基于A(yíng)T89S52單片機的電機控制系統設計
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電機控制在監控器材、醫療器械、電動(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)窗簾、家用電器、旋轉燈具等方面有著(zhù)廣泛的應用，因此設計一款可控性好、精度高的電機控制系統是一件非常有意義的事。本文介紹的基于AT89S52單片機的電機控制系統的軟硬件設計，在按鍵的操作下對時(shí)間進(jìn)行設定，控制電機的轉動(dòng)，對工作狀態(tài)及時(shí)間進(jìn)行顯示。
1 設計方案說(shuō)明
該系統先通過(guò)按鍵對電機的正、反向(即順時(shí)針、逆時(shí)針)轉動(dòng)時(shí)間分別設置，時(shí)間顯示在LCD上，格式為時(shí)：分：秒(通過(guò)改變程序可以選擇不同的格式)。采用倒計時(shí)方式，正向時(shí)間完畢，立刻開(kāi)始反向轉動(dòng)時(shí)間計時(shí)，反向時(shí)間結束，自動(dòng)恢復到初始設定的時(shí)間。
時(shí)間設定完成后，按下開(kāi)始鍵，正向轉動(dòng)時(shí)間開(kāi)始計時(shí)，電機工作指示燈閃爍，正向轉動(dòng)指示燈亮，同時(shí)電機正向轉動(dòng)；正向時(shí)間完畢，反向時(shí)間開(kāi)始計時(shí)，正向轉動(dòng)指示燈熄滅，反向轉動(dòng)指示燈亮，同時(shí)電機反向轉動(dòng)。
按下停止鍵，時(shí)間停止計時(shí)，電機停止工作，工作指示燈熄滅。
系統采用的電機為60TDY-11可逆永磁電機，其內部采用兩組繞組，用電容實(shí)現定向旋轉，通過(guò)改變電容和電機輸出引線(xiàn)的接法，能夠可靠地實(shí)現電機定向旋轉并控制旋轉方向。
2 硬件電路設計
整個(gè)系統硬件結構如圖1所示。
2．1 按鍵輸入和控制電路設計
按鍵輸入電路采用6個(gè)按鍵分別連接到單片機的P2．0～P2．5口，作為控制信號的輸入。按下K0鍵，系統進(jìn)入時(shí)間設定模式，連續按下K0鍵可以選擇對不同的時(shí)間單位進(jìn)行設置，通過(guò)K1，K2鍵對時(shí)間進(jìn)行加1或減1。按下K3鍵退出時(shí)間設定模式，K4，K5鍵分別為啟動(dòng)和停止鍵。
電機控制電路的控制芯片采用ATMEL公司的AT89S52，它有8 KB FLASH，256 B RAM，32位I／O口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，兩個(gè)數據指針，三個(gè)16位定時(shí)器／計數器，一個(gè)6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時(shí)鐘電路。其內部資源豐富、性?xún)r(jià)比高，能夠滿(mǎn)足設計要求。
PO．O～P0．2作為三個(gè)工作指示燈的控制信號輸出，需要外接上拉電阻；P1．0～P1．2為液晶顯示器的控制信號輸出；P3．0～P3．1分別是控制電機正反向轉動(dòng)的控制信號輸出。
2．2 LCD顯示電路設計
顯示部分采用的是12864液晶，控制器是ST7920，這種控制器帶中文字庫，去除了編制字庫的麻煩，該控制器的液晶還支持畫(huà)圖方式。該類(lèi)液晶支持68時(shí)序8位和4位并口以及串口。ST7920的時(shí)鐘SCLK有獨立的操作時(shí)序，當多個(gè)連續的指令需要被送入時(shí)，需要考慮指令執行時(shí)間。
一個(gè)完整的串行傳輸周期由以下部分組成：首先送入啟動(dòng)字節，送入五個(gè)連續的“1”用來(lái)啟動(dòng)一個(gè)周期，此時(shí)傳輸計數被重置，并且串行傳輸被同步。緊接的兩個(gè)為制定傳輸方向(RW，確定讀還是寫(xiě))和傳輸性質(zhì)(RS，確定是命令寄存器還是數據寄存器)，最后的第八位是一個(gè)“O”。
本設計中PSB引腳接地，選擇串口工作模式，CS高電平有效，只用兩根線(xiàn)SID和SCLK即可完成數據傳輸。
2．3 電機及驅動(dòng)電路設計
60TDY-11電機工作電壓為220 V交流電，而單片機的輸出高電平為5 V，因此電機需要一個(gè)驅動(dòng)電路，采用繼電器來(lái)作為較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。
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