單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)院 （系）專(zhuān) 業(yè)年 級(jí)姓 名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師 年 月曰電子信息工程專(zhuān)業(yè)09級(jí)學(xué)生單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(chēng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：1. 基本要求(1) 米用PW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(xiě)相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。(4) 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告3. 撰寫(xiě)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，

2、應(yīng)將全部?jī)?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(yǔ)言簡(jiǎn)練、文子通暢，子跡工整。報(bào)告書(shū)以 A4紙打印，裝訂成冊(cè)(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PWMB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(xiě)相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。(4) 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告3. 撰寫(xiě)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，

3、應(yīng)將全部?jī)?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(yǔ)言簡(jiǎn)練、文字通暢，字跡 工整。報(bào)告書(shū)以A4紙打印，裝訂成冊(cè)(文字不少于3000字)。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(guò)單片機(jī)控制，C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)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12. 方案二如圖2,元件較少，電路簡(jiǎn)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)PW調(diào)速方案如圖1.1所示：圖1.12方案說(shuō)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

4、及 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。采用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤(pán)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(lèi)，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(cè)速發(fā)電機(jī)（將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)）、直流伺服電動(dòng)機(jī)（將控制 信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械信號(hào)）。2.2直流電機(jī)的中斷鍵盤(pán)控制模塊221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EXO對(duì)應(yīng)IN

5、TO, EX1對(duì)應(yīng)INT1，EA為中斷的總開(kāi)關(guān), 若要開(kāi)放外部中斷，只要將IE對(duì)應(yīng)的位和總開(kāi)關(guān)EA置1即可。女口：開(kāi)放外部中斷0的設(shè)置：SETB EXOSETB EA開(kāi)放外部中斷0和1的設(shè)置：SETB EXOSETB 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勺IT位有關(guān)。TF1TR1TFOTROIE1IT1IEOITO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 ITX = 1,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

6、式。（3）外部?jī)?yōu)先級(jí)設(shè)置外部中斷INO、INT1的中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置是通過(guò)設(shè)置IP寄存器實(shí)現(xiàn)的，IP 的PXO對(duì)應(yīng)INTO，PX1對(duì)應(yīng)INT1。PX置1為高級(jí)中斷，PX為0為低級(jí)中斷。XXXPSPT1PX1PT0PX0222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) XI、X2、X3、X4 X5為外部警情信號(hào)，X1代表是加速信號(hào)，X1=0表示加速；X2代表減速信號(hào)，X2=0表示減速；X3代表正轉(zhuǎn)信號(hào)，X3=0表示正轉(zhuǎn)；X4代表反轉(zhuǎn)信號(hào)，X4=0表示反轉(zhuǎn)；X5代表停止信號(hào)，X5=0表示停止處理（Illi生 減速匸轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止圖2.1當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有中斷請(qǐng)求時(shí)，響應(yīng)如下中斷服務(wù)流程圖2.2加速操作

7、，RETI刁 減速操作，正轉(zhuǎn)操作，-反轉(zhuǎn)操作，RETIRETIRETI停止操作，RETI圖2.2四、總原理圖及元器件清單1.原理圖XtAlLPClOJiDO PQl AD PM AD：XTA13訊心 P04AD4 P0J1D5 Pd5 ADSK5TP1D AE 帥IM Pl 2 A 科EJLSWPUill>s£nKi 4 AUALEPS.00P15 ABF 'A15PIQT2PIE卻FLJ.TX3 LWPL lEOP3 : KID鞏 JCEffiPL*.曲1P3ATDP l E CEQP3ET1Pl.5.0PlSHlt5L*AT6K5L Efn2.元件清單元件序號(hào)名稱(chēng)型

8、號(hào)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(kāi)關(guān)5五、軟件部分直流電機(jī)PWMS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(kāi)關(guān)通過(guò)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

9、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(guò) 80C51單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的 脈沖信號(hào)并輸入到L298驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)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(pán)來(lái)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。初始代irSrwil |計(jì)垃寄存陸清零預(yù)定值su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(kāi)關(guān)，我們觀察到電機(jī)開(kāi)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

10、鍵時(shí)，電機(jī)慢慢停下來(lái)。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。RP1+12VIJ1l£jXTkL1PDWADDJfljKTW12PD.1M1 PDL2MD2 PDJRD3斗R9T嘰闕4 PDAHOS PDJ&Mfi PDLTjMDI3FSEN-陰晦 ?Z1M P231D P2Jj»1I5AL£P2.UA12HI .ea"P2J5A131piaP2JKffll4P2.W15P3J3fi<D2F1 1I3.VTKD3_P12P32rimTJ.PI 3psiStF-5-J E :IP1J.F7

11、.4HHP15MT1F1£FJfittJH-B_MFPHOGRftll-TliTW HEKJisJiim7| C7zn-.tU2Drd/-1NUD31H<D32i ftRg1TMCC眉IK2TT«iH3INi0UT2EHA旦om弓EKSflQND弭04L-KHiNumJi聯(lián)】IS園-i 91叩欣如btK圖6.2D11N4003<TEXT>D31N4003-29.6D41N4003<TEXT>D21N4003圖6.3七、總結(jié)與心得經(jīng)過(guò)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(duì)單片機(jī)和程序 設(shè)計(jì)都有了新的理解。首先，對(duì)單片機(jī)的工作原理和具體的

12、功能實(shí)現(xiàn)有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。對(duì)于硬件電路，以前只是大概了解，實(shí)驗(yàn)后對(duì)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(shí)。其次，學(xué)會(huì)了程序編寫(xiě)。程序編寫(xiě)對(duì)于以后的學(xué)習(xí)都會(huì)有 很大的幫助。另外，程序編寫(xiě)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(huì)其電路的工作原理和程序編寫(xiě)，更要學(xué)會(huì)一種學(xué)習(xí)的方法。對(duì)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(guò)程， 好比是我們?nèi)祟?lèi)成長(zhǎng)的歷程，常 有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)的 過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足

13、之處，這是對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)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(méi)有他們的 幫助，我將無(wú)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(méi)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(zhuān)門(mén)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(lái)對(duì)我的關(guān)心與支持， 感謝各位老師在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán) 格要求。同時(shí)也要感謝身邊朋友的熱心幫助， 沒(méi)有你們的關(guān)心與支持，我不可能

14、 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(huì)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(chē)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(chē)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.20044 張立.電子世界J.電動(dòng)小車(chē)的循跡.2004 滕志軍.今日電子J.基于超聲波檢測(cè)的倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì).2006 徐科軍.傳感器與檢測(cè)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ORG0000HSJMPDISPLAYORG0003

15、HLJMPBUTTONORG000BHLJMPDINGSHIRS EQU P3.0RW EQU P3.1E EQU P3.4ORG0030HDISPLA Y:SETBEASETBEXOSETBIT0MOVTMOD,#01HMOVTL0,#0FFHMOVTH0,#0FFHSETBET0CLR P0.5CLR P0.6CLR P0.7SETBTR0MOVDPTR,#TABMOVR0,#00HMOVR1,#16MOVR3,#00HMOVLP9:R4,#00HLCALL CHUSHILP2:ACALL BUSYMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC

16、DPTRDJNZ R1, LP2LP3:CJNE R3,#00H,LP4CJNE R4,#00H,LP4SJMP LP3LP4: MOV R7,#00HMOV R5,#09HACALL BUSYMOV P1,#0C0HACALL ENABLEMOV DPTR,#MMTABACALL BUSYLP5:MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AINC DPTRACALL DATASACALL BUSYDJNZ R5,LP5MOV DPTR,#STABMOV A,R2MOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P1,

17、AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASLP8:CJNE R7,#00H,LP7LJMP LP8LP7:SJMP LP4CHUSHI:ACALL BUSYMOV P1,#00000001BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00111000BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00001111BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00000110BACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#80HACALL ENABLERE

18、TENABLE:SETB ECLR RSCLR RWCLR ERETDATAS:SETB ESETB RSCLR RWCLR ERETBUS Y:CLR EMOV P1,#0FFHCLR RSSETB RWSETB EJB P1.7,BUS YRETORG 2000HDINGSHI:CPL P0.7JNB P0.7,Z1MOV A,#0FFHSUBB A,R0MOV TH0,ASETB TR0RETIZ1: MOV TH0,R0SETB TRORETIBUTTON:PUSH ACCCLR EXOCLR EAINC R7 ;MOV A,#0FFHMOV P2,AMOV A,P2JNB ACC.0,AA0JNB ACC.1,KK0JNB ACC.2,ZZJNB ACC.3,FFJNB ACC.4,WW0AJMP QQAA0: CJNE R0,#0FFH, AA1AJMP QQAA1: MOV A,R0ADD A,#5MOV R0,AAJMP QQKK0: CJNE R0,#00,MMAJMP QQMM: MOV A,R0SUBB A,#5MOV R0,AAJMP QQQQ: MOV A,R0MOV B,#5DIV ABMOV B,#10D