寫在前言
? 此為博主自學江科大51單片機（B站）的筆記，方便后續重溫知識
? 在后面的章節中，為了防止篇幅過長和易于查找，我把一個小節分成兩部分來發，上章節主要是關于本節課的硬件介紹、電路圖、原理圖等理論知識，主要是為下章節的代碼部分打基礎。
? 我的單片機是24年12月在tb普中買的，型號是STC89C52，在原視頻中引腳或接口不對應的我都會改正，保證在我的機子上能運行才發上來的，還有一些文字部分是我的理解，并非照搬，所以可能有理解不到位的現象。
??如有誤或交流，敬請指點提問
本節課一共兩個代碼，LED呼吸燈和直流電機調速
一、直流電機
1.介紹
- 直流電機是一種將電能轉換為機械能的裝置。一般的直流電機有兩個電極，當電極正接時，電機正轉，當電極反接時，電機反轉
- 直流電機主要由永磁體（定子）、線圈（轉子）和換向器組成
- 除直流電機外，常見的電機還有步進電機（機殼裝載了一圈電磁鐵，對相對兩個電磁鐵進行一圈脈沖式通電，優點是嚴格控速精密）、舵機（跟船舵一樣，方便控制轉向）、無刷電機（轉速特別快）、空心杯電機（體積很小）等
- 左1就是我們開發板里的電機，有兩個電極；左1是N20，一個直流電機+減速箱；右1比左2還多帶一個編碼器（測速），PID算法（常用）控制電機速度
2.驅動電路
有兩種方式
-
大功率器件直接驅動?
不能正反轉
上面是一個三極管控制開關，下面是一個蓄流二極管，用于保護電路；因為電機（繼電器）是感性負載元件，驅動的時候會出現很高的電壓（電感的特效）
這個ULN2003里面也是一個大功率元件
-
H橋驅動
能正反轉
因為我們使第二、四象限的二極管導通其余的截止，就會令電流向右走，如果反過來就可以令電流向左走；因為沒有蓄流二極管保護，所以對mos管和晶體管的耐壓特效要求比較高
二、PWM
PWM是控制直流電機調速的
1.介紹
- PWM（Pulse Width Modulation）即脈沖寬度調制，在具有慣性的系統中，可以通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要的模擬參量，常應用于電機控速、開關電源等領域
- PWM重要參數：
- 頻率=1/Ts? 占空比=Ton/Ts? 精度=占空比變化步距
三、代碼實戰
1.LED呼吸燈?
先定義一下引腳
然后再定義一個比較快的延時函數，讓這個LED燈先亮一段時間，再滅一段時間，這就是PWM的工作原理，通常為了保證周期是穩定的，不隨占空比變化而變化，所以亮和滅加起來的時間也要是個固定值
#include <REGX52.H>sbit LED=P2^0;void Delay(unsigned int t)
{while(t--);
}void main()
{while(1){LED=0;Delay(5);LED=1;Delay(95);}
}接下來就是讓亮和滅的值不斷變化，從而實現呼吸燈的效果
我們就可以定義一個變量Time，讓亮的時間為Time，滅的時間為100-Time，這樣就可以實現兩個數加起來是固定值，然后我們再對Time進行for循環，不斷++
但是這個速度還是比較快，我們讓他每次亮滅變換的時間再久一點，定義一個i，在for循環里嵌套再進行一次for循環，這樣就可以實現LED一直從暗到亮
但是我們還想實現從暗到亮，再從亮到暗又怎么做呢，就是把之前的外層對Time的for循環反過來再依次--
#include <REGX52.H>sbit LED=P2^0;void Delay(unsigned int t)
{while(t--);
}void main()
{unsigned char Time,i;while(1){for(Time=0;Time<100;Time++){for(i=0;i<20;i++){LED=0;Delay(Time);LED=1;Delay(100-Time); }}for(Time=100;Time>0;Time--){for(i=0;i<20;i++){LED=0;Delay(Time);LED=1;Delay(100-Time); }}}
}這樣就可以實現呼吸燈從暗到亮，再從亮到暗
但是會有一個缺點，就是占用了我們的主循環不斷翻轉IO口，還比較占用CPU
一般都會寫到定時器上，或者從硬件上解決
所以在下面的代碼中我們用定時器來實現
2.直流電機調速
在這個代碼我們就用定時器來實現LED呼吸燈和直流電機調速功能
產生PWM方法
我們通過改變比較值就可以改變占空比?
由于之前的定時器設置有點慢，我們讓他快一點
這個PWM驅動電機在一定范圍內是越快越好，一般設置在10K-20K范圍里，如果頻率比較低，電流就會抖動，如果在1K左右，就會產生一些蜂鳴器的聲音
這個中斷就是每隔100us中斷一次
//timer0.c#include <REGX52.H>/*** @brief 定時器0初始化，100us@12.000MHz* @param 無* @retval 無*/
void Timer0_Init(void)
{TMOD &= 0xF0; //設置定時器模式TMOD |= 0x01; //設置定時器模式TL0 = 0xA4; //設置定時初值TH0 = 0xFF; //設置定時初值TF0 = 0; //清除TF0標志TR0 = 1; //定時器0開始計時ET0=1;EA=1;PT0=0;
}/*定時器中斷函數模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{static unsigned int T0Count;TL0 = 0xA4; //設置定時初值TH0 = 0xFF; //設置定時初值T0Count++;if(T0Count>=1000){T0Count=0;}
}
*/
由上面的圖可以知道要定義兩個值，計數值和比較值，
我們讓計數值從0-100然后清零，實現定時自增
?? ?Counter++;
?? ?Counter%=100;
這樣寫和if（counter==100）{清零}是一個效果
接下來再讓計數值和比較值進行比較
可以觀察到如果比較值越大，低電平時間越久，也就是越暗
這樣我們通過控制比較值Compare就可以控制LED的亮度，還剩下下了主循環，接下來我們就實現按鍵功能
#include <REGX52.H>
#include " Delay.h"
#include " Key.h"
#include " Nixie.h"
#include " Timer0.h"sbit LED=P2^0;unsigned char Counter,Compare;void main()
{Timer0_Init();Compare=5;while(1){}}void Timer0_Routine() interrupt 1
{TL0 = 0xA4; //設置定時初值TH0 = 0xFF; //設置定時初值Counter++;Counter%=100;if(Counter<Compare){LED=0;}else{LED=1;}
}注意后面取的Key函數，如果是拿的定時器掃描按鍵的那章寫的Key函數，要在定時器中寫上這個Key_Loop()
#include <REGX52.H>
#include " Delay.h"
#include " Key.h"
#include " Nixie.h"
#include " Timer0.h"sbit LED=P2^0;unsigned char Counter,Compare;
unsigned char KeyNum,Speed;void main()
{Timer0_Init();Compare=5;while(1){KeyNum=Key();if(KeyNum==1){Speed++;Speed%=4;}Nixie(1,Speed);}}void Timer0_Routine() interrupt 1
{Key_Loop();TL0 = 0xA4; //設置定時初值TH0 = 0xFF; //設置定時初值Counter++;Counter%=100;if(Counter<Compare){LED=0;}else{LED=1;}
}這樣就可以實現按下按鍵1數碼管顯示++并且過3就清零
接下來將Speed跟Compare比較值對應起來，就可以實現按鍵調速并顯示
這樣就可以實現LED的亮度控制
?? ??? ??? ?if(Speed==0){Compare=5;}
?? ??? ??? ?if(Speed==1){Compare=5;}
?? ??? ??? ?if(Speed==2){Compare=50;}
?? ??? ??? ?if(Speed==3){Compare=100;}?? ?
那我們如果想控制電機，就直接把LED的端口改成電機的端口，而又因為我們的LED是給0亮給1滅，而電機是給1轉給0滅，所以需要把極性反過來
這里有個小問題，在剛上電的時候，電機會轉動，這是硬件的問題，因為單片機在復位的時候，IO口默認高電平，所以電機會轉
#include <REGX52.H>
#include " Delay.h"
#include " Key.h"
#include " Nixie.h"
#include " Timer0.h"sbit Motor=P1^0;unsigned char Counter,Compare;
unsigned char KeyNum,Speed;void main()
{Timer0_Init();Compare=5;while(1){KeyNum=Key();if(KeyNum==1){Speed++;Speed%=4;if(Speed==0){Compare=0;}if(Speed==1){Compare=50;}if(Speed==2){Compare=75;}if(Speed==3){Compare=100;} }Nixie(1,Speed);}}void Timer0_Routine() interrupt 1
{Key_Loop();TL0 = 0xA4; //設置定時初值TH0 = 0xFF; //設置定時初值Counter++;Counter%=100;if(Counter<Compare){Motor=1;}else{Motor=0;}
}這樣就實現本節課的代碼啦，按下按鍵調節電機的速度并且顯示出來。
