單片機(jī)課程方案設(shè)計(jì)書(溫度控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)

1、2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)溫度控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2.2 設(shè)計(jì)要求（ 1）、本題目由學(xué)號(hào)為的學(xué)生完成。（2）、使用AT89C51 單片機(jī)為核心，使用4 位集成式數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度，溫度傳感器使用DS18B20 ，使用L298驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。（3）、用4 位集成式數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度，當(dāng)溫度在時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)在L298 驅(qū)動(dòng)下加速正轉(zhuǎn)，溫度在全速正轉(zhuǎn)；當(dāng)溫度時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)加速反轉(zhuǎn)，溫度時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)全速反轉(zhuǎn)；溫度之間時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）、控制程序在Keil 軟件中編寫，編譯，整個(gè)控制電路在Proteus 仿真軟件中連接調(diào)示。3 本課程設(shè)計(jì)的意義直流電動(dòng)機(jī)作為一種高效率速度控制電動(dòng)機(jī)引

2、人注目、但市場(chǎng)的知名度還小高。許多用戶在設(shè)備用電動(dòng)機(jī)的選擇上經(jīng)常出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象。比如為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的功能、當(dāng)變頻器控制的異步電動(dòng)機(jī)滿足不了要求時(shí)就盲目的選用昂貴的伺服電動(dòng)機(jī)、其中有些情況完全可以用價(jià)格較低的直流電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制，控制靈活性和適應(yīng)性好，無(wú)零點(diǎn)漂移，控制精密高，可提供人機(jī)界面，多機(jī)聯(lián)網(wǎng)工作。采用智能功率電路驅(qū)動(dòng)比傳統(tǒng)的分立功率器件組成的驅(qū)動(dòng)體積小，功能強(qiáng)；減少了電路元器件數(shù)量，提高了系統(tǒng)的可靠性；控制電路哈爾功率電路集成在一起，使監(jiān)控更容易實(shí)現(xiàn)；集成化使電路的連線減少，減少了布線電容和電

3、感以及信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí)，增加了系統(tǒng)抗干擾的能力；集成化使系統(tǒng)成本大大降低。4 應(yīng)用軟件介紹4.1 Proteus 仿真軟件Proteus 是一款 Labcenter 出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC ，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。該軟件的特點(diǎn)：（ 1）全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。（ 2）具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS一232動(dòng)態(tài)仿真、1 C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。目

4、前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、 PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、 HC11系列以及各種外圍芯片。支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大，可仿真51、 AVR 、 PIC。4.2 Keil 軟件Keil C51 是美國(guó)Keil Software 公司出品的51 系列兼容單片機(jī)C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的

5、集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。5 keil 軟件編寫5.1 BS18B20 溫度采集溫度采集初始化void dsreset(void)uint i 。DS=1 。i+ 。DS=0 。i=103 。while(i>0)i- 。DS=1 。i=4 。while(i>0)i- 。DS=1 。寫命令控制溫度傳感器void tmpwritebyte(uchar dat)uint i 。uchar j。

6、bit testb。for(j=1 。 j<=8 。j+)testb=dat&0x01 。dat=dat>>1 。if(testb)/write 1DS=0 。i+ 。 i+ 。DS=1 。i=8 。 while(i>0)i- 。elseDS=0 。i=8 。 while(i>0)i- 。 /write 0DS=1 。i+ 。 i+ 。讀數(shù)據(jù)賦值給datbit tmpreadbit(void)uint i 。bit dat 。DS=1 。DS=0 。 i+ 。 i+ 。DS=1 。 i+ 。dat=DS。i=8 。 while(i>0)i- 。ret

7、urn (dat) 。uchar tmpread(void)uchar i,j,dat 。dat=0。for(i=1 。 i<=8 。i+)j=tmpreadbit() 。dat=(j<<7)|(dat>>1) 。return(dat) 。數(shù)據(jù)處理即判斷溫度正負(fù)uint tmp()float tt 。uchar a,b,b1。dsreset()。delay(1)。tmpwritebyte(0xcc) 。tmpwritebyte(0xbe) 。a=tmpread() 。b=tmpread() 。temp=b。b1=b 。temp<<=8 。temp=te

8、mp|a。if(b1<8)flag+=1 。tt=temp*0.0625 。temp=tt*10+0.5 。dis_buf0=0 。elseflag-=1 。temp=temp。temp=temp+1 。tt=temp*0.0625 。temp=tt*10+0.5 。dis_buf0=0x40 。return temp 。5.2 數(shù)碼管顯示采集的溫度將采集后轉(zhuǎn)化的溫度對(duì)數(shù)組賦值void display(uint temp)uchar A1,A2,A3 。A1=temp/100 。A2=temp%100/10 。A3=temp%10 。t=A1*10+A2 。dis_buf3 = tabl

9、eA3。dis_buf2 = table1A2。dis_buf1 = tableA1。用定時(shí)器T1 調(diào)用溫度采集函數(shù)進(jìn)行溫度采集void timer1() interrupt 3TH1=(65536-20000)/256 。TL1=(65536-20000)%256 。tmpchange()。display(tmp() 。用定時(shí)器T0 將處理后的溫度用數(shù)碼管顯示void timer0() interrupt 1TH0 = (65536-500)/256 。TL0 = (65536-500)%256 。P2=0xff 。P0=dis_bufdis_index 。P2=dis_digit 。dis

10、_digit = _crol_(dis_digit,1)。dis_index+ 。dis_index &= 0x07 。5.3 判斷電機(jī)旋轉(zhuǎn)情況if(flag=1)flag=0 。if(t>=75)Turn_z() 。elseif(t>=45)Turn_zj() 。elseif(t>10)Turn_t() 。elseTurn_fj() 。elseif(flag=-1)flag=0 。Turn_f() 。6 Proteus 仿真6.1 Proteus 中各元件的元件圖截圖截圖截圖直流電動(dòng)機(jī)截圖晶體管截圖6.2 芯片功能控制芯片ENA 為 IN1 、 IN2 的控制使能端

11、，本次設(shè)計(jì)用OUT1 、OUT2 作為輸出控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于正反轉(zhuǎn)換相時(shí)會(huì)產(chǎn)生飯香電壓為保護(hù)LM298 用圖中二極管來(lái)起到保護(hù)作用。IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)XX0停止101正轉(zhuǎn)011反轉(zhuǎn)6.2.2 DS18B20 時(shí)序圖即簡(jiǎn)介VCC 接 +5V 、 GND 接地。 DQ 為總線接單片機(jī)P1.6 口DS18B20 初始化DS18B20 寫入DS18B20 讀出6.3 Proteus 仿真電路仿真圖（未運(yùn)行狀態(tài)）溫度大于75溫度大于45 小于 75溫度大于10 小于 45溫度大于0 小于 10溫度小于07 結(jié)論通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，我掌握了編譯程序的原理以及步驟，還有編譯程序工作的基本過(guò)程及其各階段的基本任務(wù)，熟悉了編譯程序總流程框圖，構(gòu)造工具及其相關(guān)的技術(shù)。課本上的知識(shí)是機(jī)械的，抽象的。全速正轉(zhuǎn)；當(dāng)溫度時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)加速反轉(zhuǎn)，溫度時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)全速反轉(zhuǎn)；溫度之間時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)參考文獻(xiàn)1 辜承林，陳喬夫. 電機(jī)學(xué) .華中科技大學(xué)出版社.20102 徐瑋 . C51 單片機(jī)高效入門 . 機(jī)械工業(yè)出版社 .20073 吳金戌 . 沈慶陽(yáng)，