應(yīng)用單片機的控制電路相關(guān)情況解析方案

2.2 接收電路

接收電路主要作用是將發(fā)射機發(fā)射出的已調(diào)的編碼指令信號接收下來，并進行放大后送到解調(diào)電路，解調(diào)電路將已經(jīng)調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來，還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼，最后由驅(qū)動電路來驅(qū)動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制。圖3為接收機主電路，發(fā)射機傳來的信號由P3.O輸入后送至P1口，由軟件控制P1的相應(yīng)端口輸出控制信號。P1口的4位A/D端口可以接到不同的控制端。由于是比例遙控，所以應(yīng)將輸出口的控制信號送到下一級比例遙控專用的伺服電路。

整個系統(tǒng)的執(zhí)行部分是由直流電動機驅(qū)動電路來完成的，主要控制模型的行進方向和速度。單片機STCl2C2052AD既是協(xié)調(diào)整個接收機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器和運算器，由于它直接有PWM功能，因此不需要占用單片機資源，可以直接產(chǎn)生占空比可變的脈沖信號，對橋式雙向電路驅(qū)動電動機進行電壓控制，從而完成對電動機驅(qū)動、轉(zhuǎn)速以及前進或后退的控制，并能夠?qū)崿F(xiàn)脈寬精確調(diào)速。

圖3中，與單片機左邊相連的部分為電動機驅(qū)動電路。該電路由2對晶體管組成一個橋式互補對稱電路，其中包含了電動機。電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成階躍型的角位移或者直線位移的變換器，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(步距角)運行的。當4個晶體管均為低電平時(由芯片控制)，這4個晶體管的集電極和發(fā)射極均不能導通，此時電動機a端和b端均為O V，電動機不能轉(zhuǎn)動。當P3.0和P3.2為高電平，P3.1和P3.3為低電平時，晶體管T1和T3均導通，此時a端得到高電平，而b端與地相通，電動機開始轉(zhuǎn)動。除去晶體管T1和T3的壓降，電動機的兩端大概可以得到4.5 V的電壓。同樣道理，當P3.1和P3.3為高電平，P3.O和P3.2為低電平時，b端得到高電平，而a端與地相通，電動機反轉(zhuǎn)。通過該橋式電路，控制P3.O和P3.2、P3.1和P3.3端口的電平(注意：這4個端口不能全部為高電平)便可以實現(xiàn)電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)了模型的前進或后退。為了消除電動機的電弧干擾，應(yīng)在電動機兩側(cè)加一個小電容，其值為0.1μF。

另外，設(shè)計中還要求能夠?qū)δＰ瓦M行速度的控制。控制電動機的運行速度，實際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出時鐘脈沖的頻率或著是換相的周期，即在升速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸增加;在減速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸減少。脈沖信號的頻率可以用軟件延時和硬件中斷兩種方法來確定：

①采用軟件延時，一般是根據(jù)所需的時間常數(shù)來設(shè)計一個子程序。該程序包含一定的指令，設(shè)計者要對這些指令的執(zhí)行時間進行精確的計算，以便確定延時時間。在每次確定前進方向之后調(diào)用一個延時子程序，待延時結(jié)束以后再執(zhí)行換向，這樣周而復始就可以發(fā)出一定頻率的CP脈沖或換向周期。延時子程序的延時時間與換向程序所用的時間和，就是CP脈沖的周期。該方法簡單，占用資源少，全部由軟件實現(xiàn)，調(diào)用不同的子程序就可以實現(xiàn)不同速度的運行;但是，若占用CPU的時間過長，就不能在運行時處理其他的工作，因此它比較適合簡單的控制過程。

②使用單片機中的定時器直接對系統(tǒng)時鐘脈沖或某一固定頻率的時鐘脈沖進行計數(shù)，計數(shù)值由編程決定。定時器啟動后，定時器從裝載的初值開始對系統(tǒng)及其周期進行加計數(shù)。當定時器溢出時，定時器產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時中斷子程序，將電機換向子程序放在定時中斷服務(wù)程序中，定時中斷一次，電機換向一次，從而實現(xiàn)電機的速度控制。用定時中斷方式來控制電動機的速度，實際上是不斷改變定時器裝載值的大小。

2.3 單片機程序設(shè)計

由于單片機的各個引腳都有很多功能，因此在軟件程序設(shè)計中要特別注意它們的定義和對片內(nèi)特殊功能寄存器的初始化設(shè)置，以便實現(xiàn)相應(yīng)的功能。在初始化設(shè)置完成之后，開始接收第1通道數(shù)據(jù)，同時必須使接收單片機同步接收通道數(shù)據(jù)，相隔一定時間查詢第1通道當前電壓A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果是否與查詢之前的結(jié)果相同。如果相同，則繼續(xù)發(fā)送下一個通道的數(shù)據(jù);反之，則立即向接收機發(fā)送該通道的通道號和相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，且在延時10 ms后準備發(fā)送下一個通道的數(shù)據(jù)。全部數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后再重新開始新一輪的數(shù)據(jù)查詢和發(fā)送。延時的目的在于給接收單片機留出一定的處理時間。圖4(a)所示為發(fā)射單片機程序設(shè)計流程。