單片機課程設計-直流電機控制器程序設計

1、沈陽工程學院課程設計設計題目:直流電機控制器程序設計系 別 班級學生姓名 學號指導教師 職稱 起止日期：2010年12月27日起至2011年1月7日止沈陽工程禽院課程設計任務書課程設計題目：直流電機控制器程序設計系 別班級學生姓名 學號_指導教師職稱課程設計進行地點：任務下達時間：10年12月27日起止日期： 10年12月27日起至11年1月7日止教研室主任年 月 日批準1. 設計主要內(nèi)容及要求;編寫直流電機控制器程序。要求：1）具有PWM調(diào)速功能。2）可以固定值調(diào)速，也可以連續(xù)調(diào)速。3）能夠進行速度級別顯示。2. 對設計論文撰寫內(nèi)容、格式、字數(shù)的要求；（1）.課程設計論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設計

2、成果的載體，一般不應少于3000 字。（2）.學生應撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻 等。課程設計論文的結(jié)構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照沈陽工程學院畢業(yè)設計（論 文）撰寫規(guī)范執(zhí)行。應做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。（3）.論文要求打印，打印時按沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī) 范的要求進行打印。（4）.課程設計論文裝訂順序為：封面、任務書、成績評審意見表、中文 摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻。3. 時間進度安排;順序階段日期計劃完成內(nèi)容備注112月27日教師講解題目，學生查閱相關(guān)資料212月28日查閱相關(guān)資料、進行方案論證312月29日確定調(diào)速和顯示方法41

3、2 月 30、31日編寫程序51 月 4、5 R調(diào)試程序61月6日撰寫論文71月7日論文答辯沈陽工程學院單片機課程設計成績評定表系（部）：班級：學生姓名：_指導教師評審意見評價 內(nèi)容具體要求權(quán)重評分加權(quán) 分調(diào)研 論證能獨立查閱文獻，收集資料：能制左課程設計方案 和日程安排。0. 15432工作 能力 態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀律，岀勒情況是否良好，能 夠獨立完成設計工作，0.25432工作 量按期圓滿完成規(guī)龍的設計任務，工作量飽滿，難度 適宜。0.25432說明 書的 質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字 通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表 完備，書寫工整規(guī)范。0.5543

4、2指導教師評審成績 （加權(quán)分合計乘以12）分加權(quán)分合計指導教師簽名：年 月曰評閱教師評審意見評價 內(nèi)容具體要求權(quán)重評分加權(quán) 分查閱 文獻查閱文獻有一泄廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作 量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明 書的 質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字 通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表 完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評閱教師評審成績 （加權(quán)分合計乘以8）分加權(quán)分合計評閱教師簽名：年 月曰課程設計總評成績分中文摘要直流電動機以其良好的線性調(diào)速特性、簡單的控制性能、較高的效率、優(yōu) 異的動態(tài)特性，一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。但是模擬控制電

5、路有以下缺 陷:模擬電路容易隨時間漂移，會產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對噪聲敬感等。 在用了 PWM技術(shù)后，避免了以上的缺陷，實現(xiàn)了數(shù)字方式來控制模擬信號，可 以大幅度降低成本和功耗。PWM輸出脈沖占空比的變化，利用占空比的變化調(diào) 整加在電機電樞繞組上的電壓，改變電壓隨即改變電機電流，轉(zhuǎn)速依據(jù)電流的 大小來改變。脈寬調(diào)制（P刑0是利用數(shù)字輸出對模擬電路進行控制的一種有效技 術(shù)，尤其是在對電機的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量。系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn) 定精度等指標比較好;具有很強的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟；電樞電流 的脈動量小，容易連續(xù)，而且可以不必外加濾波電抗也可以平穩(wěn)丄作；系統(tǒng)的調(diào) 速范圉寬;

6、使用元件少、線路簡單。我的設計方案主要是通過控制定時器的初值, 實現(xiàn)占空比可調(diào)，還應用了單片機中的LCD顯示，定時器，外部中斷從而達到 學習、了解單片機相關(guān)指令在各方面的應用。它能實現(xiàn)的基本功能包括運行的 開啟與停止，連續(xù)調(diào)速，固定值調(diào)速，LCD顯示，并且實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速與固定值 調(diào)速之間的雙向切換功能。關(guān)鍵詞單片機,LCD顯示,PWM無極調(diào)速,外部中斷目錄課程設計任務書I沈陽工程學院Ill單片機 課程設計成績評定表Ill中文摘要IV1設計任務描述1設計題目：直流電機控制器程序設計112設計要求11.2.1設計目的12設計思路23設計方框圖34各部分程序設計及參數(shù)計算441PWM調(diào)速44. 2定時

7、器初始化： 44. 3連續(xù)調(diào)速54. 4連續(xù)調(diào)速跳轉(zhuǎn)到固定值調(diào)速64. 5固定值調(diào)速74. 6固定值調(diào)速跳轉(zhuǎn)到連續(xù)調(diào)速84. 7液晶顯示84.8燈循環(huán)亮104.9延時105單片機和主要電路簡介115. 1 C8051單片機簡介115. 2 PWM調(diào)速原理115. 3液晶顯示電路116程序流程圖137小結(jié)148致謝159參考文獻16附錄程序清單171設計任務描述1.1設計題目：直流電機控制器程序設計1.2.1設計目的熟練地應用C8051單片機，運用定時器，外部中斷和液晶顯示。采用PWM 調(diào)速是比較方便的。通過改變電機電樞電圧接通時間與通電周期的比值（占空比） 來控制電機速度。課程設計能夠?qū)⑺鶎W內(nèi)

8、容應用到實踐。1.2. 2基本要求1）具有PWM調(diào)速功能。2）可以固定值調(diào)速，也可以連續(xù)調(diào)速。3）能夠進行速度級別顯示。1.2.3發(fā)揮部分1）單片機外部中斷能控制電動機開啟與停止2）當開啟 PWM 脈沖時，LCD 顯示 welcome to this system3）LCD能夠?qū)崟r顯示電動機的當前轉(zhuǎn)速THE SPEED IS r/min4）LCD能夠顯示電動機的狀態(tài) 加速顯示up減速顯示down5）通過LED顯示燈的兩滅，可以知道現(xiàn)在的脈沖占空比的值6）可以實現(xiàn)電動機連續(xù)調(diào)速與固定值調(diào)速之間的雙向切換2設計思路調(diào)速信號的產(chǎn)生眾所周知，直流電動機轉(zhuǎn)速n可表示如下,=匕山K式中：U-電樞兩端的電壓

9、I-電樞電流R -電樞電路總電阻；-每級磁通量 k-0 電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)。 從式中可知，改變U、R等變量都可達到調(diào)速的H的，但最方便有效的調(diào)速方法是對電樞電壓U進行控制。設計方案是應用PWM脈沖寬度調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，通過改變電機電樞 電壓接通時間與通電周期的比值（占空比）來控制電機速度。即通過調(diào)節(jié)高低電平T的比值來調(diào)節(jié)占空比，可以用來個定時器TO, T1來實現(xiàn)，則占空比 =T + 7"0 當我們選擇定時方式1時，每次都要重裝初值，可以通過改變定時的重裝初值， 來改變定時器的定時時間，從而來改變占空比。1. 無級調(diào)速：選用了兩個定時器TO和T1,分別控制高電平和低電平，每次按下中斷

10、6, 定時器TO加100,定時器T1減100,每次按下中斷7,定時器T0減100,定時 器T1加100,這樣就實現(xiàn)了定時周期不變，占空比改變，高電平所占時間增加, 低電平所占時間減小，此時輸出電壓變大，若連接電動機，電動機處于加速狀態(tài)。 高電平所占時間減小，低電平所占時間增大，此時輸出電壓變小，若連接電動機, 電動機處于減速狀態(tài)。2. 固定值調(diào)速：在固定值調(diào)速過程中，每次按下中斷6,程序跳轉(zhuǎn)到不同初始值的設定程序, 執(zhí)行不同初始值的程序，轉(zhuǎn)速就不同，從而實現(xiàn)固定值調(diào)速。3. 液晶顯示:因為調(diào)速過程中一直保持周期不變，則高電平的時長與電流的大小成正比， 而高電平的時長，與定時器的初值有關(guān)，定時器

11、初值經(jīng)過運算后的結(jié)果發(fā)送給 LCD顯示，這樣可以使顯示的數(shù)值更接近實際轉(zhuǎn)速，而不是憑空想象，具有實際 用途。在每次加速的子程序后，把一個變量置1,然后在顯示程序中對這一位進 行判斷，若如果為1，則顯示up,不為1,則顯示down,從而能夠?qū)铀俸蜏p速在 液晶中顯示出來。同理，在液晶顯示程序中，對另一個變量進行判斷，可以再開 啟時顯示 welcome to this system4. 燈的顯示：在固定值調(diào)速的過程中每按下IT6,電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，當不同的燈亮 時，我們就可以知道現(xiàn)在占空比是多少，有利于觀察和調(diào)節(jié)占空比。5停止：在固定值調(diào)速中，按下INT6能跳轉(zhuǎn)到我設定的5個固定值，如果不按I

12、NT7, 再按下IT7時，電動機停轉(zhuǎn)。3設計方框圖、連續(xù)減速，固上值調(diào)速以及*外部中斷6電動機的開啟C8051F020 單片 機>電動機的停止和連續(xù)加速外部中斷7連續(xù)減速和固左值的切換*4各部分程序設計及參數(shù)計算4. 1定時器初始化：1) 選擇時鐘脈沖fosc= 16MHz并選擇12分頻，貝|JCKCON=OOH2) 選擇定時器TO和T1,定時器TO的中斷向量表是OOOBH,定時器T1的中斷向量表是OO1BH,工作方式1, TMOD=11H,初值相等，實現(xiàn)方波。3) 輸出端口為推挽方式4) we (0);顯示0轉(zhuǎn)/分5) while(l)：不斷循環(huán)執(zhí)行以下程序初始化部分程序：CKCO N

13、&=OXE7;/選擇 12 分頻TMOD=OX11;/選擇定時器0, 1和工作方式一OSCICN=0X07;/選擇系統(tǒng)時鐘 16MHZP00=0：/ 輸出端 口清零TH0=c3;/ 定時器 T0 賦初值TL0=c4;THl=cl;/定時器T1 賦初值TLl=c2;EA=1;/中斷總使能ET0= 1;/ 允許 TO 中斷ET1=1;/ 允許T1 中斷we(0) ;/ 顯示 0轉(zhuǎn)/分XBR2=0X40;/交義開關(guān)使能P1MDOUT=OXFF;/P1 口輸出方式為推挽EIE2=0X30;/中斷6, 7使能while(l);4.2方波脈沖的實現(xiàn)當按下INT6時，執(zhí)行TRO二1,從而開啟定時器T

14、0,當定時時間到了以后，跳 到中斷TIMEO,并且關(guān)掉T0,開啟T1；進入中斷TIME1后，并且關(guān)掉T1,開啟T0： 這樣不斷的循環(huán)，就出現(xiàn)了方波。/定時器中斷0/void time0() in term pt 1P00= 1;/端口輸出高電平TR0=0;/關(guān)閉定時器TOTH l=cl;/重裝初值TLl=c2;TR 1=1;/ 開啟定時器 T 1/定時器中斷 1 /void time 1() interrupt 3 P00=0;/端口醯出低電平TR 1 =0;/ 關(guān)閉定時器T1TH0二c3;/重裝初值TL0=c4;TR0= 1;/ 關(guān)閉定時器TO4. 3連續(xù)減速調(diào)速用c5來記錄當前的狀態(tài)，第一

15、次按INT6時，執(zhí)行easel,即開啟方波脈沖， 還執(zhí)行才C11二0,即液晶會顯示welcome to this system：第.次按INT6時，執(zhí)行case2,調(diào)用lianxujian()函數(shù)，并且調(diào)用we(c3), 顯示當前轉(zhuǎn)速;以下同理，第五次按INT6時,執(zhí)行cased,調(diào)用lianxujianO函 數(shù)，并且調(diào)用we(c3),顯示當前轉(zhuǎn)速；并且執(zhí)行c5=l；調(diào)回case2,繼續(xù)減速，從 而實現(xiàn)連續(xù)減速。void INT6 interrupt 18P3IF=0; /中斷標志位清零c5=c5+01;switch(c5) case l:TR0=l;/開啟定時TO, P0.0輸出方波 cl

16、1=0;/顯示 welcome to this system we(c3);/顯示當前轉(zhuǎn)速 for(i=0;i<=24000;i +);/延時程序break;case 2:lianxujian();we(c3);/顯示當前轉(zhuǎn)速 for(i=0;i<=24000;i+););break;case 3:lianxujian();we(c3);for( i=0: i <=24000; i+); break;case 4:lianxujian();we(c3);for (i; i <=24000; i +);); break;case 5:lianxujian();c5=l;/

17、c5置1,回到easel,實現(xiàn)連續(xù)加速we(c3);for(i ;i<=24000;i+);); break;4. 5固定值調(diào)速我所設計的程序中，有五個固定值，當?shù)竭_第五個固定值后，再按INT6,則 電動機停轉(zhuǎn)。在P30沒有接地時，當按INT7時，執(zhí)行c5=5,這之后第一次按下INT6 時，就回執(zhí)行case6,調(diào)用gudingzhi (n)函數(shù)，實現(xiàn)固定值調(diào)速。第二次按下INT6 時，就回執(zhí)行case7,調(diào)用gudingzhi (n)函數(shù)，實現(xiàn)固定值調(diào)速。第三次按下INT6 時,就回執(zhí)行case7,調(diào)用gudingzhi (n)函數(shù)，實現(xiàn)固定值調(diào)速。由于每次的n 值不同，就會有不同的占空

18、比。第六次按下INT6時，就回執(zhí)行casell,執(zhí)行TRO=O, TR1二0,從而關(guān)閉電動機。同時可以通過觀察燈的亮滅來，知道當前的占空比是 多少，當LED1亮時,占空比為10%；當LED3亮時,占空比為30%；當LED5亮時，占 空比為50%：當LED7亮時，占空比為70%：當LED全滅時，占空比為90%； 跳轉(zhuǎn)部分程序：case 6:gudingzhi(12);/占空比 10%we(c3);Pl 1=0:for(i=0;i<=18000;i+););break;case 7:gudingzhi(6);/占空比30%we(c3);P1I = 1;Pl 3=0;for(i=0;i<

19、=18000;i+);break;case 8:gudingzhi(O);/占空比50%we(c3);Pll = l;P13=l;P15=0;for(i=0;i<=20000;i+););break;case 9:gudingzhi(-6);/70%we(c3);Pll=l;P13=l;P15=l;P17=0;for( i=0: i<=20000; i+); break;case 10:gudingzhi(-12);/ 占空比90% we(c3);P17=l;for(i=0;i<=20000;i+););break;case 11:TR0=0;/ 關(guān)閉定時器TOTR1 =0;

20、/關(guān)閉定時器T1 c5=0;/回到連續(xù)加調(diào)速Pl6=0;for(i;i<=24000;i+); break;)4. 6固定值調(diào)速跳轉(zhuǎn)到連續(xù)調(diào)速由于P30接地，則P30=0,不會發(fā)生跳轉(zhuǎn)，每按INT7后，執(zhí)行if以后的語句， 實現(xiàn)固定值與連續(xù)減之間的切換；當P30沒有接地，即P30=l,則執(zhí)行else后的語 句：當電動機處于固定值狀態(tài)時，實現(xiàn)固定值與連續(xù)加速之間的調(diào)速；當處于連 續(xù)減的狀態(tài)時，就實現(xiàn)了連續(xù)減和連續(xù)加的切換。因此實現(xiàn)了連續(xù)加，連續(xù)減， 和固定值三者之間的調(diào)速。P30=0,當按下INT7時，會在C5=l和C5=5之間切換，再按INT6會實現(xiàn)固定 值與連續(xù)減之間的切換；P30=l

21、,每按下INT7時，執(zhí)行連續(xù)加速。從而實現(xiàn)固定值和連續(xù)減速到連續(xù) 加速的控制；轉(zhuǎn)換的部分程序如下：void INT7 internjpt 19 P3IF=0;if(P30=0)/當P30=0時，執(zhí)行這個程序c6=c6+01; III這個程序?qū)崿F(xiàn)連減和固定值調(diào)switch(c6) III!速的切換 case 1:P3IF=O;c5=l;/跳到連續(xù)減調(diào)速P30=l;/P30 端口置1we(c3);for(i=0:i<=9000;i+););break;case 2:P3IF=0;c5=5;/跳到固定值調(diào)速P30=l;/P30 端口置1c6=0;we(c3);(for(i=0;i<=90

22、00;i+););break;elseclO二clO+Ol;/當P3O=1時，實現(xiàn)連續(xù)加調(diào)速switch(clO) case 1 : P3IF=O;liannxujia();P3O=O;we(c3);for(i=0;i<=9000;i+););break;case 2: P3IF=O;liannxujia();we(c3);for(i=0;i<=9000;i+););break;case 3 : P3IF=O;liannxujia();cl0=0;we(c3);for(i=0;i<=9000;i+)4. 7液晶顯示當程序跳轉(zhuǎn)到某個固定值時，調(diào)用顯示與其對應的液晶顯示子程序。將

23、設定 的固定值轉(zhuǎn)化成對應的ASCII碼送入到數(shù)據(jù)口。把要顯示的數(shù)據(jù)送到P7口就可以 了，每次顯示前要刷新。部分程序如下：/顯示程序 /void we(int w)unsigned char xdata netdata10=4&49,50,51,52,53,54,55,56,57;unsigned char xdata ncedata7=32,32,114,47,109,105,110;unsigned char xdata ncfdata3=32J 17J 12);unsigned char xdata ncgdata5=32,100J 11,119,110;unsigned char

24、 xdata ncddata 13=84,84,72,69,32,83,80,69,69,6&32,73,83; unsigned char xdatanchdata 14=32,119,101,10&99,111J09,10132,116.111,32,32,32);unsigned char xdatancidata13= 32,32,116,104,105,115,32,115,121,115,116J01,109;static unsigned char datal;unsigned char Bedpoint;unsigned char lcddatacount;vo

25、id sysclk(void);void port(void);void lcd(void);void send(void);WDTCN=0XDE;WDTCN=0XAD;sysclk();port();lcd();if(cll=0) w=w+w+w;o=w% 10;/取各位 p=(w/10)%10;/ 取十位 q=w/100;/ 取百位lcdpoint=&ncddata;顯示 THE SPEED IS for(lcddatacount= 13;lcddatacount>0;lcddatacount)datal=*lcdpoint;P7=datal;P6=0x04;P6=0x05;

26、lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;x<500;x+);P7=OxcO;/ 實現(xiàn)換行功能P6=0x1;P6=0x0;for(x=0;x< 100;x+);lcdpoint=&netdatci;/ 顯示白位 for(lcddatacount=0;lcddatacount<=10;lcddatacount+) if(lcddatacount=q)datal=*lcdpoint;P7=datal;P6=OxO5;P6=0x04;lcdpoint+;)elselcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);lcdpo

27、int=&netdata;/ 顯示十位 for(lcddatacount=0;lcddatacount<= 10;lcddatacount+)if(lcddatacount=p)(datal=*lcdpoint;P7=datal;P6=OxO5;P6=0x04;lcdpoint+;)elselcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);)lcdpoint=&netdata;/ 顯示個位 for(lcddatacount=0;lcddatacount<= 10;lcddatacount+) if(lcddatacount=o)datal=*lcdpo

28、int;P7=datal;P6=OxO5;P6=0x04;lcdpoint+;)elselcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);lcdpoint=&ncedata;/顯示 r/minfor(lcddatacount=7;lcddatacount>0;lcddatacount)datal=*lcdpoint;P7=datal;P6=0x04;P6=OxO5;lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;xv500;x+);if(c9=l)/加速顯示 upIcdpoint 二&n cfdata;for(lcddatac

29、ount=3;lcddatacount>0;lcddatacount)data 1Icdpoint;P7=datal;P6=0x04;P6=0x05;lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;xv500;x+);)elselcdpoint=&ncgd ata;/ 減速顯示 downfor(lcddatacount=5;lcddatacount>0;lcddatacount)data 1Icdpoint;P7=datal;P6=0x04;P6=0x05;lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;xv5

30、00;x+);else lcdpoint=&nchdata;/顯示welcome tofor(lcddatacount= 14;lcddatacount>0;lcddatacount)datal=*lcdpoint;cl 0=0;P7=datal;P6=0x04;P6=0x05;lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;xv500;x+);P7=OxcO;P6=0x1;P6=0x0;lcdpoint=&ncidata;/顯示 this system for(lcddatacount=13;lcddatacount>0;lcdda

31、tacount) (datal=*lcdpoint;cll = l;P7=datal;P6=0x04;P6=OxO5;lcdpoint+;for(x=0;x< 100;x+);for(x=0;xv500;x+);void sysclk(void) OSCICN=0x05;void port(void)XBR0=0x00;P74OUT=0xf0;void Icd(void)P6=0x01;for(x=0;xv50;x+);P7=Ox3&P6=0x1;P6=0x0;for(x=0;x< 10;x+);P7=0x0e;P6=0x1;P6=0x0;for(x=0;xv50;x+);

32、P7=0x06;P6=0x1;P6=0x0;for(x=0;x< 100;x+);P7=0x01;P6=0x1;P6=0x0;for(x=0;x< 100;x+); )4.8連續(xù)加函數(shù)，連續(xù)減函數(shù)以及固定值函數(shù)void liannxujia()連續(xù)加調(diào)速函數(shù)，void lianxujian()連續(xù)減調(diào)速函數(shù)通 過改變定時器的初值，來改變定時器的定時器的定時時間的長短，從而來改變占 空比，但為了保證周期不發(fā)生變化，必須高電平增加多少，低電平就得減少多少, 為了使調(diào)速更細膩，每次低位減100,如果，CY二1,則高位減一；同理，每次低位 加100,如果，CY二1,則高位加l;void g

33、udingzhi (n)固定值調(diào)速函數(shù),每次T0 高位加n,每次T1高位減n； n是每次調(diào)用傳來的常量，從而實現(xiàn)了固定值調(diào)速。 部分程序如下：P3IF=O;c4=c4+100：/通過改變定時器的初值改變轉(zhuǎn)速if(CY=O)c3二c3+l;c2=c2-100;if(CY=l)c1 =c 1-1;c9=l;/控制顯示 upvoid lianxujian()/連續(xù)減調(diào)速函數(shù)P3IF=0;c4=c4-100;/調(diào)節(jié)高低電平時長if(CY=0)c3=c3-l;c2=c2+100;if(CY=l)c 1 =c 1 +1;c9=0;/ 控制顯示 downvoid gudingzhi(n)/固定值調(diào)速函數(shù)P3

34、IF=0;c3=c7-n;/調(diào)節(jié)高低電平時長cl=c7+n;5單片機和主要電路簡介5. 1 C8051單片機簡介C8051F020單片機是美國cygnal公司推出的完全集成的混合信號系統(tǒng)級Mcu芯片， 具有高速、流水線結(jié)構(gòu)。有64個數(shù)字L/0引腳,擁有與8051兼容的cIP-51內(nèi)核（可 達25MIPS）:片上資源豐富，包括：5個通用的16位定時器，5個捕捉/比較模塊 的可編程計數(shù)器/定時器陣列PCA； 12位100 ksps的8通道ADC和8位500 ksps的 ADC,兩個12位DAC,具有可編程數(shù)據(jù)更新方式；64X1于兒ASH存儲器,4352字節(jié)RAM, 可尋址64K字節(jié)地址空間的外部數(shù)

35、據(jù)存儲器接口，具有在系統(tǒng)重新編程能力，并 允許現(xiàn)場更新8051固件；片內(nèi)還有全速、非侵入式的系統(tǒng)調(diào)試接口、看門狗定時 器等。C8051F020是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)，所有模擬和數(shù)字外設均可山用戶同件 使能。支持觀察和修改存儲器、寄存器，支持斷點、觀察點.單步及運行和停機 命令。在使用JTAG調(diào)試時，所有的模擬和數(shù)字外設都可傘功能運行。山此看岀，C8051F020單片機具有豐富的片上硬件資源和極高的運算速度，能簡 化硬件電路，兒乎不需要系統(tǒng)擴展就可滿足控制系統(tǒng)對硬件資源的需求。因此采 用C8051F020單片機作為控制器，由其PCA提供PwM波形。5. 2 PWM調(diào)速原理PWM-脈沖寬度調(diào)制

36、技術(shù)，通過對微處理器輸出來的一系列數(shù)字脈沖的寬度進 行i周制，等效地獲得模擬電路所需要波形，從而實現(xiàn)對模擬電路控制的一種非 常有效的技術(shù)。沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果 基本相同。例如輸出正弦半波：用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波, 將止弦半波看成V個相連的脈沖序列，寬度相等但幅值不等；用矩形脈沖代替, 等幅不等寬，中點重合，面積（沖量）相等，寬度按止弦規(guī)律變化。當要改變等效 輸出正弦波幅值時，按同一比例改變各脈沖寬度即可。對小功率直流電機采用FwM調(diào)速是比較方便的。通過改變電機電樞電壓接通時間 與通電周期的比值（占空度）來控制電機速度。改變占空度的方法有3

37、種：（1）定 寬調(diào)頻法，保持tl不變,t2變化，這樣周期T隨之改變；（2）調(diào)寬調(diào)頻法，保持 t2不變,tl變化，這樣周期T也隨之改變；（3）定頻調(diào)寬法，使周期T不變，而 同時改變tl和t2。前兩種方法都改變了脈沖周期，當控制頻率與系統(tǒng)的同有頻 率接近時會引起振蕩，因此在直流電機控制中釆用定頻調(diào)寬法更為廣泛。在脈沖 作用下，當電機通電時速度加快，斷電時速度逐漸變慢，只要按一定規(guī)律改變通 斷電時間，即可實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制。5. 3液晶顯示電路液晶顯示屏是以5*8或5*11點陣組成的字符組。其主控制驅(qū)動電路為 HD44780 （HITACH）或其他公司的兼容電路，如SED1278 （SEIKOEP

38、SON）, KS0066 （SANSUNG）和NJU6408 （NER JAPAN RADIO）,都是將液晶顯示點陣和 驅(qū)動電路結(jié)合為一體的液晶顯示模塊（LCM）.對照液晶顯示模塊LCM與單片機的硬件接口電路圖，液晶顯示模塊電路可直 接與單片機C8051F020的I/O口P7和P6連接。P7做數(shù)據(jù)口 （D0-D7） , P6. 0, P6. 1, 和P6. 2用作LCD模塊的3條信號線RS, R/W和E控制LCD的讀/寫操作。LCD模塊編程要點如下：1. 用LCD模塊的3條信號線RS, R/W和E控制LCD的讀/寫操作。2. RS為寄存器選擇位，RS=1,選擇數(shù)據(jù)寄存器：RS二0,選擇指令寄存

39、器。3. E為使能信號，下降沿觸發(fā)。4. DO-D7是8位數(shù)據(jù)總線。5. VDD接+5V電源，VSS接地。LCD模塊的笫16引腳為背光控制線。短接J1的1, 2腳就能加上背光。6. 編寫LCD模塊的驅(qū)動程序時,應對照地址分配表和LCD模塊讀/寫時序圖。6程序流程圖7小結(jié)時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間為期兩個星期的單片機課程設汁已經(jīng)結(jié)束了。在這短 短的兩周時間里,我卻收獲很多東西，同時也深刻的體會到了自己知識的匱乏。 在掌握課本知識的基礎上，通過這次學習，充分的鍛煉了自己的動手能力，讓我 懂得了理論與實踐相結(jié)合的重要性。單片機課程從一開始我就感覺到了難度，所以認真的對待了這次課程設計， 一直沒有松懈，還好

40、的就是順利的完成老師交代的任務，但是還是感覺到了一些 壓力，時間對于我來說，有些緊張，在這兩周內(nèi)完成這一系列的任務，真的感覺 到了壓力。對直流電動機的控制這個任務，只是有一點思路。在圖書館里我還找 到了一些關(guān)于直流電動機的書籍，這讓我對直流電動機和PWM有了更深入的了 解。接下來就是編程序，我這次選擇用C語言編程，對于沒有用過C編程的我， 顯得有些困難，雖然開始做了一些準備，看了一些關(guān)于C語言編程的書，但理論 和實際是有差距的。例如全局變量，函數(shù)調(diào)用，以及液晶顯示的問題。在做液晶 顯示時，要看明白每一條語句的含義，否則就會出現(xiàn)顯示不刷新，顯示不換行， 以及不顯示等情況。在向老師的請教，同學的探

41、討中，不斷的去攻克一個一個難 題。這次課程設計中，我學會了做事要細心認真，同時這也是做好每一件事情的 前提。在周二那天，就是要完成顯示任務，我從早上開始就發(fā)現(xiàn)我的顯示器不能 夠刷新，這是讓人很頭疼的事，問了其他的同學都說沒問題，別人都顯示了。我 也著急了，從早上一直找到實驗室關(guān)門，發(fā)現(xiàn)竟然是一個括號的錯誤，在函數(shù)調(diào) 用時會有很多括號，后來自己都笑了，所以做事一定要細心，否則將事倍功半。單片機課程設計涉及到的知識點很多，深化了對單片機中的定時器，外部中 斷以及LCD顯示的理解，同時學了應用它們，對單片機在生活中的應用了有了 更廣泛了解。程設汁是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提岀，分析和解決實際

42、問題，鍛煉實踐能力的 重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程課程設訃這段時間里，我切身 體會到了學無止境這四個字的深刻含義。相信在以后的學習生活中，我都會更嚴 格的要求自己，通過這次學習實踐，使我對自己所學到的知識有了更進一步的認 識和理解。通過親手設計實踐，充分的體會到了學習的怎趣。也學到了很多關(guān)于 單片機的知識。相信，沒有什么事悄比學有所用更讓人高興的了，所以，這樣一 次既動手乂動腦的學習真的讓我們每個人都受益匪淺。8致謝在這次課程設計中，在短短的兩周內(nèi)，完成了為這樣復朵的任務，要歸功于 來自各個方面的幫助，我在這里表示由衷的感謝。首先，感謝呂老師和雷老師的大力支持和耐心的指導

43、。在發(fā)現(xiàn)程序有錯誤時, 我們都感覺到無從下手，感到很困難，通過與兩位老師交流，指導并讓我們能夠 繼續(xù)我們的課程設計。機器發(fā)生故障是常有的事，感謝雷老師為大家修機器，為 大家早開門，晚關(guān)門，給大家?guī)碓S多寶貴的時間。還要感謝我的同學們，感謝崔俊卿，李翠，申瀟雨等兒名同學在我無助的時 候給我提供的幫助，我接受很多大家的想法才能順利完成這次課程設訃的任務。 對我同學表示真摯的感謝。此時此刻也特別感謝學校圖書館的支持與鼓勵，為我們提供了大量的圖書資 源，同樣的網(wǎng)絡資源更是為大家查找資料帶來了方便。最后感謝學校給我們這次單片機課程設計的機會，它讓我們對數(shù)字電路有 了更深的了解，增強了我們的動手能力和應用

44、理論于實踐的通過兩周的單片機課 程設計，我不僅學到了很多新的單片機知識，擴大了自己的知識面，而且學到了 如何將理論知識與實際應用相結(jié)合。這將是我以后學習工作的最寶貴的一筆財 富，終身受益。9參考文獻1. 51系列單片機設計實例北京航空航天大學出版社，樓然苗李光飛 編著2. 8051單片機譚程設計實訓教材.清華大學岀版社，陳明熒 編著3. 單征計算機原理與應用西安大學出版社，何生輝 馮毛官4. 單征機應用與實訓教程西安電子科技大學出版社，張永楓 編著5. 單片機原理與應用及C51程序設計 清華大學出版社，謝維成 楊加國 編著6. 單片機初級教程 北京航空航天大學出版社，張迎新，附錄程序清單#in

45、clude <c8O51fO2O.h>sbit POO=POAO;sbit P1O=P1AO;sbit P11=P1A1;sbitP12=PlA2;sbit P13=P1A3;sbit P14=P1A4;/定義觀察開啟，停止，固定值，sbit P15=P1A5;/以及連續(xù)加減調(diào)速sbit P16=P1A6;sbit P30=P3A0;sbitP17=PlA7;/定義定時器初值unsigned char c 1 =0xf0,c2=0xb0,c3=0xf0,c4=0xb0; unsigned char c5=0,c6=0,c9,c 10,c7=0xf0,c8=0xb0; static

46、unsigned char datal;unsigned long x;int n,m,i,o,p.q,w=0;/函數(shù)聲明/void we(int);void liannxujia();void lianxujian();void gudingzhi(n);void yanshi();/主函數(shù)/void main() WDTCN=OXDE; /關(guān)看門狗WDTCN=OXAD;CKCO N&二 0XE7;/選擇 12 分頻TMOD=OX11;/選擇定時器0, 1和工作方式一 OSCICN=0X07;/選擇系統(tǒng)時鐘 16MHZP00=01/輸出端 口清零TH0=c3;/定時器0賦初值TL0=

47、c4;THl=cl;/定時器0賦初值TLl=c2;EA= 11/ 中斷總使能ET0=l;/ 允許 TO 中斷ET1=1;/ 允許 T1 中斷 we(0) ;/顯示 0轉(zhuǎn)/分 XBR2=0X40;/ 交義開關(guān)使能 P1MDOUT=OXFF;/P1 口輸出方式為推挽 EIE2=OX3O;/中斷6, 7使能while(l);/定時器中斷0/void time0() internjpt1 P00= 1;/端 口輸出 rS電平TR0=0;/ 關(guān)閉定時器TOTHl=cl;/重裝初值TLl=c2;TR1=1;/開啟定時器 T 1/定時器中斷 1 /void time 1() intenupt 3 P00=0

48、;/ 端 口輸出低電平TR1 =0;/ 關(guān)閉定時器T1TH0=c3;/ 重裝初值TL0=c4;TRO=1;關(guān)閉定時器TO/外部中斷6/void INT6 intenupt 18P3IF=0: /中斷標志位清零c5=c5+01;switch(c5) case 1:TRO=11/開啟定時TO, P0.0輸出方波 cl 1=0;顯示 welcome to this system we(c3);顯示當前轉(zhuǎn)速for(i=0;i<=24000;i+););/延時程序 break;case 2:lianxujian();we(c3);/ 顯示當前轉(zhuǎn)速for(i=0;i<=24000;i+);br

49、eak;case 3:lianxujian();we(c3);for( i=0; i <=24000; i+); break;case 4:lianxujian();we(c3);for(i;i<=24000;i+); break;case 5:Iianxujian();c5=l;/c5置1,回到easel,實現(xiàn)連續(xù)加速 we(c3);for(i ;i<=24000;i+););break;case 6:gudingzhi(12);/占空比 10%we(c3);Pl 1=0;for(i=0;i<=18000;i+);); break;case 7:gudingzhi(6

50、);/ 占空比30%we(c3);PI1 = 1;Pl 3=0;for(i=0;i<=18000;i+);); break;case 8:gudingzhi(O);/占空比50% we(c3);Pll = l;P13=l;Pl 5=0;for(i=0;i<=20000;i+); break;case 9:gudingzhi(-6);/70%we(c3);Pll=l;P13=l;P15=l;P17=0;for(i=0;i<=20000;i+);); break;case 10:gudingzhi(-12);/ 占空比90%we(c3);P17=l;for(i=0;iv=20000：i+); break;case 11:TR0=0;/ 關(guān)閉定時器TO TR 1=0;/ 關(guān)閉定時器T1 c5=0;/回到連續(xù)加調(diào)速 Pl 6=0;for(i;i<=24000;i+);); break;1)/外部中斷 7/void INT7 internjpt 19P3IF=0;if(P3O=O)/當P30=0時，執(zhí)行這個程序c6=c6+01;這個程序?qū)崿F(xiàn)連續(xù)加和固定值調(diào)switch(c6)/速的切換 ca