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基于单片机的刷卡式热能表直流电机驱动系统设计

  • 商品编号:单片机627
  • 货  号:单片机627
  • 品  牌:jgyc
  • 开发语言: C
  • 论文字数: 1.2W
  • 市场价: ¥300.00
  • 销售价: ¥200.00
  • 节省: ¥100.00

以下是介绍(不过多网上展示为了防止查重),如需要完整的请联系客服qq购买.提示:本资料已审核通过,内容严格保密,格式标准,质量保证,软件类的包调试成功. 需要这份设计请添加QQ745816773.团购或代理了解

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2 系统的硬件设计


2.1系统总体方案设计

本系统的设计采用模块化设计的思想,主要分为射频刷卡模块、单片机核心模块、电源模块、显示模块、报警模块和其他外围电路。整个系统以STC89C52为单片机核心器件,用电阻和电容晶体振荡器等器件,构成单片机的最小的系统。 其他模块围绕单片机的最小系统构建。包括智能IC卡刷卡模块,作为检测刷卡的信息; 显示模块,使用1602 LCD作为显示模块,负责显示刷卡信息和时间; 按键模块,主要用于设置电机转速; 蜂鸣器装置和LED报警电路,当非法刷卡和电机不转动时,声光报警; 最后是电源模块,使用5V USB电源,系统可以进行高效运转。其系统结构框图如图2.1所示。


 


图2.1 系统结构框图


本系统工作流程为,通过射频IC刷卡模块获得的信号传给单片机,当识别信号正确时,将其传给STC89C51单片机,经过单片机处理后,驱动直流电机进行运转,并通过LCD显示屏显示刷卡信息和时间,报警系统当非法刷卡和电机不转动的时候,发出声音和灯光报警。


2.2射频IC卡模块电路设计

集成电路芯片的非接触IC卡、感应天线和完全密封在一个标准的PVC卡,没有暴露的部分。非接触IC卡读写过程,通常是一种非接触式IC卡和读者通过无线电波来完成读写操作。


    非接触式IC卡刷卡的时候,来自读者的信号由两部分组成:一部分是信号的叠加,信号被卡接收到后,与自己的信号共振,产生瞬间能源供应芯片。另一部分是结合数据信号,命令,修改、数据存储芯片,并返回到读者。非接触式IC卡读写系统形成的,硬件结构,和操作过程大大简化,同时,借助先进的管理软件,离线模式的操作,数据读写过程更简单。因此RFID射频技术得到了飞快的发展。

2.4电机驱动模块电路设计

电机驱动模块采用的是L298N,该模块可以通过5V的VCC供电,所以,可以和单片机一起供电,不需要增加多余的电源芯片,然后通过单片机的IO口输出高低电平来控制电机的转动和停止。L298N的电路原理图如图2-3所示。其具有4个输入通道IA、IB、IC和ID,分别对应这四个输出通道OUT1、OUT2、OUT3和OUT4,另外,还具有两个电机的时能输入口和整个模块的供电口VCC和接地GND。



 


图2-3 L298N原理图


本次设计中我们只用到也一个电机,所以接的输入口问IA和IB,IA和IB的不同输入值对应着电机不同的转动方式。其对应的功能模式如下表2-1所示。


表2-1 L298N功能表


ENA


IA


IB


运行状态


0


X


X


停止


1


1


0


正转


1


0


1


反转


1


1


1


刹停


1


0


0


停止


 

2.3单片机模块电路设计

我这次设计使用的是STC89C52单片机,STC89C52单片机是一种低功耗、高性能,高精度,8位CMOS微控制器。因为在单片机芯片上,拥有8位CPU在系统可编程Flash,所以使STC89C51能为大多数嵌入式控制系统中提供超有效,高灵活的解决方案。具有如下标准控制功能,全双工串行口,32位I/O口线,一个6向量2级中断结构,8K字节Flash,三个16位定时器/计数器,看门狗定时器,512字节RAM,支持软件可选择2种供电模式,而且STC89C51还可以降到0Hz静态操作。空闲模式下,CPU停止运行,允许中断,串口,计数器/定时器,RAM继续工作。掉电保护方式如下,振荡器被冻结,RAM内容被保护,一直到下一个硬件和中断复位停止,单片机停止工作,最高运行频率为36MHz。


因为本系统设计的刷卡电机驱动要求低功耗和LCD显示屏设计,所以需要较多的并行I/O口和串行数据传输口,所以选用STC89C52单片机作为本系统的核心控制芯片。图2-3为单片机最小系统的硬件设计电路图。 


图2-3 AT89C51单片机硬件设计电路图


2.4 时钟电路设计

单片机的时钟电路对单片机来说非常主要,可以使用内部时钟和外部时钟,内部时钟是用芯片内部振荡电路,精度不高,温飘也较大,但是不需要外部振荡器件,连接方便,外围电路少。外部时钟,可以用RC振荡或者石英晶振,RC精度不高,成本低,石英晶振,精度高,稳定性好。所以本设计采用无缘石英晶振作为时钟输入。

一个机器周期共有12个振荡周期(一个机器周期含6个状态周期,一个状态周期为2个振荡周期),所以本设计的外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,则一个振荡周期为1/12us,因此一个机器周期是1us。图2-4为时钟电路设计图。

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