单片机直流电机调速系统设计

1、单片机课程设计报告题目：单片机直流电机调速系统院 （系）专 业 年 级 姓 名 学号指导教师 年 月日电子信息工程专业09级学生单片机原理课程设计任务书课程设计题目十、单片机直流电机调速系统指导教师 设计任务和要求：1 .基本要求(1)采用PWM制方式实现直流电机斩波调速(2)具有手动速度调整按键(速度+速度-)2 .设计步骤(1)使用Proteus按设计要求绘制电路图。(2)按要求编写相应程序。(3)使用Proteus仿真程序，对程序进行调试。(4)撰写课程设计报告3 .撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后，应将全部内

2、容以先后顺序写成设计报告一份，阐述整个设计内容，要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹工整。报告书以A4纸打印，装订成册(文字不少于 3000字)。单片机直流电机调速系统一、设计任务与要求1 .基本要求(1)采用PW硼制方式实现直流电机斩波调速(2)具有手动速度调整按键(速度+速度-)2 .设计步骤(1)使用Proteus按设计要求绘制电路图。(2)按要求编写相应程序。(3)使用Proteus仿真程序，对程序进行调试。(4)撰写课程设计报告3 .撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后，应将全部内容以先后顺序写成设

3、计报告一 份，阐述整个设计内容，要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹 工整。报告书以A4氏打印，装订成册(文字不少于3000字)。方案设计与论证1.方案一如图1所示，系统以89C51单片机为核心，通过单片机控制，C语言编程实 现对直流电机的平滑调速。可看出此方案电路图复杂，所用元件多，容易出错图12.方案二如图2,元件较少，电路简单、直观。且此电路能实现正反转、加减速功能 综上所述，选择方案二较好。三、单元电路设计1系统组成直流电机PWMB速方案如图1.1所示：图1.12方案说明直流电机PWMIS速系统以AT89C205俾片机为控制核心，由命令输入模块及 电机驱动模块组成。采用带中

4、断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给直流电机驱动芯片发送 PWMfc形,H型驱动电路完成电机正， 反转控制。2.1 直流电机驱动模块主要由一些二极管、电机和 L298直流电机驱动模块组成。直流电机可按其 结构、工作原理和用途等进行分类，其中根据直流电机的用途可分为以下几种：直流发电机（将机械能转化为直流电能）、直流电动机（将直流电能转化为机械 能）、直流测速发电机（将机械信号转换为电信号）、直流伺服电动机（将控制 信号转换为机械信号）2.2 直流电机的中断键盘控制模块2.2.1 外部中断设置（1）外部中断允许设置中断控制寄存器IE的EX0对应INTO, EX1对应INT

5、1, EA为中断的总开关, 若要开放外部中断，只要将IE对应的位和总开关EA置1即可。如：开放外部中断0的设置：SETB EX0SETB EA开放外部中断0和1的设置：SETB EXOSETB EX1SETB EA（2）外部中断触发方式设置单片机外部中断有两种触发方式，一种是电平触发方式，另一种是脉冲触发 方式，单片机外部中断触发方式与 TCON勺IT位有关。TF1TR1TFOTR0IE1IT1IE0IT0电平触发设置方法：CLR ITX,为低电平触发方式。脉冲触发设置方法：SETB ITX = 1,为脉冲下降沿触发方式。在使用外部中断时，如果不进行设置，则为电平触发方式。(3)外部优先级设置

6、外部中断IN0、INT1的中断优先级的设置是通过设置 IP寄存器实现的，IP的PX0对应INTO, PX1对应INT1。PX置1为高级中断，PX为0为低级中断。XXXPSPT1PX1PT0PX02.2.2 外部中断扩展方法在图2.1为外部中断扩展方法，设 XI、X2、X3、X4 X5为外部警情信号，X1代表是加速信号，X1=0表示加速；X2代表减速信号，X2=0表示减速；X3代 表正转信号，X3=0表示正转；X4代表反转信号，X4=0表示反转；X5代表停止信 号，X5=0表示停止处理加速减速 M转 反转停止图2.1当系统检测到有中断请求时，响应如下中断服务流程图2.2图2加速操作，RETI司减

7、速操作，rET司正转操作，RET'反转操作，RETI停止操作，RETI图2.2总原理图及元器件清单1 .原理图XTJHLPClOJiDOPQl ADPMAEQSTA13M3 AD：PMQP0J1D5叩 5 AlMK5TPIO AE为1 JUPl 2 ANEJLSWP13 All>s£n圮4 AHALEPS.00P15 ABM&AHP1A15PIQT2PLLTiEXg3 LWPL iEOS3: cnsPUCEffiPL*2LP3ATDP l E CEQP3ET1PIECW内/WKRL, 必AT6K5L-式±±. £一二卫尸1 K5 -

8、CZT 生2 .元件清单元件序号名称型号数量1单片机AT89C5112二极管1N400343电阻34直流电机MOTOR-ENCODER15电机驱动芯片L29816排阻RESPACK-817开关5五、软件部分直流电机PWMS制控制系统具有加速、减速、正转、反转、停止控制功能。 操作开关通过中断控制直流电机的加速、减速、正转、反转、停止控制功能。振 荡、时钟电路和复位电路由80C51单片机内部给出。主体电路：即直流电机PWM6制模块。这部分电路主要由80C51单片机的I/O 端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转 和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机

9、转速的大小和了解电 机的转向，能够很方便的实现电机的智能控制。 其间，还包括直流电机的直接清 零、启动（置数）、暂停、连续功能。其间是通过 80C51单片机产生脉宽可调的 脉冲信号并输入到L298驱动芯片来控制直流电机工作的。该直流电机PWM!制系统由以下电路模块组成：设计输入部分：这一模块主要是利用带中断的独立式 键盘来实现。设计控制部分：主要由 80C51单片机的外部中断扩展电路组成。初始化）卜自畸存器请零| 同数需有器清零| pan置o | pa。置六、调试与分析启动目标系统，按正转，然后接加速开关，我们观察到电机开始运转，每按 一次加速，电机的速度都要增加，此时如果按减速，则电机的转速

10、慢慢地减小。 同样按反转转键也看到同样的结果，当按停止键时，电机慢慢停下来。图 6.1 是启动时的图像，图6.2是在正转情况下的仿真结果，图6.3是在反转情况下的 仿真结果。U1U XT»L1ILXTALZR£Tp 口评口口 PD.lWl PDJN4D2 PD3PDD即励但 PD.6M6 PD.TjM?RP1BESFsCfrSJ皿re1ID R6+12V,tU2fsem"FiaJZIftS 附即1 0 H2Mll P24A1.2 P2SM13 想Ml* P2,W152?3J正收T*im| C 三 N-M-SEhSGNDVSurnoimomi*04L-KHiNum1

11、H<D3-L-2一3iutildt'-bF1JPI 3 FL*F15F1£P1JP3J3flx：D PJ.-UTKD H2rtRTn ij3iffrrFl.VTU MTMF而ATaaCSiPHaGRftM-TliTW HEK1口同号. 十用工, btKO-13 4It五杵图6.2图6.1D31N4003<TD<T>D2IP-T-.1N4003. 1N4003"E灯之 _ . . <TD<T>D1铲1N4003D31N4003-29.6D41N4003<TEXT>D2件1N4003<TEXT>图6.3七

12、、总结与心得经过2个星期的课程设计，学到了很多有用的东西，让我对单片机和程序 设计都有了新的理解。首先，对单片机的工作原理和具体的功能实现有了一个更高的认识。对于硬件电路，以前只是大概了解，实验后对单片机的各个端口，寄存器都有了一 个比较系统的认识。其次，学会了程序编写。程序编写对于以后的学习都会有 很大的帮助。另外，程序编写还可以帮助理解单片机的硬件电路工作原理，一 举两得。最后，学习单片机实验不仅是学会其电路的工作原理和程序编写，更要学会一种学习的方法。对待以后的课程，要有一种细心的态度。这次实验留给我印象最深的是要设计一个成功的电路， 必须要有扎实的理 论基础，还要有坚持不懈的精神。设计

13、过程， 好比是我们人类成长的历程，常 有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的 过程中发现了自己的不足之处，这是对以前所学过的知识理解得不够深刻， 掌 握得不够牢固。八、致谢这次毕业设计，凝结了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的 帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周 全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。因此， 感谢老师的耐心细致指导。其次，学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮 助，每个设计小组配有专门的指导老师，帮助我们能顺利完成整个设计。最后， 还要感谢同学四

14、年来对我的关心与支持，感谢各位老师在学习期间对我的严格要 求。同时也要感谢身边朋友的热心帮助， 没有你们的关心与支持，我不可能这么 快完成我的毕业设计！这几个月的岁月是我学生生涯中最有价值的一段时光，也将会成为我以后永远的美好的回忆。九、参考文献1杨永辉.现代电子技术J.智能小车的多传感器数据融合.20052何立民.单片机与嵌入式系统应用J.基于HCS12勺小车智能控制系统设 计.20073方建军.何广平.智能机器人M.北京：化学工业出版社.20044张立.电子世界J.电动小车的循迹.20045滕志军.今日电子J.基于超声波检测的倒车雷达设计.2006 6徐科军.传感器与检测技术M.北京：电子

15、工业出版社，2007 7潘新民.王燕芳.微型计算机控制技术实用教程M.附件ORG 0000HSJMP DISPLAYORG 0003HLJMP BUTTONORG 000BHLJMP DINGSHIRSEQUP3.0RW EQU P3.1EEQUP3.4ORG 0030HDISPLAY:SETB EASETB EX0SETB IT0MOVTMOD,#01HMOV TL0,#0FFHMOV TH0,#0FFHSETB ET0CLR P0.5CLR P0.6CLR P0.7SETB TR0MOV DPTR,#TABMOV R0,#00HMOV R1,#16MOV R3,#00HMOV R4,#00

16、HLP9:LCALL CHUSHILP2:ACALL BUSYMOVA,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R1,LP2LP3:CJNE R3,#00H,LP4CJNE R4,#00H,LP4SJMP LP3LP4: MOV R7,#00HMOVR5,#09HACALL BUSY MOV P1,#0C0HACALL ENABLEMOV DPTR,#MMTABACALL BUSYLP5:MOVA,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AINC DPTRACALL DATASACALL BUSYDJNZ R5,LP5MOV D

17、PTR,#STABMOV A,R2MOV P1,AACALL BUSYMOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASLP8:CJNE R7,#00H,LP7LJMP LP8LP7:SJMP LP4CHUSHI:ACALL BUSYMOV P1,#00000001BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00111000BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00001111BACALL ENABLEACALL BUSYM

18、OV P1,#00000110BACALL ENABLEACALL BUSY MOVP1,#80HACALL ENABLERETENABLE:SETB ECLR RSCLR RWCLR ERETDATAS:SETB ESETB RSCLR RWCLR ERETBUSY:CLR EMOV P1,#0FFHCLR RSSETB RWSETB EJB P1.7,BUSYRETORG 2000HDINGSHI:CPL P0.7JNB P0.7,Z1MOV A,#0FFHSUBB A,R0MOV TH0,ASETB TR0RETIZ1: MOV TH0,R0SETB TR0RETIBUTTON:PUSH ACCCLR EX0CLR EAINC R7 ;MOV A,#0FFHMOV P2,AMOV A,P2JNB ACC.0,AA0JNB ACC.1,KK0JNB ACC.2,ZZJNB ACC.3,FFJNB ACC.4,WW0AJMP QQAA0:CJNE R0,#0FFH, AA1AJMP QQAA1:MOV A,R0ADD A,#5MOV R0,AAJMP QQKK0:CJNE R0,#00,MMAJMP QQMM:MOV A,R0SUBB A,#5MOV R0,AAJMP QQQQ:MOV A,R0MOV B,#5DIV