单片机直流电机调速系统.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流单片机直流电机调速系统【精品文档】第 18 页单片机课程设计报告题目： 单片机直流电机调速系统 院 （系） 专 业 年 级 姓 名 学 号 指导教师 年 月 日电子信息工程专业09级学生单片机原理课程设计任务书课程设计题目十、单片机直流电机调速系统指导教师职称设计任务和要求：1基本要求(1) 采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速(2) 具有手动速度调整按键（速度+速度-）2.设计步骤(1) 使用Proteus按设计要求绘制电路图。(2) 按要求编写相应程序。(3) 使用Proteus仿真程序，对程序进行调试。(4) 撰写课程设计报告3撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后，应将全部内容以先后顺序写成设计报告一份，阐述整个设计内容，要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹工整。报告书以A4纸打印，装订成册（文字不少于3000 字）。单片机直流电机调速系统一、 设计任务与要求1.基本要求(1)采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速(2)具有手动速度调整按键（速度+速度-）2.设计步骤(1) 使用Proteus按设计要求绘制电路图。(2) 按要求编写相应程序。(3) 使用Proteus仿真程序，对程序进行调试。(4) 撰写课程设计报告3.撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后，应将全部内容以先后顺序写成设计报告一份，阐述整个设计内容，要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹工整。报告书以A4纸打印，装订成册（文字不少于3000 字）。二、 方案设计与论证1.方案一如图1所示，系统以89C51单片机为核心，通过单片机控制，C语言编程实现对直流电机的平滑调速。可看出此方案电路图复杂，所用元件多，容易出错。图1 2.方案二如图2，元件较少，电路简单、直观。且此电路能实现正反转、加减速功能。综上所述，选择方案二较好。三、 单元电路设计1系统组成直流电机PWM调速方案如图1.1所示： 图1.12方案说明直流电机PWM调速系统以AT89C2051单片机为控制核心，由命令输入模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制。2.1直流电机驱动模块主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。直流电机可按其结构、工作原理和用途等进行分类，其中根据直流电机的用途可分为以下几种：直流发电机（将机械能转化为直流电能）、直流电动机（将直流电能转化为机械能）、直流测速发电机（将机械信号转换为电信号）、直流伺服电动机（将控制信号转换为机械信号）。2.2直流电机的中断键盘控制模块2.2.1 外部中断设置（1）外部中断允许设置中断控制寄存器IE的EX0对应INT0，EX1对应INT1，EA为中断的总开关，若要开放外部中断，只要将IE对应的位和总开关EA置1即可。如：开放外部中断0的设置：SETB EX0SETB EA开放外部中断0和1的设置：SETB EX0SETB EX1SETB EA（2）外部中断触发方式设置单片机外部中断有两种触发方式，一种是电平触发方式，另一种是脉冲触发方式，单片机外部中断触发方式与TCON的IT位有关。 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0电平触发设置方法：CLR ITX，为低电平触发方式。脉冲触发设置方法：SETB ITX1，为脉冲下降沿触发方式。在使用外部中断时，如果不进行设置，则为电平触发方式。（3） 外部优先级设置 外部中断IN0、INT1的中断优先级的设置是通过设置IP寄存器实现的，IP的PX0对应INT0，PX1对应INT1。PX置1为高级中断，PX为0为低级中断。×××PSPT1PX1PT0PX02.2.2外部中断扩展方法在图2.1为外部中断扩展方法，设X1、X2、X3、X4、X5为外部警情信号，X1代表是加速信号，X1=0表示加速；X2代表减速信号，X2=0表示减速；X3代表正转信号，X3=0表示正转；X4代表反转信号，X4=0表示反转；X5代表停止信号，X5=0表示停止处理。 图2.1当系统检测到有中断请求时，响应如下中断服务流程图2.2。图2.2四、 总原理图及元器件清单1.原理图图22.元件清单元件序号名称型号数量1单片机AT89C5112二极管1N400343电阻34直流电机MOTOR-ENCODER15电机驱动芯片L29816排阻RESPACK-817开关5五、 软件部分直流电机PWM调制控制系统具有加速、减速、正转、反转、停止控制功能。操作开关通过中断控制直流电机的加速、减速、正转、反转、停止控制功能。振荡、时钟电路和复位电路由80C51单片机内部给出。主体电路：即直流电机PWM控制模块。这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小和了解电机的转向，能够很方便的实现电机的智能控制。其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续功能。其间是通过80C51单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298驱动芯片来控制直流电机工作的。该直流电机PWM控制系统由以下电路模块组成：设计输入部分：这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。设计控制部分：主要由80C51单片机的外部中断扩展电路组成。六、 调试与分析启动目标系统，按正转，然后接加速开关，我们观察到电机开始运转，每按一次加速，电机的速度都要增加，此时如果按减速，则电机的转速慢慢地减小。同样按反转转键也看到同样的结果，当按停止键时，电机慢慢停下来。图6.1是启动时的图像，图6.2是在正转情况下的仿真结果，图6.3是在反转情况下的仿真结果。图6.1图6.2图6.3七、 总结与心得经过2个星期的课程设计，学到了很多有用的东西，让我对单片机和程序设计都有了新的理解。首先，对单片机的工作原理和具体的功能实现有了一个更高的认识。对于硬件电路，以前只是大概了解，实验后对单片机的各个端口，寄存器都有了一个比较系统的认识。其次，学会了程序编写。程序编写对于以后的学习都会有很大的帮助。另外，程序编写还可以帮助理解单片机的硬件电路工作原理，一举两得。最后，学习单片机实验不仅是学会其电路的工作原理和程序编写，更要学会一种学习的方法。对待以后的课程，要有一种细心的态度。这次实验留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有扎实的理论基础，还要有坚持不懈的精神。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，这是对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。八、 致谢这次毕业设计，凝结了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。因此，感谢老师的耐心细致指导。其次，学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮助，每个设计小组配有专门的指导老师，帮助我们能顺利完成整个设计。最后，还要感谢同学四年来对我的关心与支持，感谢各位老师在学习期间对我的严格要求。同时也要感谢身边朋友的热心帮助，没有你们的关心与支持，我不可能这么快完成我的毕业设计！这几个月的岁月是我学生生涯中最有价值的一段时光，也将会成为我以后永远的美好的回忆。九、 参考文献1杨永辉现代电子技术J .20052何立民J 基于HCS12的小车智能控制系统设计20073方建军何广平智能机器人M北京：化学工业出版社2004 4张立 5滕志军今日电子J基于超声波检测的倒车雷达设计20066徐科军传感器与检测技术M北京：电子工业出版社，20077潘新民王燕芳微型计算机控制技术实用教程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 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