基于at89s52的光电编码器计数显示

基于at89s52的光电编码器计数显示内容摘要：

合于长距离传输。 其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。 绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制 数。 这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可 读出一个固定的与位置相对应的数字码。 显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有 N 条码道。 本设计中需要对编码器进行零点检测，还需要进行对编码器转动的圈数进行计数，所以每转一圈需要一个检测标志，所以选择增量式光电编码器，它能够输出 A、 B、 Z三相脉冲 ,其中当 Z相为编码器每转一圈输出一个脉冲信号 ,作为位置鉴别信号。 当编码器正转时 ,A 相输出的方波角度超前 B 相90度 ,当编码器反转时 ,A相输出的方波滞后 B 相 90度。 所以 增量式光电编码器符合设计要求。 在调查了市场上的编码器之后 ,最后选择了 HKT3005烟台大学毕业论文（设计） 9 型的增量式光电编码器。 HKT300 型光电编码器介绍 编码器的 特点 ，重量轻，结构紧凑，分辨率范围宽等特点，不要求信号调节，兼容TTL，两通道正交输出。 系列是一种高性能、低成本光电增量型编码器，主要用于检测旋转位置。 该编码器使用由带透镜的 LED 光源和检测 IC 组成，外面采用小型 C 形塑料封装。 由于高度校准的光源和独特的光电检测器阵列，该模块对安装中没有对准的容错能力非常高。 通过位 于 毫米（ 英寸 )中心上的四条焊接板引线， 可以获得两通道数字和 5V电源输入； ，适用于直流电机，伺服电机，机器人等。 提供同心和高度定位工具。 A、 B相分别输出 400 个脉冲， Z相输出一个脉冲 HKT300编码器实物图 表 HKT300 编码器接线图 HKT300 正反转 A、 B输出示意图 引脚 1 2 3 4 5 GND Z A VCC B 烟台大学毕业论文（设计） 10 1602 液晶介绍 液晶的优点 液晶模块在日常生活中应用非常广泛，用 1602 作为人机交互界面具有以下的优点： 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（ CRT）那样需要不断刷新新亮点。 因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 、重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 1602 字符型液晶显示简介 长沙太阳人电子有限公司的 1602 字符型液晶显示器 字符型液 晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD， 1602即为每行显示 16个字符，共有两行的液晶显示器 引脚功能说明 烟台大学毕业论文（设计） 11 1602 引脚图 1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表所示 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 表 .：引脚接口说明表 第 1 脚： VSS 为地电源。 第 2 脚： VDD 接 5V 正电源。 第 3 脚： VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比 度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电 位器调整对比度。 第 4 脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存 器。 第 5 脚： R/W 为 读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和 R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数 据。 第 6 脚： E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7为 8位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 烟台大学毕业论文（设计） 12 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如 下 表所示： 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 表 ：控制命令表 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说明： 1为高电平、 0为低电平） 指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 RAM地址设置。 指令 8： DDRAM 地址设置。 指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 读写操作时序如图所示： 烟台大学毕业论文（设计） 13 液晶 读 操作时序 1602LCD 的 RAM 地址映射 表 1602 液晶 RAM 映射地址 烟台大学毕业论文（设计） 14 设计中用到的其他芯片的介绍 双 D 触发器 74LS74 在 ttl 电路中， 74ls74 是 比较典型的 d触发器。 74ls74 是一个边沿触发器数字电路器件，每个器件中包含两个相同的、相互独立的边沿触发 d触发器电路模块。 其引脚图如下图 图 74ls74 引脚图 INPUTS OUTPUTS PR CLR CLK D Q /Q L H X X X H H L X X X L L L X X X H* H H H H H H H L L L H H L X X Q。 表 74ls74 功能图 缓冲驱动器 74LS244 74LS244 为三态八缓冲器 /线驱动器 /线接收器 简要说明 : 244 为三态输出的八组缓冲器和总线驱动器 ,其主要电器特性的典型值如下烟台大学毕业论文（设计） 15 (不同厂家具体值 有差别 ): 引出端符号 : 1A1~1A4,2A1~2A4 输入端 /1G, /2G 三态允许端 (低电平有效 ) 1Y1~1Y4,2Y1~2Y4 输出端 逻辑图 : 图 双列直插封装 74LS74 引脚图 功能表 Y=A 七段式数码管 图 七段式数码管引脚图 型号 tPLH tphl PD 54LS241/74LS241 12ns 12ns 110mW 烟台大学毕业论文（设计） 16 七段式数码管的共阴极 显示码表为 表 七段式数码管共阴极显示码表 0x3F 0x06 0x5B 0x4F 0x66 0x6D 0 1 2 3 4 5 0x7D 0x07 0x7F 0x6F 0x77 0x7C 6 7 8 9 A B 0x39 0x5E 0x79 0x71 0x00 C D E F 无显示 烟台大学毕业论文（设计） 17 第四章 具体电路设计及功能实现 编码器鉴相电路设计及实现 图 编码器鉴相电路 将编码器和 74LS74 如图 ，其中， A 相脉冲接到 D 触发器的D1端， B 相脉冲接到 D触发器的 CLK1端 ,将 74ls74 的 CLR1 及 PR1 置 1。 连接好电源线。 查表 可知，当 B 相脉冲为上升沿时， A 相脉冲为高电平Q 即输出高电平， A相脉冲为低电平 Q 即输出低电平。 当 B相脉冲不在上升沿的时候，无论 A 相脉冲变化与不变化， Q 端输出电平不变，从而实现鉴相。 鉴相的波形图如下图所示。 图 编码器正向旋转 图 编码器逆向旋转 W1为 Q 端的输出波形， W2 为 /Q 端的输出波形，可以看到， 当编码器顺时针旋转时， Q端输出高电平，当编码器逆向旋转是，编码器输出低电平，从而完成了编码器的鉴相。 当 Q 端输出高电平是进行加计数， Q 端输出低电平时进行减计数。 烟台大学毕业论文（设计） 18 单片机 定时 /计数器 2 可逆计数的实现 定时 /计数器 2 的简单介绍 AT89S52 单片机的 、 两个端口都具有第二功能，即定时 /计数器 2。 为定时 /计数器 2 的脉冲输入口， 作为定时 /计数器 2 的外部控制端T2EX。 定时 /计数器 2共有三种工作模式。 如下图 CLK+TCLK CP/RL2 TR2 MODE O O 1 16位自动重载 0 1 1 16 为捕捉 1 1 波特率发生器 0 不用 表 定时 /计数器 2的工作模式 T2的控制寄存器的功能描述如下： T2CON（ T2 的控制寄存器） ,字节地址 0C8H： 位 地址 0CFH 0CEH 0CDH 0CCH 0CBH 0CAH 0C9H 0C8H 符。