89C51单片机调速系统在遥控直升机模型中的应用

吕萌 赵敏

摘要：利用51系列单片机强大的编译功能和稳定的物理属性，结合当前遥控直升机模型中缺少调速系统的特点，设计出以89C51单片机为核心的遥控直升机模型调速系统。经实验证明，该系统能有效地调节遥控直升机模型的行进速度。

关键词：单片机  调速系统  遥控直升机模型

1 概述

玩具遥控直升机是一种可以通过无线电遥控器远程控制的模型直升机。根据外型的不同，可以分为：普通模型直升机，四螺旋桨飞行器等等。遥控直升机控制动作较多，但是绝大多数遥控直升机模型的动作比较简单，遥控器只有一个调速按扭，只能控制玩具变换从快速变为慢速，或者停止变为启动。因此很多遥控直升机模型一次性消费现象比较严重，本文从可编程的角度出发，适当增加多种遥控调速的功能，提高遥控直升机模型的趣味性。

2 硬件设计

2.1 处理执行元件 采用AT89C51单片机（其引脚图如图1），相较于INTEL公司的8051它本身带有一定的优点。AT89C51单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K的在系统可编程Flash存储器。

2.2 时钟电路 计算机的工作节奏被其核心部件——时钟电路所操控。单片机允许的时钟频率为因型号而异的典型值为12MHz。

CMOS型单片机内部装有可控的负反馈反相放大器，外接晶振（或陶瓷谐振器）和电容组成振荡器，图2为CMOS型单片机时钟电路框图。振荡器工作受/PD端控制，由软件置“1”PD（即特殊功能寄存器PCON.1）使/PD=0，振荡器停止运行，单片机随即整体停运，从而减少了用电量。要使单片机恢复运行，须将PD清零，然后让振荡器工作产生时钟。电容C1与C2能让振荡器起振，同时可以微调振荡器频率f（C1、C2大，f变小），其典型值是30pF。

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2.3 复位电路 计算机在启动运行时都会复位，以确保中央处理器CPU与系统中其它部件均处于一个确定的初始状态，并由这个初始状态开始运行。

MCS-51单片机有一个史密特触发输入的复位引脚RST（对于CHMOS单片机，RST引脚的内部设有一拉低电阻）。振荡器在起振后，该复位引脚RST上会产生两个能使机器复位的、大于机器周期（也就是24个时钟周期）的高电平。只要复位引脚RST保持高电平，MCS-51就能始终维持复位状态。在这种情况下，ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3口均有高电平输出。复位引脚RST转为低电平后退出复位，CPU由初始状态逐步过渡到运行状态。

2.4 模拟调速系统 利用单片机开发板上的流水灯的显示速度来模拟调速系统，如果8个流水灯的闪烁速度加快，说明遥控直升机模型的运行速度加快;反之，如果8个流水灯的闪烁速度变慢，说明遥控直升机模型的运行速度减慢。图3是系统硬件原理图。

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图3  调速系统硬件原理图

3 系统软件设计及调试

单片机的应用系统由硬件和软件组成，采用的是SP-5180USB开发板，+5V供电系统，KEIL4编写C语言程序，STC-ISP软件来烧录程序到单片机上。上电后，实际晶振为11.995M。上述硬件原理图搭建完成上电之后，通过独立按钮P10，P11，P33，P34来实现调速。实现每按下一次P11，速度提高20%，每按下一次P33，速度降低20%。通过8个红色LED灯的闪烁速度，模拟调速系统。

4 结语

该单片机调速系统外接红外收发器之后，就可以实现由遥控器直接控制。因该系统独立于原有的控制系统，所以可以在启动后同时实现遥控直升机模型的速度控制。该系统若与PLC相联系，可以控制体积较大的遥控直升机模型。

参考文献：

[1]徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术[M].北京：电子工业出版社，2005.1.

[2]万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.4.

[3]张灿.单片机花样流水灯设计[J].信息通信，2013.2.

作者简介：吕萌（1985-），男，硕士研究生，助教，鹤壁汽车工程职业学院任教，研究方向：电子技术产品研发。