基于单片机的直流电动机转速控制系统设计

基于单片机的直流电动机转速控制系统设计内容摘要：

电流输出，稳定时间为 1 微秒； （ 3） 可缓冲、单缓冲或直接数字输入； （ 4） 单一电源供电； （ 5） 只需在满量程下调整其线性度； （ 6） 低功耗， 20mW。 14 1） DAC0832 引脚结构及逻辑结构 DAC0832 的引脚图如图 213 所示。 图 213 DAC0832 引脚图 各引脚的功能定义如下： CS：片选端，当 CS 为低电平时 ，本芯 片被选中。 ILE：数据锁存允许端，高电平有效。 WR1：第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。 XFER：数据传输控制，低电平有效。 WR2； DAC 寄存器写选通控制，低电平有效。 DI7～ DI0 ： 8 位的数据输入端， DI7为最高位。 IOUT1 ：模拟电流输出端 1，当 DAC 寄存器中数据全为 1 时，输出电流最大，当 DAC 寄存器中数据全为 0 时，输出电流为 0。 IOUT2 ：模拟电流输出端 2， IOUT2与 IOUT1的和为一个常数，即 IOUT1＋ IOUT2＝常数。 RFB ：反馈电阻引出端， DAC0832 内部 已经有反馈电阻，所以 RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。 15 VREF ：参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接一个负电压，它决定 0至 255 的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度， VREF范围为(+10～ 10)V。 VREF端与 D/A 内部 T 形电阻网络相连。 Vcc ：芯片供电电压，范围为 (+5~ 15)V。 AGND ：模拟量地，即模拟电路接地端。 DGND ：数字量地。 2） DAC8032 与 AT89S52 的接口电路如图 214 所示。 图 214 DAC8032 与 AT89S52 的接口电路 人机界面电路设计 8279 可编程键盘 /显示器接口芯片。 Intel 8279 是一种通用的可编程序的键盘、显示接口器件，单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。 键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有 64 个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描，自动消抖，自动识别按下的键并给出编码，能对双键或 n 键同时按下实行保护。 显示部分为发光二极管、荧光管及其它显示器提供了按扫描方式工 16 作的显示接口，它为显示器提供多路复用信号，可以显示多达 16 位 的字符或数字。 1） 8279 的组成和基本工作原理 （ 1） 输入 /输出控制及数据缓冲器 数据缓冲器是双向缓冲器，用于传送 CPU和 8279之间的命令或数据。 A0 用于区别信息的状态 A0=1，输入：指令 输出：状态字 A0=0，输入：数据 输出：数据 （ 2） 控制与定时寄存器及定时控制 控制与定时寄存器用于寄存键盘及显示的工作方式，以及由 CPU 编程的其它操作方式。 定时控制包括基本的计数链。 首级计数器是一个可编程的 N级计数器， N可在 231 之间由软件控制，以便从外部时钟 CLK得到内部所需要 的 100KHz时钟信号。 然后经过分频为键盘提供适当的逐行扫描频率和显示的扫描时间。 （ 3） 扫描计数器 扫描计数器有两种工作方式。 按编码方式工作时，计数器作二进制计数。 四位计数状态从扫描线 SL0SL3 输出，经外部译码器译码后，为键盘和显示器提供扫描线。 按译码方式工作时，扫描计数器的最低二位被译码后，从 SL0SL3 输出。 （ 4） 回复缓冲器、键盘消抖及控制 来自 RL0RL78 根回复线的回复信号，由回复缓冲器缓冲并储存。 在键盘工作方式中，这些线被接到键盘矩阵的列线。 在逐行扫描时，回复线用来搜索一行中闭合 的键。 当某一键闭合时，消振电路就被置位，延时等待 100mS 之后，再检验该键是否是连续保持闭合。 若闭合，则该键的地址和附加的位移、控制状态一起形成键盘数据被送入 8279 内部的 17 FIFO 存储器。 键盘的数据格式如表 22： 表 22 控制和位移（ D7 和 D6）的状态由两个独立的附加开关决定，而扫描（ D D D3）和回复（ D D D0）则是被按键的位置数据。 D DD3 三位来自扫描计数器，是按键的行编码，而 D D D0 三位则是来自列计数器，它们是根据回复信号而确定的列编码。 在传感器矩阵方式中，回复线的内容直接被送往相应的传感器 RAM（即 FIFO 存储器）。 在选通输入方式时，回复线的内容在 CNTL/STB 线的脉冲上升沿时，被送入FIFO 存储器。 （ 5） FIFO/传感器 RAM 及其状态 FIFO/传感器 RAM 是一个双重功能的 8X8RAM。 在键盘或选通工作方式时，它是 FIFO 存储器。 每次新的输入都顺序写入到 RAM 单元，而每次读出时，总是按输入的顺序，将最先输入的数据读出。 FIFO 状态寄存器用来存放 FIFORAM 的工作状态。 例如： RAM是满还是空；其中存有多少字符；是否操作出错等等。 当 FIFO 存储器不空时，状态逻辑将产生IRQ=1 信号，向 CPU 申请中断。 在传感器矩阵方式时，这个存储器又是传感器 RAM。 它存放着传感器矩阵中每一个传感器的状态。 在此方式中，若检索出传感器的变化， IRQ信号便变为高电平，向 CPU 请求中断。 （ 6） 显示 RAM 和显示地址寄存器 显示 RAM 用来存储显示数据。 该区具有 16 个字节，也就是最多可以存储 16 个字节的显示信息。 显示地址寄存器用来积存由 CPU 进行读 /写D7 D6 D5D4D3 D2D1D0 控制 移位 扫描 回复 18 的显示 RAM 的地址，它可以由命令设定，也可以设置成每次读 出或写入之后自动递增。 2） 8279 与 AT89S52 的接口电路如图 215 所示 图 215 8279 与 AT89S52 的接口电路 19 3） 8279 各引脚功能如下： D7D0（数据总线）：双向、三态总线 ； CLK（系统时钟）：输入 ； RESET（复位）：输入，高电平有效 ； 复位时默认状态 （ 1） 16个字符显示 左入 ； （ 2） 编码扫描键盘 双键锁定 ； （ 3） 程序时钟编程设定为 31。 CS（片选）：输入，低有效。 A0（缓冲器地址）：输入。 RD（读信号）和 WR（写信号）：输入，低有 效。 IRQ（中断请求）：输出，高有效。 在键盘工作方式中，当 FIFO/传感器 RAM 存有数据时， IRQ 为高电平。 CPU 每次从 RAM 读出数据时。 IRQ 就变为低电平。 若 RAM 中仍有数据，则IRQ 再次恢复为高电平。 在传感器工作方式中，每逢检出传感器状态变化时， IRQ 就出现高电平。 SL0— SL3（扫描线）：输出。 RL0— RL7（回复线）：输入。 它们是键盘矩阵或传感器矩阵的列信号输入线。 SHIFT（换档信号）：输入，高有效。 该信号线用来扩充键开关的功能，可以用作键盘的上、下档功能键。 在传感器方式和选通方式中， SHIFT无效。 CNTL/STB（控制 /选通）：输入，高电平有效。 在键盘工作方式时，作为控制功能键使用。 20 在选通方式时，该信号的上升沿可以将来自 RL0RL7 的数据存入FIFO 存储器。 在传感器方式，无效。 OUTA0— OUTA3（ A组显示信号）：输出。 OUTB0— OUTB3（ B组显示信号）：输出。 BD（消隐显示）：输出，低有效。 该输出信号在数字切换显示或使用显示消隐命令时，将显示消隐。 4） 8279 的命令和状态字 8279 共有八条命令 （ 1） 键盘 /显示方式设置命令 命令特征位： D7D6D5=000 0 0 0 D D K K K DD 两位用来设定显示方式： 00 8个字符显示 左入 01 16个字符显示 左入 10 8个字符显示 右入 11 16个字符显示 右入 所谓的左入就是在显示时，显示字符是从左面向右面逐个排列。 右入就是显示字符从右面向左面移动。 所对应的 SL编码最小的为显示的最高位 KKK三位用来设定键盘工作方式： K000 编码扫描键盘 双键锁定 K001 译码扫描键盘 双键锁定 K010 编码扫描键盘 N键轮回 K011 译码扫描键盘 N键轮回 K100 编码扫描传感器矩阵 21 K101 译码扫描传感器矩阵 K110 选通输入，编码显示扫描 K111 选通输入，译码显示扫描 第一位 K 没有任何意义。 双键锁定和 N 键轮回是两种不同的多键同时按下保护方式。 双键锁定为两键同时按下提供保护，在消振周期内，如果有两键同时被按下，则只有其中的一键弹起，而另一键在按下位置时，才能被认可。 N键轮回为 N 键同时按下提供保护，当有若干个键同时按下时，键盘扫描能根据发现它们的次序，依次将它们的状态送入 FIFO RAM。 （ 2） 时钟编程命令 命令特征位： D7D6D5=001 0 0 1 P P P P P 将来自 CLK 的外部时钟进行 PPPPP 分频（ 231）。 （ 3） 读 FIFO/传感器 RAM 命令 命令特征位： D7D6D5=010 0 1 0 AI X A A A 该命令字只在传感器方式时使用，在 CPU 读传感器 RAM 之前，必须用 这 条命令来设定将要读出的传感器 RAM 地址。 由于传感器 RAM 的容量是 8X8bit，因此需要用命令字中的三位二进制代码 AAA 来选址。 命令字中的 AI 为自动增量特征位。 若 AI=1，则每次读出传感器 RAM 后，地址将自动增量（加 1），使地址指针指向顺序的下一个存储 单元。 这样，下一次读数便从下一个地址读出，而不必重新设置读 FIFO/传感器 RAM 命令。 在键盘工作方式中，由于读出操作严格按照先入先出的顺序，因此不必使用这条命令。 22 （ 4） 读显示 RAM 命令 命令特征位： D7D6D5=011 0 1 1 AI A A A A 在 CPU 读显示 RAM 之前，该命令字用来设定将要读出的显示 RAM 的地址，四位二进制代码 AAAA 用来寻址显示 RAM 中的一个存储单元。 如果自动增量特征位 AI=1，则每次读出后，地址自动加 1，使下一次读出顺序指向下一个地址。 （ 5） 写显示 RAM 命令 命令特征位： D7D6D5=100。 1 0 0 AI A A A A 与前面命令字位相同。 （ 6） 显示禁止写入 /消隐命令 命令特征位： D7D6D5=101。 1 0 1 X IW IW BL BL IW 用来掩蔽 A组和 B组（ D3对应 A 组， D2 对应 B 组）。 例如，当 A组的掩蔽位 D3=1 时， A组的显示 RAM 禁止写入。 因此从 CPU 写入显示器RAM 的数据不会影响 A的显示。 这种情况通常在采用双四位显示时使用。 因为两个四位显示器是相互独立的，为了给其中一个四位显示器输入数据，而又不影响另一个四位显示器，因此 必须对另一组的输入实行掩蔽。 BL 位是消隐特征，要消隐两组显示输出，必须设置两个 BL 位。 若BL=1。 则执行此命令后，对应组的显示输出被消隐。 若 BL=0，则恢复显示。 （ 7） 清除命令 命令特征位： D7D6D5=110。 23 1 1 0 CD CD CD CF CA 该命令字用来清除 FIFO RAM 和显示 RAM。 D4D3D2 三位（ CD）用来设定清除显示 RAM 的方式。 其意义如 表 23： 表 23 D4 D3 D2 清除方式 1 0 X 将显示 RAM 全部清“ 0” 1 1 0 将显示 RAM 置 20H（即 A 组 =0010 B 组 =0000） 1 1 1 将显示 RAM 全部置“ 1” 0 不清除（若 CA=1，则 D D2 仍有效） D1（ CF）位用来清空 FIFO 存储器。 D1=1 时，执行清除命令后， FIFO RAM 被清空，使中断 IRQ 复位。 同时，传感器 RAM 的读出地址也被清 0。 D0（ CA）位是总清的特征位，它兼有 CD 和 CF 的联合有效。 在 CA=1时，对显示 RAM 的清除方式由 D3D2 的编码决定。 清除显示 RAM 大约需要 100uS 的时间。 在此期间， FIFO 状态字的最高位 Du=1，表示显示无效。 CPU 不能向显示 RAM 写入数据。 （ 8） 结束中断 /错误方式设置命令 命令特征位 D7D6D5=111E 1 1 1 E X X X X 这个命令有两个不同的应用： 作为结束中断命令。 在传感器工作方式中，每当传感器状态出现变化时，扫描检测电路接将其状态写入传感器 RAM，并启动中断逻辑，使IRQ 变高，向 CPU 请求中断。 并且禁止写入传感器 RAM。 此时。