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C as in a of in It a of a of C of to in ~ 10V ~ 20mA by of in is he of in to of of in to as is as it to LC in of It is o it be of of of By of it is a of is to in to is As of is no be a of is As of in it of it of of so it is of is to to to of of a is to no is of is it is be to in in ID to be as a of a to n to be As a is So we of is by so In is a of be In s to of to a to s be to PU in of to in of is to be a of of to be of to be in a of it it is of a is in a to PU's be a to of a a of a a to a of to is we to is a in by of to it by A to a is of be to be is a of be to to by as of of of of in or is is a in be in of to it a is a of in By a of is no to to of it is to of to In to to to is to of be in to be by a of of as be We C to by a it to PU 051 is of as of is a of is PU In is in a is is a of to of of as is of an so is of a of To of a it is to an of be of a of to be be a to is of of it a ,to of be in of or go to 8051 s of of on in of in in to a of by is of in PU do is of of In be an is 6is of of of be 變頻器和單片機(jī)的基本知識(shí) 變頻調(diào)速作為交流電機(jī)調(diào)速的主要手段已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的十分廣泛，其具有的調(diào)速范圍寬、穩(wěn)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、適用范圍廣、運(yùn)行可靠等技術(shù)性能，已逐步取代直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。變頻器的控制方式主要有三種： 通過(guò) 操作面板改變頻率的輸出和其他運(yùn)行參數(shù) ;～ 10～ 20通過(guò)改變輸入模擬量的大小控制變頻器的輸出頻率 ; 第一種方式一般用于現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)和參數(shù)設(shè)定，后二種方式多用于自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。工控領(lǐng)域中常用的 控制系統(tǒng)都具有適用于變頻器接口條件的控制模塊，可以方便的實(shí)現(xiàn)變頻器的閉環(huán)自動(dòng)控制，在大中型的控制系統(tǒng)中使用較為普遍。而對(duì)于一些小型實(shí)驗(yàn)裝置和嵌入式控制裝置，處理器在控制變頻器之外，一般還需要處理鍵盤輸入、顯示屏、數(shù)據(jù)采集和其它 過(guò)程控制等工作，這種控制要求更適合采用單片機(jī)系統(tǒng)作為控制核心，而以 操作面板的形式，雖能實(shí)現(xiàn)功能但成本過(guò)高，不宜采用。 使用單片機(jī)控制變頻器可以選擇后二種方式，采用通訊口方式控制，其優(yōu)點(diǎn)是控制功能全面，通過(guò)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路適合變頻器的通訊口形式，就可與變頻器進(jìn)行通訊，硬件簡(jiǎn)單，二者間的連線數(shù)量少連接方便。缺點(diǎn)是需要了解掌握變頻器的通訊協(xié)議才能進(jìn)行控制編程，軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜。由于不同品牌的變頻器通訊接口和通訊協(xié)議各不相同，目前尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只能針對(duì)一種變頻器進(jìn)行開發(fā)，縮小了變頻器品種的選擇范 圍，適用性受到限制。而對(duì)于模擬量輸入控制方式，則幾乎在所有的變頻器中都能支持，雖然在功能上比較單一，但可實(shí)現(xiàn)調(diào)速的主要功能，能滿足多數(shù)場(chǎng)合的使用要求，具有普遍性。 最常用的模擬量輸入調(diào)速方法是通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)頻率，即改變模擬量輸入的電壓值，達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。采用機(jī)械式電位器雖簡(jiǎn)單易行，但易磨損，長(zhǎng)期使用不夠穩(wěn)定，同時(shí)還有一個(gè)最大的缺陷是只適合手動(dòng)調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。筆者采用數(shù)字電位器替代機(jī)械式電位器，在單片機(jī)的控制下，不但能進(jìn)行簡(jiǎn)單的手動(dòng)變頻調(diào)速，還能根據(jù)控制要求實(shí)現(xiàn) 失 為一種功能全面的單片機(jī)控制變頻器的好方法。 單片機(jī) 的組成 單片機(jī) 除了進(jìn)行運(yùn)算外，還要完成控制功能。所以離不開計(jì)數(shù)和定時(shí)。因此，在 單片機(jī) 中就設(shè)置有定時(shí)器兼計(jì)數(shù)器。到這里為止，我們已經(jīng)知道了 單片機(jī) 的基本組成，即 單片機(jī) 是由中央 處理器 ，只讀存貯器、讀寫存貯器、輸入 /輸出口等等組成。實(shí)際上 單片機(jī) 里面還有一個(gè)時(shí)鐘 電路 ，使 單片機(jī) 在進(jìn)行運(yùn)算和控制時(shí)，都能有節(jié)奏地進(jìn)行。另外，還有所謂的“中斷系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)有“傳達(dá)室”的作 用，當(dāng) 單片機(jī) 控制對(duì)象的參數(shù)到達(dá)某個(gè)需要加以干預(yù)的狀態(tài)時(shí)，就可經(jīng)此傳達(dá)室”通報(bào)給 據(jù)外部事態(tài)的輕重緩急來(lái)采取適當(dāng)?shù)?應(yīng)付措施。 單片機(jī) 指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言程序 前面已經(jīng)講述了 單片機(jī) 的幾個(gè)主要組成部分，這些部分構(gòu)成了 單片機(jī) 的硬件。所謂硬件，就是看得到，摸得到的實(shí)體。但是，光有這樣的硬件，還只是有了實(shí)現(xiàn)計(jì)算和控制功能的可能性。 單片機(jī) 要真正地能進(jìn)行計(jì)算和控制，還必須有軟件的配合。軟件主要指的是各種程序。只有將各種正確的程序存入 單片機(jī) ，它才能有效地工作。 單片機(jī) 所以能自動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)算和控制，正是由于人把實(shí)現(xiàn)計(jì)算和控制的步驟一步步地用命令的形式，即一 條條指令預(yù)先存入到存貯器中， 單片機(jī) 在 控制下，將指令一條條地取出來(lái)，并加以翻譯和執(zhí)行。所有這些取數(shù)、送數(shù)、相加、存數(shù)等等都是一種操作，我們把要求計(jì)算機(jī)執(zhí)行的各種操作用命令的形式寫下來(lái)，這就是指令。但是怎樣才能辨別和執(zhí)行這些操作呢？這是在設(shè)計(jì) 單片機(jī) 時(shí)由 設(shè)計(jì) 人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的。一條指令，對(duì)應(yīng)著一種基本操作； 單片機(jī) 所能執(zhí)行的全部指令，就是該 單片機(jī) 的指令系統(tǒng)，不同種類的 單片機(jī) ，其指令系統(tǒng)亦不同。 使用 單片機(jī) 時(shí)，事先應(yīng)當(dāng)把要解決的問(wèn)題編成一系列指令。這些指令必須是選定的 單片機(jī) 能識(shí)別和執(zhí)行的指令。 單片機(jī) 用戶為解決自己的問(wèn)題所編 的指令程序，稱為源程序。指令通常分為操作碼和操作數(shù)兩大部分。操作碼表示計(jì)算機(jī)執(zhí)行什么操作，即指令的功能；操作數(shù)表示參加操作的數(shù)或操作數(shù)所在的地址。因?yàn)?單片機(jī) 是一種可 編程 器件，只認(rèn)得二進(jìn)碼。要 單片機(jī) 運(yùn)作， 單片機(jī) 系統(tǒng)中的所有指令，都必須以二進(jìn)制編碼的形式來(lái)表示 . 51單片機(jī) 的字長(zhǎng)為 8位，有時(shí)，要完成某些操作用一個(gè)字節(jié)尚不能充分表達(dá)。所以，在指令系統(tǒng)中有單字節(jié)指令，也有多字節(jié)指令。機(jī)器碼是由一連串的 0和 1組成，沒(méi)有明顯的特征，不好記憶，不易理解，易出錯(cuò)。所以，直接用它來(lái)編寫程序十分困難。因而，人們就用一些助記符 —— 通 常是指令功能的英文縮寫來(lái)代替操作碼。這樣，每條指令有明顯的動(dòng)作特征，易于記憶和理解，也不容易出錯(cuò)。用助記符來(lái)編寫的程序稱為匯編語(yǔ)言程序。但是，助記符編寫的程序便于人理解，可 單片機(jī) 卻只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制機(jī)器代碼，因此，為了讓 單片機(jī) 能“讀懂”匯編語(yǔ)言程序必須再轉(zhuǎn)換成由二進(jìn)制機(jī)器碼構(gòu)成的程序，這種轉(zhuǎn)換過(guò)程，就稱為匯編。匯編可 借助于人工查表法來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可借助 叉匯編程 序”來(lái)完成。由機(jī)器碼構(gòu)成的用戶程序一旦進(jìn)入了 單片機(jī) ，再啟動(dòng) 單片機(jī) ，就可讓它執(zhí)行輸入程序所規(guī)定的任務(wù)。 單片機(jī) 8051的 運(yùn)算器 運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù) /邏輯運(yùn)算部件為核心，再加上暫存器、累加器、寄存器、程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器及布爾 處理器 。累加器是一個(gè)八位寄存器，它是進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算時(shí)，累加器往往在運(yùn)算前暫存一個(gè)操作數(shù)，而運(yùn)算后又保存其結(jié)果。寄存器主要用于乘法和除法操作。標(biāo)志寄存器也是一個(gè)八位寄存器，用來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征，如有無(wú)進(jìn)位、借位等。 控制器 控制器是 包括定時(shí)控制邏輯 電路 、指令寄存器、譯碼器、地址指針及程序計(jì)數(shù)器、堆棧指針等。這里程序計(jì)數(shù)器是由 16位寄存器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。要 單片機(jī) 執(zhí)行一個(gè)程序，就必須把該程序按順序預(yù)先裝入存儲(chǔ)器的某個(gè)區(qū)域。 單片機(jī) 動(dòng)作時(shí)應(yīng)按順序一條條取出指令來(lái)加以執(zhí)行。因此，必須有一個(gè) 電路 能找出指令所在的單元地址，該 電路 就是程序計(jì)數(shù)器。當(dāng) 單片機(jī) 開始執(zhí)行程序時(shí)，給程序計(jì)數(shù)器裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容就自動(dòng)加 1，以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。只有當(dāng)程序遇到轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用指令，或遇到中斷時(shí)，程序計(jì)數(shù)器才轉(zhuǎn)到所需要的地方去。 8051 存儲(chǔ)器相應(yīng)單元中取出指令字節(jié)放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代碼被譯碼器 譯成各種形式的控制信號(hào)，這些信號(hào)與 單片機(jī) 時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖在定時(shí)與控制 電路 中相結(jié)合，形成按一定時(shí)間節(jié)拍變化的電平和時(shí)鐘，即所謂控制信息，在 算等操作。 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是 單片 機(jī) 的又一個(gè)重要組成部分，存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)八位二進(jìn)制信息，通常用兩位 16進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，這就是存儲(chǔ)器的內(nèi)容。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元地址和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容是不同的兩個(gè)概念，不能混淆。