行方式通信。数据的传输需要一条时钟线、一条数据线和一条控制线（有的需两条），可以工作在主
12、模式或从模式下。在主模式下每位数据发送/接收需要一个时钟周期。DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、星期、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。,Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源，在主电源关闭的情况下，也能保
13、持时钟的连续运行，由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。SCLK为时钟输入端， I/O为串行数据输入输出端(双向)。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时
14、，才能将RST置为高电平。,5.2.2 DS1302管脚的配置,5.2.3 DS1302采用1位LED显示时钟的设计,（1）设计要求DS1302采用1位LED显示时钟的设计（2）设计分析最小的单片机系统+数码管+DS1302 DS1302为实时时钟/日历芯片，具有调时功能，因此需要一个调整控制按键及星期、年、月、日、时分的调整键。由于只有1位LED进行，因此可用单片机的P2口直接驱动。Proteus ISIS7软件自带DS1302时钟窗口（在仿真时自动弹出），因此LED专门用来显示星期。,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#include#defi
15、ne uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar xingqi,nian,yue,ri,xiaoshi,fen,miao;uchar dd=2;sbit clk=P10;sbit dat=P11; sbit rst=P12;sbit A0=ACC0;sbit A1=ACC1;sbit A2=ACC2;sbit A3=ACC3;sbit A4=ACC4;sbit A5=ACC5;sbit A6=ACC6;sbit A7=ACC7;sbit p30=P30;sbit p31=P31;sbit p32=P32;sbit p33=P33;sbit
16、 p34=P34;sbit p35=P35;sbit p36=P36;sbit p37=P37;bit flag=0;,uchar code tab=0 xff, /共阴极数码管任意值 0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,;/17uchar code tab1=0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05,0 x06,0 x07, 0 x08,0 x09,0 x10,0 x11,0 x12,0 x13,0 x14,0 x15, 0 x16,0 x17,0 x18,0 x19,0 x20,0 x21,0 x22,0 x23, 0 x24
17、,0 x25,0 x26,0 x27,0 x28,0 x29,0 x30,0 x31, 0 x32,0 x33,0 x34,0 x35,0 x36,0 x37,0 x38,0 x39, 0 x40,0 x41,0 x42,0 x43,0 x44,0 x45,0 x46,0 x47, 0 x48,0 x49,0 x50,0 x51,0 x52,0 x53,0 x54,0 x55, 0 x56,0 x57,0 x58,0 x59,0 x60; /- void InputByte(uchar dd) /写一个字节到1302中 uchar i; ACC=dd; for(i=8;i0;i-) dat=A
18、0; clk=1; clk=0; ACC=ACC=1; ,/-void OutputByte(void) /从ds1302中读取i个数据 uchar i; dat=1; for(i=8;i0;i-) ACC=ACC1; A7=dat; clk=1; clk=0; dd=ACC; void Write(uchar addr,uchar num) rst=0; clk=0; rst=1; InputByte(addr); /写地址 InputByte(num); /写数据 clk=1; rst=0; ,void WriteSec(uchar num) Write(0 x80,num); void
19、WriteMin(uchar num) Write(0 x82,num); void WriteHr(uchar num) Write(0 x84,num); void WriteDay(uchar num) Write(0 x86,num); void WriteMn(uchar num) Write(0 x88,num); ,void WriteWe(uchar num) Write(0 x8a,num); void WriteYs(uchar num) Write(0 x8c,num); void DisableWP(void) Write(0 x8e,0 x00); void Read
20、(uchar addr) rst=0; clk=0; rst=1; InputByte(addr); OutputByte(); clk=1; rst=0; ,void WriteSec(uchar num) Write(0 x80,num); void WriteMin(uchar num) Write(0 x82,num); void WriteHr(uchar num) Write(0 x84,num); void WriteDay(uchar num) Write(0 x86,num); void WriteMn(uchar num) Write(0 x88,num); ,（6）系统调
21、试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,5.3 IC总线24C04开启次数统计控制,5.3.1 24CXX的基础知识 5.3.2 24CXX管脚的配置 5.3.2 IC总线 24C04开启次数统计控制,5.3 24C04开启次数统计控制的设计,5.3.1 24CXX的基础知识IC是一种用于连接微控制器及其外围设备,实现同步双向串行数据传输的二线式串行总线，有利于系统设计的标准化和模块化，减少了各电路板之间的大量连线，从而提高了可靠性，降低了成本，使系统的扩展更加方便、灵活。24CXX为IC串行EPROM存储器，该系列有24C01(A)/24
22、C02/24C04/24C08/24C16/24C32/24C64等型号，它们的封装形式、引脚功能及内部结构类似，只是存储容量不同，对应的存储容量分别是128B/256B/512B/1KB/2KB/4KB。,5.3.2 24CXX管脚的配置,SCL 串行时钟：串行时钟输入管脚，用于产生器件所有数据发送或接收的时钟,这是一个输入管脚。SDA 串行数据/地址：双向串行数据/地址管脚，用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或wire-OR。A0 A1 A2 器件地址输入端：这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0，当
23、使用24WC01 或24WC02 时最大可级联8 个器件。如果只有一个24WC02 被总线寻址，这三个地址输入脚A0 A1 A2 可悬空或连接到Vss ；如果只有一个24WC01 被总线寻址这三个地址输入脚A0 A1 A2 必须连接到Vss。,当使用24WC04 时，最多可连接4 个器件，该器件仅使用A1 A2 地址管脚，A0 管脚未用，可以连接到Vss 或悬空；如果只有一个24WC04 被总线寻址A1 和A2 地址管脚可悬空或连接到Vss；当使用24WC08 时最多可连接2 个器件，且仅使用地址管脚A2 A0 A1 ，管脚未用可以连接到Vss 或悬空；如果只有一个24WC08 被总线寻址，A
24、2 管脚可悬空或连接到Vss；当使用24WC16 时最多只可连接1 个器件，所有地址管脚A0 A1 A2 都未用管脚可以连接到Vss 或悬空；WP 写保护：如果WP 管脚连接到Vcc ，所有的内容都被写保护，只能读；当WP 管脚连接到Vss 或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。,5.3.3 IC总线 24C04开启次数统计控制,（1）设计要求使用24C04统计单片机开启次数，要求单片机开启后就显示开启的次数。若开启的次数大于5，数码管就会闪烁。若开启次数超过10,24C04清零会重新开始统计开启次数。（2）设计分析最小的单片机系统+两个数码管+24C04 24C04 具有断电数据保持特点，可
25、用来存储数据，所以单片机的开启次数存放在24C04 中，开启次数的显示可用2位LED。,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,5.4.1 电动机简介5.4.2 电动机基本原理5.4.3 电动机控制,5.4 电动机控制设计,电动机：是将电能转变为机械能的一种机器，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成。 按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机。 电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保
26、持同步）。 通常电动机的做功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机.,5.4.1 电动机简介,电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级；电动机的使用和控制非常方便，具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小；由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。,电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用电动机又分为： 电动工具用电动机（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）； 家电用电动机（包括洗衣机、
27、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）； 其它通用小型机械设备用电动机（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）。 控制用电动机又分为： 步进电动机和伺服电动机等。,5.4.2 电动机基本原理,步进电动机: 是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，是一种特殊的电动机。 一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态： 当有脉冲输入时,步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率
28、及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。 在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。,步进电机的应用: 精度高，运行可靠,主要用于数字控制系统中。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。 步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。步进电动机分为机电式及磁电式两种基本类型。,机电式步进电动机由铁心、线圈、齿轮机构等组成。螺线管线圈通电时将产生磁力，推动其铁心心子运动，通过齿轮机构使输出轴转动一角度，通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在
29、新的工作位置；线圈再通电，转轴又转动一角度，依次进行步进运动。,在电动机定子上有A、B、C三对磁极，磁极上绕有线圈，分别称之为A相、B相和C相，而转子则是一个带齿的铁心，这种步进电动机称之为三相步进电动机。如果在线圈中通以直流电，就会产生磁场，当A、B、C三个磁极的线圈依次轮流通电，则A、B、C三对磁极就依次轮流产生磁场吸引转子转动。这样按ABCABCA次序轮流通电，步进电动机就一步一步地按逆时针方向旋转。通电线圈每转换一次，步进电动机旋转30，我们把步进电动机每步转过的角度称之为步距角。如果把步进电动机通电线圈转换的次序倒过来换成ACBACB的顺序，则步进电动机将按顺时针方向旋转，所以要改变
30、步进电动机的旋转方向可以在任何一相通电时进行。,直流电动机：将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类,其中自励又分为并励、串励和复励3种。直流电动机 特点(一)调速性能好。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。(二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。,（1）设计要求利用步进电
31、动机进行转速控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键 利用单片机控制脉冲发生器产生一定频率的脉冲信号,脉冲分配器将产生一定规律的电脉冲输出给驱动器,可控制步进电动机的转动： 转动的角度大小与施加的脉冲数成正比, 转动的速度与施加的脉冲频率成正比, 转动的方向与施加的脉冲顺序有关。,5.4.3 电动机控制_转速控制步进电动机转速控制,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charlong a=155;code tab
32、=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08; /1相励磁法，正传void int0() interrupt 0 a+=100; if(a65535) a=65534; void int1() interrupt 2 a-=100; if(a0) a=0; ,void delay(n) /延时 long i; for(i=0;in;i+); main() uchar i; EX0=1; /打开外部中断0 IT0=1; /下降沿触发中断INT0 EX1=1; /打开外部中断1 IT1=1; /下降沿触发中断INT1 EA=1; while(1) for(i=0;i4;i+) P0=tabi;
33、 delay(a); ,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,（1）设计要求利用直流电动机进行转速控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键 PWM（脉宽调制）是单片机常用控的模拟量输出方法，通过外接转换电路，可以将占空比不同的脉冲转换成不同的电压，以驱动直流电动机的转动，从而得到不同的转速。,5.4.3 电动机控制_转速控制直流电动机转速控制,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#defin
34、e uchar unsigned charsbit P2_1=P21;long a=355;bit flag=1;void int0()interrupt 0 /使占空比增大 a+=3000; if(a=65535) a=65534; void int1() interrupt 2 /使占空比减小 a-=3000; if(a0) a=0;,void time0_server_(void) interrupt 1 if(flag=1) P2_1=0; TH0=65535-(65535-a)/256); TL0=65535-(65535-a)%256); if(flag=0) P2_1=1; TH
35、0=(65535-a)/256; TL0=(65535-a)%256; flag=flag; ,void Init_t0(void) /初始化 TMOD=0X01; /选择方式1 TH0=(65535-a)/256; TL0=(65535-a)%256; ET0=1; TR0=1; EX0=1; /打开外部中断0 IT0=1; /下降沿触发中断INT0 EX1=1; /打开外部中断1 IT1=1; /下降沿触发中断INT1 EA=1; void main(void) P2_1=1; Init_t0(); /初始化 while(1); ,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）pro
36、teus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,（1）设计要求利用步进电动机进行启动、停止控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键转动的方向与施加的脉冲顺序有关： 启动：施加脉冲顺序改变 停止：施加脉冲顺序不变,5.4.3 电动机控制_电气模拟控制步进电动机启动、停止,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar flag=0;code tab=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08; void
37、 int0() interrupt 0 flag=1;void int1() interrupt 2 flag=0;void delay() long j; for(j=0;j1000;j+);,main() uchar i=0; EX0=1; IT0=1; EX1=1; IT1=1; EA=1; P2=0 x00; while(1) if(flag=1) for(i=0;i4;i+) P2=tabi;delay(); if(flag=0) P2=tabi;,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,（1）设计要求利用直流电动机进
38、行启动、停止控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键 启动：施加电压 停止：不施加电压,5.4.3 电动机控制_电气模拟控制直流电动机启动、停止,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit p30=P30;sbit p31=P31;void main(void) P2=0 x00; /默认电动机不转动 P3=0 xFF; while(1) if(p30=0) /电动机转动 P2=0 xff; if(p3
39、1=0) /电动机停止转动 P2=0X00; ,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,（1）设计要求利用步进电动机进行正转、反转控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键转动的方向与施加的脉冲顺序有关：正转：施加正转改变顺序脉冲反转：施加反转改变顺序脉冲,5.4.3 电动机控制_电气模拟控制步进电动机正转、反转,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned
40、charuchar flag0=0,flag1=0;code tab=0 x02,0 x06,0 x04,0 x0c,0 x08,0 x09,0 x01,0 x03;code tab1=0 x03,0 x01,0 x09,0 x08,0 x0c,0 x04,0 x06,0 x02;void int0() interrupt 0 flag1=0; flag0=1; void int1() interrupt 2 flag0=0;flag1=1;void delay(void) long j; for(j=0;j10000;j+);,void main(void) uchar i=0; EX0=1
41、; IT0=1; EX1=1; IT1=1; EA=1; P2=0 x00; while(1) P2=0 x00; if(flag0=1) for(i=0;i8;i+) P2=tabi; delay(); if(flag1=1) for(i=0;i8;i+) P2=tab1i;delay(); ,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,（1）设计要求利用直流电动机进行正转、反转控制。（2）设计分析最小的单片机系统+电动机+两个按键利用继电器更改直流电源的正负极性,5.4.3 电动机控制_电气模拟控制直流电动机正转、反转,（3）系
42、统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit p20=P20;sbit p21=P21;void main(void) P2=0XFF; while(1) if(p20=0) /正转，默认的是正转 P3=0 xff; if(p21=0) /反转 P3=0 x00; ,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,5.5 RS485在单片机多机通信中的应用设计,5.5.
43、1 RS-485特点5.5.2 RS-485接口标准5.5.3 RS-485在单片机多机通信中的应用设计,5.5.1 RS-485特点,由于串行通信的简单易用，在工业领域大量使用串行通信作为数据交换的手段，在RS-232串行通信进行数据传输时，经常会受到外界的电气干扰而使信号发生错误，为解决上述问题，可用RS-485替代。与RS-232相比：抗干扰性能好；传输距离远:1200M，加中继器传输距离无限。,常用芯片：MAX481/MAX483/MAX485/MAX487-MAX491以及MAX1487: 是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器,能够以最高2.5Mbps 的数据速率发送并
44、接收数据；MAX483、MAX487、MAX488以及MAX489： 则用于最高250kbps的数据速率；MAX488-MAX491： 是全双工收发器；MAX481、MAX483、MAX485、MAX487以及MAX1487： 是半双工收发器。,另外，MAX481、MAX483、MAX485、MAX487、MAX489、MAX491以及MAX1487中包含驱动器使能(DE)与接收器使能(RE)控制引脚，被禁用时，驱动器或接收器输出为高阻态。与标准RS-485 驱动器( 最多32 个收发器) 的单位负载 ( 12k输入阻抗) 相比： MAX487与MAX1487具有48k输入电阻； 1/4单位负
45、载的接收器输入阻抗； 在一条总线上允许最多挂接128个收发器。,5.5.2 RS-485接口标准,RS-485接口标准: 是一种平衡传输方式的串行接口标准，它允许有多个收发器， 允许一个发送器驱动负载设备， 负载设备可以是驱动发送器，接收器或收发组合器。RS-485的共线电路结构: 是在一对平衡传输线的两端都配置终端电阻，其发送器、接收器或收发组合器组合可挂在平衡传输线上的任何位置,，现数据传输中多个驱动器和接收器公用同一传输线的多点应用。,在RS-485传输信号前，先分解成正、负两条线路，到达接收端后，再将信号相减还原成原来的信号： 原信号：（DT）=（D+）-（D-） 线路干扰： （D+）
46、+Noise ，（D-）+Noise接收合成： （DT）=（D+）+Noise - （D-）+Noise =（D+）-（D-）最大传输速率：10Mb/s（传送15m）最大传输距离：1200m（传输速率100Kb/s）,（1）设计要求使用RS-485控制三个个单片机串行通信，要求主机按下不同的按键，从机相应地进行工作：从机1液晶显示并计数，从机2指示灯亮灭显示。 （2）设计分析三个最小的单片机系统+三个MAX487+两个按键+显示?使用RS-485控制三个单片机串行通，需要3个MAX487:与主机相连的单片机,RE 和 DE 引脚接 +5V （发送命令）；与从机相连的单片机,RE 和 DE 引脚
47、接地（接收命令）。,5.5.3 RS-485在单片机多机通信中的应用设计,（3）系统原理图设计,（4）程序流程图设计(略),（5）源程序设计（ C语言）,（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试； 4）仿真结果。,四十学时的单片机课程马上就要结束了，你收获了什么？许多同学说这一门课的收获比前两年半加在一起还多，不仅设计能力提升了，其它能力也得到很好的锻炼，自信心也越来越强了，对未来充满了信心。你是否也有同感？愿你们在以后的日子，不断提升自己，完善自己，抱着对生活的热情与对知识的追寻，迎接明天更美好的风景。老师在此预祝你们成功，祝愿你们每个人都有一个辉煌灿烂的未来！,谢谢大家,
