大学单片机原理及应用设计-胡辉-PPT文稿资料课件PPT
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第11章 单片机的应用实例,北华航天工业学院 电子工程系,Prof. 胡辉 Tel:2083013,Email: huhui,中国水利水电出版社 ISBN 7-5084-2910-9,本章学习目标,MCS-51单片机在步进电机控制系统中的应用 数据采集系统的设计 单片机在温度控制系统中的应用 IC卡读写器的设计,11.1 三相步进电机的控制,11.1.1 步进电机工作原理,11.1.2 步进电机控制原理 （1）单相三拍方式：按单相绕组施加电流脉冲 正转：ABCA 反转：ACBA （2）双相三拍方式：按双相绕组施加电流脉冲 正转：ABBCCAAB 反转：ACCBBAAC （3）三相六拍方式：单相绕组和双相绕组交替施加电流脉冲 正转：AABBBCCCAA 反转：AACCCBBBAA,2步进电机的驱动方式,步进电机常用的驱动方式是全电压驱动,即在电机移步与锁步时都加载额定电压。,高低压驱动,步进电机的另一种驱动方式是高低压驱动，即在电机移步时加额定或超过额定值的电压，以便在较大电流下驱动，使电机快速移步。,11.1.3 步进电机接口技术与软件设计,步进电机程序设计的主要任务是： （1）判断旋转方向； （2）按相序确定控制字； （3）按顺序写入控制字，即传送控制脉冲序列； （4）控制步数。,三相步进电机工作方式及控制字,三相双三拍驱动程序流程图,三相双三拍步进电机控制程序,ORG 2000H ROUT1： MOV A，#N JNB 00H，LP2 LP1： MOV P1，#03H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#06H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#05H,ACALL DELAY DEC A JNZ LP1 AJMP DONE LP2： MOV P1，#03H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#05H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#06H,ACALL DELAY DEC A JNZ LP2 DONE： RET DELAY： RET,11.2 温度巡检系统的设计,11.2.1 设计方案 1设计描述 本系统使用89C51作为控制单元，对来自温度传感器的信号进行采集，并把采集到的温度数据实时显示。 系统设计上可以进行8路温度数据采集。但在程序中，只模拟现场3个点温度数据的巡回检测，温度范围085（温度信号用电位器可调电压模拟），1对应数字量03H。每隔15s检测一次，每一路连续检测4次，取其平均值，经标度变换，转为BCD码送LED显示，三路循环显示，每路持续2s。4位LED的显示方式为：,2硬件系统组成,11.2.2 软件设计,1主程序：完成定时器T0、T1和8255的初始化；开放CPU、T0、T1中断；循环调用显示子程序，等待定时中断。 2定时中断0服务程序 3定时中断1服务程序 4温度检测子程序 5显示子程序,11.3 IC卡读写器的设计,11.3.1 SLE4442 IC卡 1SLE4442的特性 组态：2568位的EEPROM用户存储器 321位写保护存储器 2线制通信协议，可按字节寻址 串行接口、触点配置、复位响应符合ISO7816-3标准 擦除和写入的编程时间各为2.5ms 至少可擦/写1万次，数据可保持10年以上 只有输入正确的3字节可编程密码（加密存储区）后才能修改数据,2SLE4442的管脚定义和功能,C1：VCC，操作电压，+5V； C2：RST，复位； C3：CLK，时钟； C4、C6、C8：NC，空引脚； C5：GND，地； C7：I/O，双向数据线。,3卡功能分区,SLE4442保护存储器中的固化信息如下：,03：复位应答信息（ATR）； 47：芯片生产厂商代码和卡型编码（出厂时已固化）； 2126：应用标识。 应用区地址范围为32255，该区的读/写操作是以字节方式进行。 SLE4442还提供了一个4个字节的密码存储器，其中0单元的EC是误码计数器，只用了该单元的后三位，在IC卡个人化后，（EC）=111，其余3个字节是密码存放单元（PSC）。,11.3.2 SLE4442的通信协议,1复位和复位响应,2命令方式,每个命令由起始条件、一个3字节长的命令和停止条件构成。 起始条件：CLK处于高状态H期间，I/O的下降沿。 停止条件：CLK处于高状态H期间，I/O的上升沿。,3输出数据方式,4处理方式,SLE4442卡共有7个命令,11.3.3 80C51单片机和SLE4442卡的接口设计,1功能说明 将IC卡中地址为20H2FH的数据，读入单片机内部RAM，并存放在地址为30H3FH中，其中，R2中存放的是读IC卡数据的个数，R0为读入数据缓冲区。 将单片机内部RAM中地址为40H4FH内的数据写到IC卡中地址为30H3FH内。其中，R2中存放的是要写入的字节个数，R4存放的是IC卡的起始地址，R1存放的是要写入IC卡的数据地址。,2接口电路,11.4 64路数据采集系统的设计,11.4.1 系统结构框图,11.4.2 系统原理,1可变输入通道切换电路 采用多个通道通过多路模拟切换电路共用一个ADC。采用了多路模拟转换开关，便可以公用采样保持电路和AD转换器。,输入通道的切换是通过采用模拟集成开关AD7506实现的。AD7506为单端16选1多路开关，其内部包含16路模拟通道,2采样保持电路,采样保持电路（S/H）作为A/D转换的前级，主要完成信息隔离缓冲作用，如果要对变化速度高的模拟信号进行A/D转换，转换精度要求比较高，这时为了防止A/D转换过程中信号发生变化，就必须用S/ H电路。,3数据采集,数据采集器采用AD574。AD574是逐次逼近型12位A/D转换器，具有单极性和双极性两种输入方式.,4单片机小系统,由89C51、74LS373、62256、74LS123、8255等构成单片机小系统。62256作为外部数据存储器，用来存放AD574转换结果，经CPU处理后的数据为三字节浮点数。为防止外界干扰而使单片机程序运行失控，系统采用74LS123组成的“看门狗”电路对89C51进行可靠再复位，从0000H单元重新执行程序。,11.4.3 工作原理,64路模拟电压信号（-10V+10V）分别输入到四片16选1多路开关AD7506，由8255的PC口低5位控制，选择四片7506中的同一路信号分别进入四个采样保持器LF398中，采样保持后的信号通过双2选1模拟开关7510在P
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