i3单片机

④ 如何用单片机控制直流电机

通过与单片机相连的按键控制直流电机停启的电路如下图所示，通过P3.6口按键触发启动直流电机，P3.7口的按键触发停止直流电机的运行。由图可知，当P1.0输出高电平“1”时，NPN型三极管导通，直流电机得电转动;当P1.0输出低电平“0”时，NPN型三极管截止，直流电机停止转动。

(4)i3单片机扩展阅读：

通过单片机产生PWM波控制直流电机程序

#include"reg52.h"

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

ucharcodetable[10]={0x3f,0x06,0x5b,

0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴数码管显示码(0-9)

sbitxiaoshudian=P0^7;

sbitwei1=P2^4;//数码管位选定义

sbitwei2=P2^5;

sbitwei3=P2^6;

sbitwei4=P2^7;

sbitbeep=P2^3;//蜂鸣器控制端

sbitmotor=P1^0;//电机控制

sbits1_jiasu=P1^4;//加速按键

sbits2_jiansu=P1^5;//减速按键

sbits3_jiting=P1^6;//停止/开始按键

uintpulse_count;//INT0接收到的脉冲数

uintnum=0;//num相当于占空比调节的精度

ucharspeed[3];//四位速度值存储

floatbianhuasu;//当前速度（理论计算值）

floatreallyspeed;//实际测得的速度

floatvv_min=0.0;vv_max=250.0;

floatvi_Ref=60.0;//给定值

floatvi_PreError,vi_PreDerror;

uintpwm=100;//相当于占空比标志变量

intsample_time=0;//采样标志

floatv_kp=1.2,v_ki=0.6,v_kd=0.2;//比例，积分，微分常数

voiddelay(uintz)

{

uintx,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=20;y>0;y--);

}

voidtime_init()

{

ET1=1;//允许定时器T1中断

ET0=1;//允许定时器T0中断

TMOD=0x15;//定时器0计数，模式1；定时器1定时，模式1

TH1=(65536-100)/256;//定时器1值,负责PID中断,0.1ms定时

TL1=(65536-100)%6;

TR0=1;//开定时器

TR1=1;

IP=0X08;//定时器1为高优级

EA=1;//开总中断

}

voidkeyscan()

{

floatj;

if(s1_jiasu==0)//加速

{

delay(20);

if(s1_jiasu==0)

vi_Ref+=10;

j=vi_Ref;

}

while(s1_jiasu==0);

if(s2_jiansu==0)//减速

{

delay(20);

if(s2_jiansu==0)

vi_Ref-=10;

j=vi_Ref;

}

while(s2_jiansu==0);

if(s3_jiting==0)

{

delay(20);

motor=0;

P1=0X00;

P3=0X00;

P0=0x00;

}

while(s3_jiting==0);

}

floatv_PIDCalc(floatvi_Ref,floatvi_SpeedBack)

{

registerfloaterror1,d_error,dd_error;

error1=vi_Ref-vi_SpeedBack;//偏差的计算

d_error=error1-vi_PreError;//误差的偏差

dd_error=d_error-vi_PreDerror;//误差变化率

vi_PreError=error1;//存储当前偏差

vi_PreDerror=d_error;

bianhuasu=(v_kp*d_error+v_ki*vi_PreError+v_kd*dd_error);

return(bianhuasu);

}

voidv_Display()

{

uintsu;

su=(int)(reallyspeed*10);//乘以10之后强制转化成整型

speed[3]=su/1000;//百位

speed[2]=(su00)/100;//十位

speed[1]=(su0)/10;//个位

speed[0]=su;//小数点后一位

wei1=0;//第一位打开

P0=table[speed[3]];

delay(5);

wei1=1;//第一位关闭

wei2=0;

P0=table[speed[2]];

delay(5);

wei2=1;

wei3=0;

P0=table[speed[1]];

xiaoshudian=1;

delay(5);

wei3=1;

wei4=0;

P0=table[speed[0]];

delay(5);

wei4=1;

}

voidBEEP()

{

if((reallyspeed)>=vi_Ref+5||(reallyspeed

{

beep=~beep;

delay(4);

}

}

voidmain()

{

time_init();

motor=0;

while(1)

{

v_Display();

BEEP();

}

if(s3_jiting==0)//对按键3进行扫描，增强急停效果

{

delay(20);

motor=0;

P1=0X00;

P3=0X00;

P0=0x00;

}

while(s3_jiting==0);

}

voidtimer0()interrupt1

{

}

voidtimer1()interrupt3

{

TH1=(65536-100)/256;//1ms定时

TL1=(65536-100)%6;

sample_time++;

if(sample_time==5000)//采样时间0.1ms*5000=0.5s

{

TR0=0;//关闭定时器0

sample_time=0;

pulse_count=TH0*255+TL0;//保存当前脉冲数

keyscan();//扫描按键

reallyspeed=pulse_count/(4*0.6);//计算速度

pwm=pwm+v_PIDCalc(vi_Ref,reallyspeed);

if(pwm

if(pwm>100)pwm=100;

TH0=TL0=0;

TR0=1;//开启定时器0

}

num++;

if(num==pwm)//此处的num值，就是占空比

{

motor=0;

}

if(num==100)//100相当于占空比调节的精度

{

num=0;

motor=1;

}

}

⑤ 单片机实现傅立叶变换

用FPGA这种单片机

在对FFT（快速傅立叶变换）算法进行研究的基础上，描述了用FPGA实现FFT的方法，并对其中的整体结构、蝶形单元及性能等进行了分析。

关键词：

FPGA FFT

傅立叶变换是数字信号处理中的基本操作，广泛应用于表述及分析离散时域信号领域。但由于其运算量与变换点数N的平方成正比关系，因此，在N较大时，直接应用DFT算法进行谱变换是不切合实际的。然而，快速傅立叶变换技术的出现使情况发生了根本性的变化。本文主要描述了采用FPGA来实现2k／4k／8k点FFT的设计方法。

1 整体结构

一般情况下，N点的傅立叶变换对为：

其中，WN＝exp(－2 pi／N)。X(k)和x(n)都为复数。与之相对的快速傅立叶变换有很多种,如DIT(时域抽取法)、DIF（频域抽取法）、Cooley－Tukey和Winograd等。对于2n傅立叶变换，Cooley－Tukey算法可导出DIT和DIF算法。本文运用的基本思想是Cooley－Tukey算法，即将高点数的傅立叶变换通过多重低点数傅立叶变换来实现。虽然DIT与DIF有差别，但由于它们在本质上都是一种基于标号分解的算法，故在运算量和算法复杂性等方面完全一样，而没有性能上的优劣之分，所以可以根据需要任取其中一种，本文主要以DIT方法为对象来讨论。

N＝8192点DFT的运算表达式为：

式中，m＝(4n1＋n2)(2048k1＋k2)(n＝4n1＋n2，k＝2048k1＋k2)其中n1和k2可取0,1,．．．,2047,k1和n2可取0,1,2,3。

由式（3）可知，8k傅立叶变换可由4×2k的傅立叶变换构成。同理，4k傅立叶变换可由2×2k的傅立叶变换构成。而2k傅立叶变换可由128×16的傅立叶变换构成。128的傅立叶变换可进一步由16×8的傅立叶变换构成，归根结底，整个傅立叶变换可由基2、基4的傅立叶变换构成。2k的FFT可以通过5个基4和1个基2变换来实现；4k的FFT变换可通过6个基4变换来实现；8k的FFT可以通过6个基4和1个基2变换来实现。也就是说：FFT的基本结构可由基2／4模块、复数乘法器、存储单元和存储器控制模块构成，其整体结构如图1所示。

图1中，RAM用来存储输入数据、运算过程中的中间结果以及运算完成后的数据，ROM用来存储旋转因子表。蝶形运算单元即为基2／4模块，控制模块可用于产生控制时序及地址信号，以控制中间运算过程及最后输出结果。

2 蝶形运算器的实现

基4和基2的信号流如图2所示。图中，若A＝r0＋j＊i0，B＝r1＋j＊i1，C＝r2＋j＊i2，D＝r3＋j＊i3是要进行变换的信号，Wk0＝c0＋j＊s0＝1，Wk1＝c1＋j＊s1，Wk2＝c2＋j＊s2，Wk3＝c3＋j＊s3为旋转因子，将其分别代入图2中的基4蝶形运算单元，则有：

A′＝[r0＋(r1×c1－i1×s1)＋(r2×c2－i2×s2)＋(r3×c3－i3×s3)]＋j[i0＋(i1×c1＋r1×s1)＋(i2×c2＋r2×s2)＋(i3×c3＋r3×s3)]� （4）

B′＝[r0＋(i1×c1＋r1×s1)－(r2×c2－i2×s2)－(i3×c3＋r3×s3)]＋j[i0－(r1×c1－i1×s1)－(

i2×c2＋r2×s2)＋(r3×c3－i3×s3)] (5）

C′＝[r0－(r1×c1－i1×s1)＋(r2×c2－i2×s2)－(r3×c3－i3×s3)]＋j[i0－(i1×c1＋r1×s1)＋(i2×c2＋r2×s2)－(i3×c3＋r3×s3)] （6）

D′＝[r0－(i1×c1＋r1×s1)－(r2×c2－i2×s2)＋(i3×c3＋r3×s3)]＋j[i0＋(r1×c1－i1×s1)－(i2×c2＋r2×s2)－(r3×c3－i3×s3)]� （7）

看明白了吗？