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89C51單片機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在遙控潛水艇模型中的應(yīng)用

2015-04-08 11:24:32呂萌李丹
關(guān)鍵詞:單片機(jī)

呂萌 李丹

摘要:利用51系列單片機(jī)強(qiáng)大的編譯功能和穩(wěn)定的物理屬性,結(jié)合當(dāng)前遙控潛水艇模型中缺少調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出以89C51單片機(jī)為核心的遙控潛水艇模型調(diào)速系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該系統(tǒng)能有效地調(diào)節(jié)遙控潛水艇模型的行進(jìn)速度。

關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī) 調(diào)速系統(tǒng) 遙控潛水艇模型

1 概述

玩具遙控潛水艇是一種可以通過無線電遙控器遠(yuǎn)程控制的模型潛水艇。遙控潛水艇控制動(dòng)作較多,但是絕大多數(shù)遙控潛水艇模型的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,只有前進(jìn),后退,左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn),啟動(dòng),停止六個(gè)控制功能,并無調(diào)速按扭,只能控制玩具變換從前進(jìn)變?yōu)楹笸?,或者停止變?yōu)閱?dòng),或者轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖1所示)。因此很多遙控潛水艇模型一次性消費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重,本文從可編程的角度出發(fā),適當(dāng)增加多種遙控調(diào)速的功能,提高遙控潛水艇模型的趣味性。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 處理執(zhí)行元件

與INTEL公司的8051單片機(jī)相比,采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行處理,其引腳如如圖2所示,該型號(hào)的單片機(jī)具有一定的優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)為低功耗、高性能,采用8位CMOS微控制器,在系統(tǒng)具有8K的可編程Flash存儲(chǔ)器。

2.2 時(shí)鐘電路

對(duì)于計(jì)算機(jī)來說,時(shí)鐘電路作為心臟,能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的工作節(jié)奏進(jìn)行控制。因型號(hào)不同,單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率存在一定的差異性,其典型值一般為12MHZ。

CMOS型單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)可控的負(fù)反饋反相放大器,其振蕩器由外接晶振和電容組成,CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖如圖3所示。振蕩器工作受/PD端控制,由軟件置“1”PD(即特殊功能寄存器PCON.1)使/PD=0,振蕩器停止工作,整個(gè)單片機(jī)也就停止工作,以達(dá)到節(jié)電目的。清“0”PD,使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘,單片機(jī)便正常運(yùn)行。對(duì)于電容C1、C2來說,其作用主要表現(xiàn)為:一是使振蕩器起振,二是微調(diào)振蕩器的頻率f。

2.3 復(fù)位電路

在啟動(dòng)運(yùn)行計(jì)算機(jī)的過程中,需要進(jìn)行復(fù)位處理,通過復(fù)位處理,使CPU和系統(tǒng)中的其它部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài),并且從這個(gè)狀態(tài)開始工作。

在MCS-51單片機(jī)中,有一個(gè)RST復(fù)位引腳,如圖4所示,它是史密特觸發(fā)輸入,振蕩器起振后,該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平,使器件復(fù)位,只要RST保持高電平,那么MCS-51就保持復(fù)位狀態(tài),在這種情況下,ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3等口都輸出相應(yīng)的高電平。當(dāng)RST變?yōu)榈碗娖胶螅珻PU開始工作。

2.4 模擬調(diào)速系統(tǒng)

利用單片機(jī)開發(fā)板上的流水燈的顯示速度來模擬調(diào)速系統(tǒng),如果8個(gè)流水燈的閃爍速度加快,說明遙控潛水艇模型的運(yùn)行速度加快;反之,如果8個(gè)流水燈的閃爍速度變慢,說明遙控潛水艇模型的運(yùn)行速度減慢。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試

單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成,采用的是SP-5180USB開發(fā)板,+5V供電系統(tǒng),KEIL4編寫C語言程序,STC-ISP軟件來燒錄程序到單片機(jī)上。上電后,實(shí)際晶振為11.995M。上述硬件原理圖搭建完成上電之后,通過獨(dú)立按鈕P10,P11,P33,P34來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。實(shí)現(xiàn)每按下一次P11,速度提高20%,每按下一次P33,速度降低20%。通過8個(gè)紅色LED燈的閃爍速度,模擬調(diào)速系統(tǒng)。圖6是硬件電路實(shí)物圖。

4 結(jié)語

該單片機(jī)調(diào)速系統(tǒng)外接紅外收發(fā)器之后,就可以實(shí)現(xiàn)由遙控器直接控制。因該系統(tǒng)獨(dú)立于原有的控制系統(tǒng),所以可以在啟動(dòng)后同時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控潛水艇模型的速度控制。該系統(tǒng)若與PLC相聯(lián)系,可以控制體積較大的遙控潛水艇模型。

參考文獻(xiàn):

[1]徐煜明,韓雁.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.1.

[2]萬光毅,嚴(yán)義,邢春香.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.4.

[3]張燦.單片機(jī)花樣流水燈設(shè)計(jì)[J].信息通信,2013.2.

作者簡(jiǎn)介:呂萌(1985-),男,碩士研究生,助教,鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院任教,研究方向:電子技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)。

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