基于AT89C51单片机的直流电机控制系统的设计

1、毕业设计（论文）摘要本文主要介绍了基于AT89C5俾片机的直流电机控制系统的设计。包括介绍直流电机调速的相关知识以及PWMB速的基本原理和实现方法，这对于直流电机速度控制系统的实现提供了一个有效的途径。本次毕业设计主要任务是完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括直流电机的驱动方式，直流电机的控制方式，单片机外围电路、键盘电路、驱动电路、显示电路等硬件设计及相应的驱动程序设计，设计出的控制系统应能够使直流电机实现正反转、加减速调节，并可从键盘输入进行相应工作模式的切换，用显示屏显示当前的状态，如速度、正反转等信息。关键词：直流电机调速；单片机；PWMLCtM示；毕业设计（论文）毕业设计（论文

2、）AbstractThisarticleintroducestheAT89C51microcontrollerbasedDCmotorcontrolsystemdesign.IncludingintroductionofDCmotorspeed-relatedknowledge,aswellasbasicprincipleandimplementingmethodofPWMspeedcontrol,ForrealizationofDCmotorspeedcontrolsystemprovidesaneffectiveway.Thegraduationmajortaskistocompleteo

3、veralldesignofsingle-chipcomputercontrolsystemofDCmotor,Includingthedcmotordrivemode,thecontrolofdcmotor,Microcontrollerperipheralcircuits,circuit,drivingcircuitofthekeyboard,display,designofhardwaresuchascircuitdesignandthecorrespondingdriver,Designthecontrolsystemshouldbeabletoachievethereverse,sp

4、eedregulationofDCmotorandcanbeenteredfromthekeyboardtothecorrespondingoperatingmodeswitch,thedisplayshowsthecurrentstatus,suchasspeed,reverseandmore.Keywords:singlechip;PWM;DCmotorspeed;LCDdisplay;毕业设计（论文）目录1 绪论，11.1 电机调速系统的发展概况，11.2 论文题研究目白及意义，11.3 论文主要研究内容，22直流电机的基本理论，31.1 直流电机的基本结构及调速原理，31.1.1 直流

5、电机的基本结构，31.1.2 直流电机工作原理，31.1.3 直流电机的基本参数，41.1.4 直流电机调速原理，41.2 调速基本原理及其实现方法，41.2.1 调速基本原理，61.2.2 调速实现方法，63 系统硬件设计，83.1 设计要求，83.2 系统方案，83.3 直流电机驱动控制模块，93.3.1 直流电机驱动方式，93.3.2 驱动方案选择，113.4 直流电机的调速，113.4.1 PWM极性选择，123.4.2 PWM调脉宽工作方式，123.4.3 PWM的软件实现，123.5 控制内容，123.6 系统模块分析与设计，143.6.1 单片机最小系统的设计，143.6.2 电

6、源电路设计，183.6.3 直流电机驱动电路设计，183.6.4 显示模块设计，21毕业设计（论文）3.6.5 键盘电路设计,223.6.6 元件选择与参数计算,233.6.7 系统整体硬件电路,243.7 设计所需部分器件,263.8 技术路线,263.9 应用软件的编制、调试,274 系统软件设计,284.1 系统总体设软件设计思想,284.2 系统各个模块软件设计,294.2.1 产生PW瞰的软彳设计，,，304.2.2 测量速度的软件设计,314.2.3 电机转向的软件设计,324.2.4 电机加减速的软件设计，,，324.2.5 LCD显示的软件设计,325 调试与仿真,335.1

7、设计仿真原理图,335.2 调试仿真问题解析,366 结论与总结,37参考文献,3839,附录（程序清单）,，40毕业设计（论文）1绪论1.1 电机调速系统的发展概况1964年H.stemmler和A.Schonung首先提出把PWMJ术应用到电机传动中从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。进入80年代以来，体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化，把电机控制推上了一个崭新的阶段，以微处理器为核心的数字控制（简称微机数字控制）成为现代电气传动系统控制器的主要形式。直流电机调速系统的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制

8、技术和微机应用技术的最新发展成就。用于功率输出控制，其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并正向全数字控制方向快速发展。电动机的驱动部分所用的功率器件亦经历了几次更新换代。目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFETIGBT成为主流。PWMR代数模*$换器（DAC功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用3o毕业设计（论文）1.2 论文题研究目的及意义直流电动机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。长期以来，直流电动机

9、一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。随着单片机的发展，数字化直流PWMS速系统在工业上得到了广泛的应用，控制方法也日益成熟。它对单片机的要求是：具有足够快的速度；有PWW,用于自动产生PW班；有捕捉功能，用于测频；有A/D转换器、用来对电动机的输出转速、输出电压和电流的模拟量进行模/数转换；有各种同步串行接口、足够的内部ROM和RAM以减小控制系统的无力尺寸；有看门狗、电源管理功能等。因此该设计中选用单片机AT89C51!过设计基于AT89C5

10、1片机白直流PWMB速系统并调试得出结论，对运动控制的相关知识进行巩固。1.3 论文主要研究内容完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括直流电机的驱动方式，直流电机的控制方式，单片机电路、键盘电路、驱动电路、显示电路等硬件设计及相应的驱动程序设计，设计出的控制系统应能使直流电机正反转、加减速调节，并可从键盘输入进行相应工作模式的切换及加减速调节，用显示屏显示当前的状态，如速度、正反转等信息12O毕业设计（论文）2直流电机的基本理论2.1 直流电机的基本结构及调速原理2.1.1 直流电机的基本结构直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装有磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），具转

11、子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出，直流电机结构如图2-1所示网。图2-1直流电动机结构2.1.2 直流电机工作原理140直流电机电路模型如图2-2所示，磁极NS间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈abcdo当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受方向也将改变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向图2-2直流电动机电路模型毕业设计(论文)2.1.3 直流电机主要技术参数直流电机的主要额定值有：额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机的负载能力。额定电压Ue

12、：长期运行的最高电压。额定电流Ie:长期运行的最大电流。额定转速n：单位时间内的电机转动快慢，以r/min为单位励磁电流If:施加到电极线圈上的电流网。2.2 调速基本原理及其实现方法2.2.1 调速基本原理(1)直流电机转速的数学模型可用图2-3表示，由图可见电机的电枢电动势Ea的正方向与电枢电流Ia的方向相反，Ea为反电动势；电磁转矩T1的正方向与转速n的方向相同，是拖动转矩；轴上的机械负载转矩T2及空载转矩T0均与n相反,是制动转矩。根据基尔霍夫第U=Ea-Ia(Ra+Rc)(2-1)式(2-1)中，Ra为电枢回路电阻，电枢回路串联保绕阻与电刷接触电阻的总和；Rc是外接在电枢回路中的调节

13、电阻。由此可得到直流电机的转速公式为：n=Ua-IR/Ce(2-2)式(2-2)中，Ce为电动势常数，中是磁通量。由(2-1)和(2-2)得:毕业设计（论文）n=Ea/Ce6（2-3）由式（2-3）中可以看出，对于一个已经制造好的电机，当励磁电压和负载转矩恒定时，它的转速由回在电枢两端的电压Ea决定，电枢电压越高，电机转速就越快，电枢电压降低到0V时，电机就停止转动；改变电枢电压的极性，电机就反转。对于直流电机来说，如果加在电枢两端的电压为图2-4所示的脉动电流压（要求脉动电压的周期远小于电机的惯性常数），可以看出，在T不变的情况下，改变，和12宽度，得到的电压将发生变化14,下面对这一变化进

14、一步推导。设电机接全电压U时，其转速最大为Vmax若施加到电枢两端的脉动电压占空比为D=t1/T,则电枢的平均电压为：(2-4)(2-5)由式（2-3）得到:n=EaCe：jUDCe>=KD在假设电枢内阻转小的情况下式中K=U/C次，是常数。图2-5为施加不同占空比时实测的数据绘制所得占空比与转速的关系图。由图看出转速与占空比D并不是完全速的线性关系（图中实线），原因是电枢毕业设计(论文)本身有电阻，不过一般直流电机的内阻一般较小，故可以近视其为线性关系。由此可见，改变施加在电枢两端电压就可以变电机的转速度，这就是直流电机PWMI速原理。2.2.2 PWM实现方法PWM1号的产生通常有两

15、种方法：一种是软件的方法；另一种是硬件的方法。本文主要介绍利用单片机对PWM1号的软件实现方法。51系列典型产品AT89C51具有两个定时器To和Ti。通过控制定时器初值To和Ti,从而可以实现从C51的任意输出口输出不同占空比的脉冲波形。大致的的编程思路是这样的：T0定时器中断是让一个I/O口输出高电平，在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让I/O口输出低电平，这样改变定时器T0的初值就可以改变频率，改变定时器T1的初值就可以改变占空比。如果单片机的时钟频率为f,定时器/计数器为N位，则定时器初值与定时时间的关系为：t1=(2nTw/N(2-6)f106Tw定时器定时初值；

16、N一个机器周期的时钟数；本设计以AT89C5律片机为核心，以6个弹跳按钮作为输入达到控制直流电机的启动、停止、加速、减速、正转、反转，以LC加示电机速度大小。设计中采用PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到调速的目的11o毕业设计(论文)3系统硬件设计3.1 设计要求(1)通过键盘改变脉冲的占空比从而达到改变转速使得电机转速从高到低，从低到高。(2)通过改变输出电平的极性从而改变电机的转向，实现电机的正转反和转。(3) 能够通过LCD显示电机的的转向。(4) 通过启动键启动电机，从而达到防止电机误启动的目的。(5) 能够通过电机最终显示电机的速度。3.2 系统方案(1)速度加减的实现

17、：单片机通过控制L298的使能端“允许”或者“禁止”，通过改变a(脉冲宽度)的值，从而达到控制PW嘛冲宽度调节电机转速的目的，即采用P1.1通过软件延时程序延时得到PWM信号与ENA引脚相连，来调节电机的加速减速。(2)正反转的控制：单片机通过L298中的H桥，从AT89C51中的P1.0输出控制信号与L298的IN2相连，同时R_0输出的电信号与非门相连再输入到IN1来达到控制BJT的基极电压，IN1与IN2具有互锁的控制L298中H桥的BJT通断，从而达到控制电机转向的目的。(3)电机速度的显示：单片机通过P3.4/T0接受电机发出的脉冲信号(在仿真是采用proteus里MOTOR-enc

18、ode电机，用这个可以简单的测得电机的转速，主要原理是编码器可以根据电机转一圈输出脉冲数，根据统计的脉冲量得到电机的转数，中间的是编码器转一周，高电平一次。根据这可以测出转速。左右两边是检测左转还是右转。哪边先高电平，就是往哪边转。在本次设计中采用检测每转动一周高电平一次来简单的计算电机的转速。单片机T1采用模式一定时中断定，T0采用模式一计数中断定计数模式，由高8位TH0和低8位TL0两个8位寄存器组成，当设定计算值为65536-50000=15536(D)时，转换为十六进制就是3CB0(H),止匕时，TH0=3CTL0=BQ定时器T1计数50ms此时电机每转动一周P3.4高电平一次，存储电

19、机转动的转数，同时采集2.5S之后将电机的转数进行LCD显示。毕业设计（论文）3.3 直流电机驱动模块方案分析3.3.1 直流电机驱动方案方案一：更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制方案三：直流电机是可以正反转的。本电路采用的是基于PWM（理的H型桥式驱动电路。PW跑路由复合体管组成H型桥式电路构成，四部分晶体管以对角组合分为两组：根据两个输入端的高低电平决定晶体管的导通和截止。4个二极管在电路中起防止晶体管产生反向电压的保护作用，防止电动机两端的电流和晶体管上的电流过大的保护作用。从而驱动电机沿另一方

20、向转动150方案四：采用驱动芯片L298N驱动直流电机，L298N具有驱动能力强，外围电路简单等优点，分析知采用驱动芯片L298N驱动直流电机。表3-1L298N驱动芯片真值表电机旋转方式控制端IN1控制端IN2输入PWM&号改变脉宽可调速毕业设计（论文）调速端A调速端BM1止转高低高/反转低高高/1停止低低高/3.3.2 驱动方案选择综合上诉四中方案，在本次设计中采用方案四，片机通过控制L298的使能端“允许”或者“禁止”，通过改变a（脉冲宽度）的值，从而达到控制PWM永冲宽度调节电机转速的目的，即采用P1.1通过软件延时程序延时得到PWM信号与ENA相连，来调节电机的加速减速。3.

21、4 直流电机的调速3.4.1 PWM极性选择方案一：双极性工作制。方案二：单极性工作制。3.4.2 PWM调脉宽方式调脉宽的方式有三种：定频调宽、定宽调频和调宽调频。并且在采用单片机产生PW嘛冲的软件实现上比较方便。3.4.3 PWM软件实现方式方案一：采用软件延时方式，在引入中断之后，将有一定的误差。方案二：采用定时器作为脉宽控制的定时方式，这一方式产生的脉冲宽度极其精确。综合程序的编制以及自身学术水平的限制的考虑本设计采用方案一。3.5 控制内容采用单片机构成的直流电动机数字PWM速系统，其控制核心主要由最小系统、电源模块、显示模块、直流电机组成。系统采用L298NK片彳为PWM3区动直流

22、电动机的供电主回路。单片机通过软件延时处理输出PWM号，实现了直流电动机的转速控制，在运行中获得了良好的动静态性能。（1）键盘识别：通过P1口的低电平输入识别不同的按键。9毕业设计(论文)(2)通过对单片机程序烧录实现对直流电机的停止、加速、减速、正转、反转控制。(3)由于单片机的驱动能力不强，驱动直流电机需要很强的电流所以必须有外围的驱动电路，因此本设计采用L298NE片放大单片机微弱的电流。图3-2系统硬件框图3.6 系统模块分析与设计3.6.1 单片机最小系统的设计单片机最小系统：所谓最小系统就是指由单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以使单片机工作的系统。一般来说，它包括单片机，晶

23、振电路和复位电路图3-3单片机最小系统整体框控制器部分分析：AT89C51为ATMEL所生产的可电气烧录清洗的8051相容单芯片，其内部程序代码容量为4KB10毕业设计（论文）（一）AT89C51主要功能列举如下:innITiltPSBNillBAVcc1i.i/11川PI-V11Sfi.ihkFM/AlPM/A!PtlFl.I,njnjHiruP】PL1PlJPUPl.5P1JPl.7riinu国哽”此iI8iiPJJ/nns/Tipii/nI'JI刈0图3-4AT89C5111、为一般控制应用的8位单芯片2、晶片内部具时钟振荡器3、内部程式存储器（ROM为4KB4、内部数据存储器（

24、RAM为128B5、外部程序存储器可扩充至64KB6、外部数据存储器可扩充至64K、32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制、5个中断向量源9、2组独立的16位定时器、1个全多工串行通信端口、8751及8752单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令10（三）复位电路及时钟电路+5V?+5V?VccAT89C51RstVcc22PFIIAT89C51不常按的图3-5RC复位电路常蚪的（四）时钟电路晶体振荡器的简称，AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。弓I脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。晶体振荡电路11毕业设计(论文)

25、如图3-6,晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率160口内曲口MiPa甜LITH3FFTJE.MSFDi*iAtSrEUVADfl3"w_iJHT叫“H”Ji?眸Zl-WnFS-SA-11pa-fAiaFZjWAIh-PI.Ti'wif-sr至Hi?3.6.2电源电路设计直流稳压电源的基本原理：直流稳压电源一般有电源变压器及稳压电路所组成，基本框图如下。T、整流滤波电路"kww,图3-7直流电源原理(1)电源变压器T的作用是将220V勺交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压U。变压器副边与原边的功率

26、比为P2/Pi=n,式中n是变压器的效率。(2)整流电路：整流电路将交流电压U变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。图3-8整流电路(3)滤波电路：各滤波电路C1足RL/C=(35)T/2,式中T为输入交流信号12毕业设计(论文)周期，RE整流滤波电路的等效负载电阻。(4)稳压电路：常用的稳压电路有两种形式：一是稳压管稳压电路，二是串联型稳压电路2。常用稳压电路归纳如下表表3-2常用的稳压电路电路名称典型电路输出电压及有关参数稳压管稳定电压Zm=1.5310mUi=23Uo特点与用途电路简单，适用于输

27、出电压恒定，负载电流变化小的场合，常用作基准电源可调稳压电源U0=0,工RJ电路引入电压串联负反馈，使输出电压更稳定且可调，可获得负电源lRi忤2)1:i：2IU0电路较复杂，输出电压可调，输出电流较大，应用范围广13毕业设计（论文）集成稳压电源78MM系列为正电源79MM系列为负电源输出电压固定，为5V,9V,12V,15V,18V等，可根据需要选用电路简单，输出电压固定印T+ULut3.6.3直流电机驱动电路设计在本次设计中采用L298N电机与其连接的电气原理图如图3-10所示图3-10直流电机驱动电路3.6.4显示模块设计在本设计课题中采用的是FM160128是一种图形点阵液晶显示器，它

28、的引脚图如图3-11所示。图3-11FM16012814毕业设计（论文）主要技术参数和性能：模块内自带-15负压，用于LCD的驱动电压3.6.5键盘电路设计工作原理：采用行扫描和列扫描，过程如下：1 .CPU先使行线P1.1为低，其余行线为高2 .CPU读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为0状态，若此时P1.70,则"C"键按下；若P1.5为0,则"E"键按下3 .若输入缓冲器（列线）状态全部为1,说明P1.0行没有键盘按下，CPU继续使P1.1为0,其余行线为高，再读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为0,从而判断是哪个键盘按下4 .当判断那个键盘按

29、下后，程序转入相应的键盘处理程序XTALI?rwi$翔-党汇1ntAJJ-Ir-AJAAo-o-二用R1FL2用R5TPOdWXlPDlsWi叩沙唯年中刑的忡4Mfq忡aw叩的附POTWTF*之口用PZ.1.WF2-Zf*.1D国阴11盟力型？P2AX13FSfflVUJW.UTXD闻如而川而ifhathM.qmPSfiL远p打前图3-12矩阵式键盘结构启动、停止、正转、反转、加速、减速六个开关采用键盘扫描分别与单片机列P1.4、P1.5、P1.6、P1.7行P3.0、P3.1、P3.2、相连。实现直流电机的启动、停转，正转实现直流电机的正转，反转实现直流电机的反转，加速实现直流电机的加速，减

30、速实现直流电机的减速，其电路如图：图3-13按键电路15毕业设计（论文）3.6.7系统整体硬件电路系统整体硬件电路图如图3-16示:W拿面ifjsn*fwj««ki二-叵|又）口11«!归i-Cdii衣Rt0和WAEntw口WriHr臂丁小3击讪dit*Jp甯州露iimXR国田w口苕daia超癌+zxbLW?K?nOUKDCMOICREKODER而1劭治，版B344够pwq上“阐i期向上占1双掌8UU0HDF3ELEE匚卬%TMtEiPaD-ShulGuLtffff=sRmAarMMARRA里!I孑FWII匚：I1TkIULIMIIt>12i4«i

31、=i*ih.ii1S7工生而msrroE单注定充，5311Allfi4.UC.-C图3-16系统硬件电路图3.7设计所需部分器件AT89C51L298N12MHz晶振、电容、电阻、弹跳开关、LCD液晶显示、非门、直流电机、整流桥、变压器等。16毕业设计（论文）4系统软件的设计4.1 系统总体设软件设计思想独立的功能模块，画出每一个功能模块的详细流程图，并根据流程图编写程序，最后按照软件设计的总体结构框图，将各模块连接成一个完整的主程序。在主程序的设计中要合理地调用各模块程序。模块化设计的优点是：无论是硬件还是软件，每一个模块都相对独立。根据此次的设计可以得到如下的总体软件流程图。图4-1软件总

32、体流程图17毕业设计(论文)4.2 系统各个模块软件设计4.2.1 产生PW极的软件设计程图为:图4-2产生PW眼的软件设计由此得到产生PWMfc的部分程序如下:while(1)if(a>=150)a=150;if(a<=10)a=10;P1_1=0;delay(160-a);/P1_1=1;delay(a);/key=GeyKey();if(key='K6')a-=n;/K6else/if(key='K5')a+=n;(160-a)改变了延时函数的系数。延时程序按下电机加速，其中n是步长调节PWMO勺高电平所占时段，18本设计中采用软件延时方式对脉

33、冲宽度进行控制，延时程序函数。对应的流毕业设计(论文)定时器初始化设置TMOD=0x15;TH1=0x3c;TL1=0xb0;TH0=0x00;TL0=0x00;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;定时器设定模式1时，由高8位TH0和低8位TL0两个8位寄存器组成，当设定计算值为65536-50000=15536(D)时，转换为十六进制就是3CB0(H),此时，TH0=3QTL0=B0分另I装入定时器T1即可实现50ms的计时。4.2.2 测量速度的软件设计在本次设计中采用检测每转动一周高电平一次来简单的计算电机的转速。单片机T1采用模式一定时中断定，T0采用模式一计数中断定计数模

34、式，此时电机每转动一周P3.4高电平一次，存储电机转动的转数。此次电机转动速度的测量的部分程序如下：voidtime()interrupt3TR1=0;count+;k+=TL0;if(count=50)sprintf(dsp,"%3d",k1);dprintf(0,108,dsp);dprintf(60,108,"r/min");count=1;k=0;当定时器T1定时50ms到，产生中断，count+是中断次数，k1是电机的转速值，TL0存储电机在50ms中的转数，在达到50次中断之后即2.5S之后(电机速度趋向稳定)，k+=TL0即可得到电机的转速

35、值，再进行LCD的显示。19毕业设计(论文)4.2.3 电机转向的软件设计对于电机的正反转，可以根据L298的驱动原理得到流程图:图4-3电机转向的软件设计由流程图可得到电机的转向控的部分程序如下：if(key='K3')P1_0=1;dprintf(0,72,"方向：顺时针”)elseif(key='K4')P1_0=0;dprintf(0,72,"方向：逆时针)当按下按钮K3或K4后改变单片机P1_0口的电平，再通过非门进而改变电机的转动方向。4.2.4 电机加减速的软件设计要实现电机的加减速控制时，当按下K6电机减速，当按下K5时电机加

36、速。由此得到其对应的程序如下：key=GeyKey();if(key='K6')a-=n;20毕业设计（论文）elseif(key='K5')a+=n;)当按下按钮K6或K5后改变延时函数变量a的值，进而改变单片机P1_0口的电平高低出现的时间比例。通过L298控制中H桥的BJT通断频率来控制电机的速度的加减。4.2.5 LCD显示的软件设计LCD显示的初始化程序如下所示：externcharfnLCMInit();/LCM初始化externvoidat(unsignedcharx,unsignedchary);/*设定文本x,y值*/externvoidcls

37、();/清屏externvoidcharout(unsignedchar*str);/ASCII(8*8)显示函数externvoidfnSetPos(unsignedcharurow,unsignedcharucol);/设置当前地址externuchardprintf(ucharx,uchary,char*fmt);/ASCII(8*16)及汉字(16*16)显示函数externucharfnPR12(ucharuCmd);/写无参数的指令externucharfnPR13(ucharuData);/写数据externunsignedintAdc0832(unsignedcharchann

38、el);externvoidLine(unsignedcharx1,unsignedchary1,unsignedcharx2,unsignedchary2,bitMode);externvoidPixel(unsignedcharPointX,unsignedcharPointY,bitMode);注：在本次设计中LCD接口程序采用已编制好的程序，故未详细叙述。21毕业设计（论文）5调试与仿真5.1 设计仿真原理图看至面ISIS二画|又）心必立也1口.t0常力0和3T2D4tM口biTMT丁如/g雕EiMbHtJp口片dm电安12图勺GlM/工工4*/黑北能也由国息1国回口I厢因日27VA占

39、1科:予白un口hDF3ELECCH侪TALLJKlntnElW翩nDIlDCHQlCfiEWgER用1防1浴.即gg恪pwqmumiio回J；：Imo£>WSSiJf-I字-曜*ftiili-:nrrior图5-1系统仿真初始图初始状态，当启动Protues进行仿真，系统有如图示5-2运行效果由图可以看出电机的转速显示为0.同时LCD显示屏显示处于上电启动状态图5-2启动仿真时的效果图22毕业设计（论文）按下启动键K1,直流电机有图5-3的运行结果。由图可以看出电机的转速显示为95r/min,同时LCD显示屏显示处于上电显示状态。必必立1口.t0*力0iftiEsfirMht

40、uctibiriHrjFXtfcJ1也H*Jp口即中同图*3，通4中£电地£*>常拘一具国回口I卜1型IMIIU5Ni=W|i|MHAl般通谕M45MX>lLFUwh舒a=。史勒臼R桧宜flipsaj-Ljrj!而IF3立子-曜i:ftiili-nrri.：.r图5-3按下启动按钮启动时的效果图按下反转键，可以看到直流电机迅速减速为0,并反方向转动，有图5-4的运行结果弩全面ISISFi*fes«i«*klIlMbBktJkcJEdSjfc中！m>Edit0和wdHhtMLibiriHr丁小目3晶电cLmi口的事Ml£LEI去

41、UI巾IMlIUBN.=W|I|fu。:出却sirSlKfijiaaHEjits§307方Rhrt*占1魏予euUDH中BELEUCffYSTAL阳中汕目*UICAIC匚掰lnChBl.LN-52?MDlCfUlCMOICfiEKODER用1防1治iF£5M*用,:<I"蜜匕.r»*,3.23毕业设计（论文）图5-4按下反转按钮时的效果图按下加速键，可以明显的观察到直流电机的速度迅速加速到150r/min,且PWM的高电平与低电平之比有明显区别，即高电平远大于低电平。有图5-5的运行结果。图5-5按下加速按钮时的效果图按下减速键，可以明显的观察到直

42、流电机的速度迅速加速到0,且PWMJ高电平与低电平之比有明显区别，即高电平远小于低电平。有图5-6的运行结果。图5-6按下减速按钮时的效果图24毕业设计（论文）按下停止键，可以看到电机停止转动，PW峨也为00直流电机有图5-7的运行结果。同时LCD显示电机转速为00图5-7按下停止按钮时的效果图5.2 调试仿真问题解析在本次设计仿写的是c程序，Keil调试的时候应该显示原程序才对啊！但却显示一大堆图片中一样的东西，开始不知道怎么回事。后来点击菜view->disassemblywindow来关闭这个功能，可就解决了。在Protues仿真的时候出现电机不转动，再怎么调试程序都无法解决，在同

43、学的仔细分析之下发现电机的驱动模块有一引脚没有接地所导致。25毕业设计（论文）6结论与总结通过KeilC编程，Proteus联合调试仿真，基本上实现了本次毕业设计的要求完成了片机的直流电机控制系统总体设计，包括直流电机的驱动方式，直流电机的控制方式，单片机电路、键盘电路、驱动电路、显示电路等硬件设计及相应的驱动程序设计，设计出的控制系统应能使直流电机正反转、加减速调节，并可从键盘输入进行相应工作模式的切换及加减速调节，用显示屏显示当前的状态，如速度、正反转等信息。同时通过示波器观测到PW瞰在电机启动、停止、正反转、加减速时的波形图，符合设计预期。26毕业设计（论文）参考文献1周立功.直流电机原

44、理与驱动M.西安：西安电子科技大学出版社.2008.12傅丰林.模拟电子线路基础M.西安：西安电子科技大学出版社.2001.13江志红.51单片机技术与应用系统开发开发系统案例精选M.北京：清华大学出版社，2008.124王选民.智能仪器原理与设计M.北京：清华大学出版社.2008.75杨欣，王玉凤.51单片机应用从零开始M.北京：清华大学出版.2008年6何立民.单片机高级教程应用设计M.北京：北京航空航天大学出版社.2000年7李泉溪.单片机原理与应用实例仿真M.北京：北京航空航天大学出版社.2009.88刘保录.基于单片机的电机综合参数测试仪设计M.第10卷第2期9岳东海.直流电机PWM

45、级调速控制系统设计J.价值工程2010（2）135-13610赵良炳.现代电力电子技术基础M.清华大学出版社，199511幸之.单片机应用系统抗干扰技术M.北京：北京航空航天大学出版社.200112皮大能南光群刘金华.单片机课程设计指导书M.北京：北京理工大学出版社.2010.713周兴华.用单片机控制直流电机变速J.制作，2009:86-8714张广成.电机PWM5级调速控制系统设计J.值工程.2007:102-10815KatsuhikoOgata.ModernControlEngineering.Publishinghouseofelectronicsindustry.2000:186-

46、193.16胡汉才，单片机原理及其接口技术（第2版）M.清华大学出版社，200417王福瑞.单片微机测控系统设计大全M.北京航空航天大学出版社，199918余永权，汪明慧，黄英.单片机在控制系统中的应用M.电子工业出版社，200319夏继强.单片机实验与实践教程M.北京.北京航空航天大学出版社.2001:120-12420李广第.单片机基础M.第1版.北京.北京航空航天大学出版社.1999:26-29.21肖洪兵.跟我学用单片机.北京M.北京航空航天大学出版社.2002.8:24-36.27毕业设计（论文）致谢首先非常感谢我的班主任叶老师在我大学的最后学习阶段一一毕业设计阶段给我耐心的帮助，在

47、我在外地实习阶段由于各种原因有居多不方便收集毕业设计资料的情况下，发送设计相关内容资料并且催促我主动及时完成毕业设计，指导我的毕业论文，期间提出来很多的宝贵建议，这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向叶老师表示我诚挚的谢意。是他们教会了我专业知识，教会了教会了我如何做人，我如何更好的学习生活。同时，在这里我要衷心的感谢所有任课老师和所有的同学在这四年来给自己的指导和无私的帮助，正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，我的大学生活过的丰富多彩。通过这一阶段的努力，我的毕业论文基于AT89C51片机的直流电机控制系统设计基本完成了，这就意味着四年大学生活也即将结束了，也即将走上自己的工作岗位

48、了，开始自己人生的规划。我将铭记我曾经是湖北理工学院的一名学子，在这里生活了四年，学到了许多也得到了许多。在今后的工作中把湖北理工学院的优良传统继续发扬光大，做一名优秀的理工人。28毕业设计（论文）附录(程序清单)#include<showfun.h>#include<stdio.h>externcharfnLCMInit();/LCM初始化externvoidat(unsignedcharx,unsignedchary);/*设定文本x,y值*/externvoidcls();/清屏externvoidcharout(unsignedchar*str);/ASCII(

49、8*8)显示函数externvoidfnSetPos(unsignedcharurow,unsignedcharucol);/设置当前地址externuchardprintf(ucharx,uchary,char*fmt);/ASCII(8*16)及汉字(16*16)显示函数externucharfnPR12(ucharuCmd);/写无参数的指令externucharfnPR13(ucharuData);/写数据externunsignedintAdc0832(unsignedcharchannel);externvoidLine(unsignedcharx1,unsignedchary1,unsignedcharx2,unsignedchary2,bitMode);externvoidPixel(unsignedcharPointX,unsignedcharPointY,bitMode);uchardsp10=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,;charabc3=0,0,0,;ucharkey=0;uinta=100;ucharn=5;ucharcount=1;uintk1=0;uc