單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng).doc

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目： 單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 院 （系） 專 業(yè) 年 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 年 月 日電子信息工程專業(yè)09級學(xué)生單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目十、單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)指導(dǎo)教師職稱設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：1基本要求(1) 采用PWM調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)斬波調(diào)速(2) 具有手動(dòng)速度調(diào)整按鍵（速度+速度-）2.設(shè)計(jì)步驟(1) 使用Proteus按設(shè)計(jì)要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進(jìn)行調(diào)試。(4) 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告3撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括題目、摘要、目錄、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)等。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將全部內(nèi)容以先后順序?qū)懗稍O(shè)計(jì)報(bào)告一份，闡述整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，要求重點(diǎn)突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報(bào)告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。 單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.基本要求(1)采用PWM調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)斬波調(diào)速(2)具有手動(dòng)速度調(diào)整按鍵（速度+速度-）2.設(shè)計(jì)步驟(1) 使用Proteus按設(shè)計(jì)要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進(jìn)行調(diào)試。(4) 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告3.撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括題目、摘要、目錄、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)等。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將全部內(nèi)容以先后順序?qū)懗稍O(shè)計(jì)報(bào)告一份，闡述整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，要求重點(diǎn)突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報(bào)告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。二、 方案設(shè)計(jì)與論證1.方案一如圖1所示，系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)控制，C語言編程實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的平滑調(diào)速?？煽闯龃朔桨鸽娐穲D復(fù)雜，所用元件多，容易出錯(cuò)。圖1 2.方案二如圖2，元件較少，電路簡單、直觀。且此電路能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、加減速功能。綜上所述，選擇方案二較好。三、 單元電路設(shè)計(jì)1系統(tǒng)組成直流電機(jī)PWM調(diào)速方案如圖1.1所示： 圖1.12方案說明直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為控制核心，由命令輸入模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。采用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤作為命令的輸入，單片機(jī)在程序控制下，定時(shí)不斷給直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)正，反轉(zhuǎn)控制。2.1直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要由一些二極管、電機(jī)和L298直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。直流電機(jī)可按其結(jié)構(gòu)、工作原理和用途等進(jìn)行分類，其中根據(jù)直流電機(jī)的用途可分為以下幾種：直流發(fā)電機(jī)（將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能）、直流電動(dòng)機(jī)（將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）、直流測速發(fā)電機(jī)（將機(jī)械信號轉(zhuǎn)換為電信號）、直流伺服電動(dòng)機(jī)（將控制信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械信號）。2.2直流電機(jī)的中斷鍵盤控制模塊2.2.1 外部中斷設(shè)置（1）外部中斷允許設(shè)置中斷控制寄存器IE的EX0對應(yīng)INT0，EX1對應(yīng)INT1，EA為中斷的總開關(guān)，若要開放外部中斷，只要將IE對應(yīng)的位和總開關(guān)EA置1即可。如：開放外部中斷0的設(shè)置：SETB EX0SETB EA開放外部中斷0和1的設(shè)置：SETB EX0SETB EX1SETB EA（2）外部中斷觸發(fā)方式設(shè)置單片機(jī)外部中斷有兩種觸發(fā)方式，一種是電平觸發(fā)方式，另一種是脈沖觸發(fā)方式，單片機(jī)外部中斷觸發(fā)方式與TCON的IT位有關(guān)。 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0電平觸發(fā)設(shè)置方法：CLR ITX，為低電平觸發(fā)方式。脈沖觸發(fā)設(shè)置方法：SETB ITX1，為脈沖下降沿觸發(fā)方式。在使用外部中斷時(shí)，如果不進(jìn)行設(shè)置，則為電平觸發(fā)方式。（3） 外部優(yōu)先級設(shè)置 外部中斷IN0、INT1的中斷優(yōu)先級的設(shè)置是通過設(shè)置IP寄存器實(shí)現(xiàn)的，IP的PX0對應(yīng)INT0，PX1對應(yīng)INT1。PX置1為高級中斷，PX為0為低級中斷。PSPT1PX1PT0PX02.2.2外部中斷擴(kuò)展方法在圖2.1為外部中斷擴(kuò)展方法，設(shè)X1、X2、X3、X4、X5為外部警情信號，X1代表是加速信號，X1=0表示加速；X2代表減速信號，X2=0表示減速；X3代表正轉(zhuǎn)信號，X3=0表示正轉(zhuǎn)；X4代表反轉(zhuǎn)信號，X4=0表示反轉(zhuǎn)；X5代表停止信號，X5=0表示停止處理。 圖2.1當(dāng)系統(tǒng)檢測到有中斷請求時(shí)，響應(yīng)如下中斷服務(wù)流程圖2.2。圖2.2四、 總原理圖及元器件清單1.原理圖圖22.元件清單元件序號名稱型號數(shù)量1單片機(jī)AT89C5112二極管1N400343電阻34直流電機(jī)MOTOR-ENCODER15電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L29816排阻RESPACK-817開關(guān)5五、 軟件部分直流電機(jī)PWM調(diào)制控制系統(tǒng)具有加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能。操作開關(guān)通過中斷控制直流電機(jī)的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能。振蕩、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路由80C51單片機(jī)內(nèi)部給出。主體電路：即直流電機(jī)PWM控制模塊。這部分電路主要由80C51單片機(jī)的I/O端口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、外部中斷擴(kuò)展等控制直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還可以方便的讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小和了解電機(jī)的轉(zhuǎn)向，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。其間，還包括直流電機(jī)的直接清零、啟動(dòng)（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。其間是通過80C51單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號并輸入到L298驅(qū)動(dòng)芯片來控制直流電機(jī)工作的。該直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成：設(shè)計(jì)輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)控制部分：主要由80C51單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。六、 調(diào)試與分析啟動(dòng)目標(biāo)系統(tǒng)，按正轉(zhuǎn)，然后接加速開關(guān)，我們觀察到電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，每按一次加速，電機(jī)的速度都要增加，此時(shí)如果按減速，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速慢慢地減小。同樣按反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鍵也看到同樣的結(jié)果，當(dāng)按停止鍵時(shí)，電機(jī)慢慢停下來。圖6.1是啟動(dòng)時(shí)的圖像，圖6.2是在正轉(zhuǎn)情況下的仿真結(jié)果，圖6.3是在反轉(zhuǎn)情況下的仿真結(jié)果。圖6.1圖6.2圖6.3七、 總結(jié)與心得經(jīng)過2個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多有用的東西，讓我對單片機(jī)和程序設(shè)計(jì)都有了新的理解。首先，對單片機(jī)的工作原理和具體的功能實(shí)現(xiàn)有了一個(gè)更高的認(rèn)識。對于硬件電路，以前只是大概了解，實(shí)驗(yàn)后對單片機(jī)的各個(gè)端口，寄存器都有了一個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識。其次，學(xué)會了程序編寫。程序編寫對于以后的學(xué)習(xí)都會有很大的幫助。另外，程序編寫還可以幫助理解單片機(jī)的硬件電路工作原理，一舉兩得。最后，學(xué)習(xí)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)會其電路的工作原理和程序編寫，更要學(xué)會一種學(xué)習(xí)的方法。對待以后的課程，要有一種細(xì)心的態(tài)度。這次實(shí)驗(yàn)留給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有堅(jiān)持不懈的精神。設(shè)計(jì)過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，這是對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。八、 致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，凝結(jié)了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。 首先，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。因此，感謝老師的耐心細(xì)致指導(dǎo)。其次，學(xué)校在這方面也給我們提供了很大的支持和幫助，每個(gè)設(shè)計(jì)小組配有專門的指導(dǎo)老師，幫助我們能順利完成整個(gè)設(shè)計(jì)。最后，還要感謝同學(xué)四年來對我的關(guān)心與支持，感謝各位老師在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求。同時(shí)也要感謝身邊朋友的熱心幫助，沒有你們的關(guān)心與支持，我不可能這么快完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)！這幾個(gè)月的歲月是我學(xué)生生涯中最有價(jià)值的一段時(shí)光，也將會成為我以后永遠(yuǎn)的美好的回憶。九、 參考文獻(xiàn)1楊永輝現(xiàn)代電子技術(shù)J 智能小車的多傳感器數(shù)據(jù)融合.20052何立民單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用J 基于HCS12的小車智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20073方建軍何廣平智能機(jī)器人M北京：化學(xué)工業(yè)出版社2004 4張立電子世界J電動(dòng)小車的循跡 2004 5滕志軍今日電子J基于超聲波檢測的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)20066徐科軍傳感器與檢測技術(shù)M北京：電子工業(yè)出版社，20077潘新民王燕芳微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)用教程M附件ORG 0000HSJMP DISPLAYORG 0003H LJMP BUTTON ORG 000BHLJMP DINGSHI RS EQU P3.0RW EQU P3.1E EQU P3.4ORG 0030H DISPLAY: SETB EA SETB EX0 SETB IT0 MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0FFH MOV TH0,#0FFHSETB ET0 CLR P0.5 CLR P0.6CLR P0.7SETB TR0 MOV DPTR,#TAB MOV 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