单片机课程设计报告温度控制直流电动机转速

-.z温度控制电机转速学院：机电学院班级：机电111**：0**：*爱华1引言直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大*围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的根底。早期直流电动机的控制均以模拟电路为根底，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件局部非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的开展和应用*围的推广。随着单片机技术的不断进步，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能到达更高的稳定性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统本钱，从而有效的提高工作效率。2设计任务与要求2.1设计任务温度控制直流电动机转速2.2设计要求〔1〕、使用AT89C51单片机为核心，使用4位集成式数码管显示当前温度，温度传感器使用DS18B20，使用L298驱动直流电动机。〔2〕、用4位集成式数码管显示当前温度，当温度在时，直流电动机在L298驱动下加速正转，温度在全速正转；当温度时，直流电动机加速反转，温度时，直流电动机全速反转；温度之间时，直流电动机停顿转动。〔3〕、控制程序在Keil软件中编写，编译，整个控制电路在Proteus仿真软件中连接调示。3本课程设计的意义直流电动机作为一种高效率速度控制电动机引人注目、但市场的知名度还小高。许多用户在设备用电动机的选择上经常出现不合理的现象。比方为了实现设备的功能、当变频器控制的异步电动机满足不了要求时就盲目的选用昂贵的伺服电动机、其中有些情况完全可以用价格较低的直流电动机来实现。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统本钱，从而有效的提高工作效率，可以实现复杂的控制，控制灵活性和适应性好，无零点漂移，控制精细高，可提供人机界面，多机联网工作。

采用智能功率电路驱动比传统的分立功率器件组成的驱动体积小，功能强；减少了电路元器件数量，提高了系统的可靠性；控制电路哈尔功率电路集成在一起，使监控更容易实现；集成化使电路的连线减少，减少了布线电容和电感以及信号传输的延时，增加了系统抗干扰的能力；集成化使系统本钱大大降低。4应用软件介绍4.1Proteus仿真软件Proteus是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点：〔1〕全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。〔2〕具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真、1C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。③目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。④支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大，可仿真51、AVR、PIC。4.2Keil软件KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、构造性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能表达高级语言的优势。5keil软件编写5.1BS18B20温度采集5.1.1温度采集初始化voiddsreset(void){uinti;DS=1;i++;DS=0;i=103;while(i>0)i--;DS=1;i=4;while(i>0)i--;DS=1;}5.1.2写命令控制温度传感器voidtmpwritebyte(uchardat){uinti;ucharj;bittestb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0*01;dat=dat>>1;if(testb)//write1{DS=0;i++;i++;DS=1;i=8;while(i>0)i--;}else{DS=0;i=8;while(i>0)i--;//write0 DS=1; i++;i++;}}}5.1.3读数据赋值给datbittmpreadbit(void){uinti;bitdat;DS=1;DS=0;i++;i++;DS=1;i++;dat=DS;i=8;while(i>0)i--;return(dat);}uchartmpread(void){uchari,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tmpreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}return(dat);}5.1.4数据处理即判断温度正负uinttmp(){floattt;uchara,b,b1;dsreset();delay(1);tmpwritebyte(0*cc);tmpwritebyte(0*be);a=tmpread();b=tmpread();temp=b;b1=b;temp<<=8;temp=temp|a;if(b1<8){ flag+=1; tt=temp*0.0625; temp=tt*10+0.5; dis_buf[0]=0;}else{ flag-=1; temp=~temp; temp=temp+1; tt=temp*0.0625; temp=tt*10+0.5; dis_buf[0]=0*40;}returntemp;}5.2数码管显示采集的温度5.2.1将采集后转化的温度对数组赋值voiddisplay(uinttemp) {ucharA1,A2,A3;A1=temp/100;A2=temp%100/10;A3=temp%10;t=A1*10+A2;dis_buf[3]=table[A3];dis_buf[2]=table1[A2];dis_buf[1]=table[A1];}5.2.2用定时器T1调用温度采集函数进展温度采集voidtimer1()interrupt3{ TH1=(65536-20000)/256; TL1=(65536-20000)%256; tmpchange(); display(tmp());}5.2.3用定时器T0将处理后的温度用数码管显示voidtimer0()interrupt1 { TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; P2=0*ff; P0=dis_buf[dis_inde*]; P2=dis_digit; dis_digit=_crol_(dis_digit,1); dis_inde*++; dis_inde*&=0*07; }5.3判断电机旋转情况if(flag==1) { flag=0; if(t>=75) Turn_z(); else if(t>=45) Turn_zj(); else if(t>10) Turn_t(); else Turn_fj(); }else if(flag==-1) { flag=0; Turn_f(); }6Proteus仿真6.1Proteus中各元件的元件图6.1.1AT89C51截图6.1.2L298截图6.1.3DS18B20截图6.1.4直流电动机截图6.1.5晶体管截图6.2芯片功能控制6.2.1Lm298芯片ENA为IN1、IN2的控制使能端，本次设计用OUT1、OUT2作为输出控制直流电机转动。由于正反转换相时会产生饭香电压为保护LM298用图中二极管来起到保护作用。IN1IN2ENA电机状态**0停顿101正转011反转6.2.2DS18B20时序图即简介VCC接+5V、GND接地。DQ为总线接单片机P1.6口DS18B20初始化DS18B20写入DS18B20读出6.3Proteus仿真电路仿真图〔未运行状态〕温度大于75温度大于45小于75温度大于10小于457结论通过该课程设计，我掌握了编译程序的原理以及步骤，还有编译程序工作的根本过程及其各阶段的根本任务，熟悉了编译程序总流程框图，构造工具及其相关的技术。课本上的知识是机械的，抽象的。在本次课程设计，我有很大的收获，这不仅仅是理论知识上的完善，而且实践能力和动手能力有了质的飞跃!设计中，我自感知识的缺陷，不断的上网查阅资料，翻阅各类相关书籍，自己动手，自己设计，让我的思维逻辑更加清晰。在操作中，靠这次设计我根本掌握了单片机编程，将理论变为实际开了一个好头。在这次课程设计过程中，我发现了自己综合应用能力的欠缺。以后，我会更加重视用软件编程，应用单片机处理好更多的电路。参考文献[1]辜承