電子創(chuàng)新設計實驗報告

1、中國海洋大學課程設計報告設計制作一臺微型程控攪拌器 專業(yè)年級： 2014級通信工程指導教師： 谷健 設計人： 張志誠修洋計日期：2017年8月23日摘要本設計是制作一臺微型程控攪拌器，采用AT89S52單片機來控制電機的正轉、反轉、加速轉、減速轉，以及與紅黃綠三種顏色的LED燈的交替變亮、閃爍相互配合。采用PWM進行調速，全部通過單片機控制，達到智能操控的效果。關鍵字：AT89S52；PWM；單片機控制目錄1 設計題目41.1任務41.2設計要求41.3說明41.4設計提示52系統(tǒng)方案選擇52.1單片機選擇52.2電機制動52.3電機正反轉5

2、3系統(tǒng)原理框圖63.1 LED燈指示電路63.2電機運轉電路63.3 AT89S52單片機64軟件流程75總結10附錄：101 設計題目1.1任務設計和制作一個由程序控制的微型攪拌器，它按照一定的攪拌程序控制電機作正向和反向的轉動。定時器采用單片機設計制作，來控制微型攪拌器做如下運轉：打開電源1s后：電機高速正傳5s，暫停1s,電機高速反轉5s，暫停1s電機低速正傳10s，暫停1s,電機低速反轉10s，暫停1s電機高速正傳5s，暫停1s,電機高速反轉5s，電機停轉，攪拌結束。1.2設計要求（1） 攪拌器打開電源開始1秒內，所有燈亮。（2） 攪拌器電機高速正轉時綠指示燈亮，其它燈滅。（3） 攪拌

3、器電機高速反轉時紅指示燈亮，其它燈滅。（4） 攪拌器電機低速正轉時綠指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。（5） 攪拌器電機低速反轉時紅指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。（6） 攪拌器電機暫停時黃色指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。（7） 攪拌器電機停轉時所有燈滅。1.3說明（1） 攪拌器電機采用3V小型直流電機。（2） 三色指示燈采用紅黃綠三種顏色的發(fā)光二極管。（3） 電機和指示燈驅動電壓不要超過3V。（4） 攪拌頭可采用塑料圓珠筆芯插上折疊90度制作。1.4設計提示可以利用51單片機最小系統(tǒng)加驅動控制單元來實現(xiàn)。電機驅動控制單元和指示燈可選用繼電器控制或者H橋電路控制。高低電平變換

4、控制可選用三極管控制。調速可采用PWM調速。2系統(tǒng)方案選擇2.1單片機選擇選擇AT89S52單片機，該芯片I/O口較多，能夠達到調速、控制LED燈的亮滅和正反轉的要求，價格相對便宜，在此非常合適。2.2電機制動根據(jù)單片機的端口輸出電平來決定，當單片機輸出為低電平的時候，利用電磁繼電器的開關功能來控制電機的導通和截止2.3電機正反轉根據(jù)單片機的端口輸出電平來決定，根據(jù)輸出的高低電平來控制電機的正轉和反轉。3系統(tǒng)原理框圖紅黃綠LED的交替電機調速AT89S52電機正轉、反轉對于電路的搭建，我們采用兩組電路來實現(xiàn)功能，分別為LED燈指示電路和馬達運轉電路。3.1 LED燈指示電路單片機左端為LED燈

5、指示電路，每個LED燈都串接一個100電阻，用來對5V電源進進行分壓，保證LED燈正常工作。每個LED燈接單片機的輸出信號。燈光指示原理為：當單片機輸出高電平時，LED燈兩端電壓不足，為熄滅狀態(tài)；當單片機輸出低電平時，LED燈正常工作，為常亮狀態(tài)。3.2電機運轉電路 由于單片機輸出信號的電流較小，所以采用晶體管對其進行放大，然后使用一個繼電器構成H橋電路對電機實現(xiàn)正轉和反轉；用另一個繼電器對電機實現(xiàn)開和關。3.3 AT89S52單片機AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C5

6、1 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。4軟件流程系統(tǒng)的軟件設計采用C語言編程實現(xiàn)各項功能,采用keil編寫C語言代碼，然后運用proteus進行電路仿真，觀察仿真結果并進行調整。開始定義端口，初始化低速正轉函數(shù)高速正轉函數(shù)暫停函數(shù)復位函數(shù)低速反轉函數(shù)高速反轉函數(shù)Protues電路圖：仿真軟件截圖：電路板實物圖5總結本系統(tǒng)以單片機AT89S52芯片為核心部件，利用其輸出的高低電平來操控LED的亮滅轉換以及電機的正轉、反轉、減速轉

7、、暫停，最終完成微型程控攪拌器的任務。在軟件設計的過程中，力爭使用程序的模塊化，自上而下進行程序設計，使得程序盡量簡潔易懂，易修改。在電路板的焊接之前，我們先使用Proteus進行軟件仿真，在仿真的過程當中，我們發(fā)現(xiàn)了諸多問題，比如LED燈的亮滅時間與實際不符，電機無法實現(xiàn)反轉等等，但在最后我們都將此問題一一解決。在電路板焊接完成后，在調試的過程中，我們也發(fā)現(xiàn)并遇到了許多問題，比如接地端沒有共地，單片機電流輸出不足，無法驅動電路等等。 通過這次的實驗課，我們真正做到了理論與實踐相結合，對單片機的知識又了解了許多，對單片機的硬件結構的研究和軟件的編程的興趣增加了很多，培養(yǎng)了團隊合作意識，提升了自

8、己的素質，鍛煉了自己，結識了其他班的同學，熟悉了對一項課題研究、設計和實驗的過程。這將會在我們今后的學習和工作中起到很大的幫助。附錄：程序設計：思路：采用延時函數(shù)，以及51單片機的5個I/O口輸出的信號來提供高低電平信號，操控外部電路，來實現(xiàn)燈的亮滅以及電機的正反轉和延時。代碼部分：#include <reg52.h>sbit RED=P10;/定義輸出口sbit YELLOW=P11;sbit GREEN=P12;sbit RUN=P13;sbit PAUSE=P14;void delay(unsigned int num) /延時1sunsigned int i;for(i=n

9、um*110*1000;i>0;i-)void delayms(unsigned int num) /延時1msunsigned int i;for(i=num*110;i>0;i-)void highRUNpostive()/高速正轉unsigned int i;RUN=1;RED=1;YELLOW=1;GREEN=0;for(i=0;i<=5;i+)delay(1);void highRUNnegative()/高速反轉unsigned int i;RUN=0;RED=0;YELLOW=1;GREEN=1;for(i=0;i<=6;i+)delay(1);void

10、lowRUNpostive()/低速正轉unsigned int j=0;GREEN=0;RED=1;YELLOW=1;RUN=1; for(j=0;j<19;j+)GREEN=!GREEN;RUN=1;delayms(800);PAUSE=1;delayms(200);PAUSE=!PAUSE;void lowRUNnegative()/低速反轉unsigned int j=0;unsigned int k=0;RED=0;GREEN=1;YELLOW=1;RUN=0;for(j=0;j<19;j+)RED=!RED;RUN=0;delayms(800);PAUSE=1;dela

11、yms(200);PAUSE=!PAUSE;void reset()/重置函數(shù)RED=1;YELLOW=1;GREEN=1;RUN=0;PAUSE=0;void pause()/電機暫停unsigned int j=0;YELLOW=0;GREEN=1;RED=1;RUN=0;PAUSE=1;delayms(500);YELLOW=1;void main()unsigned int i=0;RED=0;YELLOW=0;GREEN=0;RUN=0;for(i=0;i<1;i+)delayms(1);PAUSE=1;delayms(999);PAUSE=!PAUSE;highRUNpostive();