直流電機(jī)速度控制..doc

目 錄摘 要I第1章 緒論1第2章 系統(tǒng)論述32.1 總體方案32.2 基本原理32.3 原理框圖3第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)53.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.2 電源電路設(shè)計(jì)63.3 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)73.4 顯示模塊設(shè)計(jì)83.5 按鈕電路設(shè)計(jì)83.6 元件參數(shù)選擇9第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)114.1 總體方案114.2 相關(guān)軟件介紹124.3 應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試13第5章 仿真結(jié)果與分析145.1仿真電路圖145.2 仿真結(jié)果14第6章 總結(jié)17參考文獻(xiàn)18附錄A：系統(tǒng)整體硬件電路圖19附錄B：程序代碼20 摘 要 當(dāng)今，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流驅(qū)動(dòng)控制作為電器傳動(dòng)的主流在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起著主導(dǎo)作用。由于生產(chǎn)過(guò)程的不同要求，需要電動(dòng)機(jī)進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)有著十分重要的顯示意義。 本設(shè)計(jì)主要運(yùn)用AT89C51單片機(jī)為核心硬件，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行速度控制。并且輔助以硬件部分的驅(qū)動(dòng)、復(fù)位、LED顯示等電路，軟件部分對(duì)AT89C51進(jìn)行模塊化程序的輸入，通過(guò)按鈕控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等控制功能。同時(shí)，由LED與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速顯示控制效果。利用AT89C51芯片進(jìn)行低成本直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成、提高系統(tǒng)性能，滿(mǎn)足了生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制 AT89C51單片機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)22第1章 緒論隨著社會(huì)的發(fā)展，各種智能化的產(chǎn)品日益走入尋常百姓家。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的便攜性、低成品以及對(duì)電源的限制，小型直流電機(jī)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。對(duì)直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，我們可以采用多種辦法，本文在給出直流電機(jī)調(diào)整和PWM實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，提供一種用單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)PWM 調(diào)速的方法。直流電動(dòng)機(jī)有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能, 宜于在廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速, 至今在金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中仍有廣泛的應(yīng)用。直流調(diào)速系統(tǒng)在不斷發(fā)展, 尤其是近年來(lái), 國(guó)內(nèi)外各廠(chǎng)家競(jìng)相推出全數(shù)字直流調(diào)速裝置, 使得直流調(diào)速系統(tǒng)在理論和實(shí)踐方面都邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。以往的直流調(diào)速裝置是全模擬式設(shè)備。變電壓調(diào)速是直流調(diào)速的主要方法,常用晶閘管可控整流器做可控直流電源。這些舊設(shè)備急待更新改造。另外,目前高等院校的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),還采用全模擬式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備, 尚無(wú)適合于教學(xué)的全數(shù)字式直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置,有待于開(kāi)發(fā)。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范圍廣；過(guò)載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速起動(dòng)、急停和反轉(zhuǎn)；能滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，是電氣傳動(dòng)發(fā)展的主要方向之一。采用微機(jī)控制后，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，操作維護(hù)方便，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速精度可達(dá)到較高水平，靜動(dòng)態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)均能較好地滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動(dòng)的要求。由于單片機(jī)性能優(yōu)越，具有較佳的性能價(jià)格比，所以單片機(jī)在工業(yè)過(guò)程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。PWM調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn)：由于PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可獲得平穩(wěn)的直流電流，低速特性好：同樣，由于開(kāi)關(guān)頻率高，快速響應(yīng)特性好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)，可以獲得很寬的頻帶；開(kāi)關(guān)器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置效率高。通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)整有多種途徑。相對(duì)于其他用硬件或者硬軟結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用PWM 用純軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速過(guò)程，具有更大的靈活性和更低的成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡(jiǎn)易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。對(duì)于軟件，采用計(jì)數(shù)法加軟件延時(shí)法進(jìn)行設(shè)計(jì)的思路，為采用純軟件對(duì)電機(jī)速度的平滑調(diào)節(jié)提供了一種不錯(cuò)的解決方案，經(jīng)過(guò)在“油輥電機(jī)控制系統(tǒng)”中的實(shí)際應(yīng)用證明，能夠取得滿(mǎn)意的效果。本文是對(duì)直流電機(jī)PWM調(diào)速器設(shè)計(jì)的研究，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。本課程設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速器的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、急停等操作。并實(shí)現(xiàn)電路的仿真。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的微機(jī)控制，在設(shè)計(jì)中，采用了AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的控制電路的核心部分，配以各種顯示、驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)的顯示和測(cè)量；由命令輸入模塊、光電隔離模塊及H型驅(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，不斷給光電隔離電路發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制.在設(shè)計(jì)中，采用PWM調(diào)速方式，通過(guò)改變PWM的占空比從而改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。設(shè)計(jì)的整個(gè)控制系統(tǒng)，在硬件結(jié)構(gòu)上采用了大量的集成電路模塊，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使整個(gè)系統(tǒng)的性能得到提高。第2章 系統(tǒng)論述2.1 總體方案直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還能方便的讀出電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，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。 該直流電機(jī)系統(tǒng)由以下電路模塊組成：振蕩器和時(shí)鐘電路，這部分電路主要由89C51單片機(jī)和一些電容、晶振組成。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)?？刂撇糠郑褐饕?9C51單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。顯示部分：包括液晶顯示部分和LED數(shù)碼顯示部分。顯示部分由SM410564四位共陽(yáng)數(shù)碼管組成顯示模塊；LED數(shù)碼顯示部分由七段數(shù)碼顯示管組成。直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分：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。2.2 基本原理1）主體電路： 直流電機(jī)PWM控制模塊：這部分電路主要由89C51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，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。 此外，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)89C51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。2）各部分電路模塊的組成： （a）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)。 （c）設(shè)計(jì)控制部分：主要由89C51單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。 （b）設(shè)計(jì)顯示部分：是直接采用SM410564四位共陽(yáng)數(shù)碼管組成顯示模塊。3）直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分： 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。2.3 原理框圖1）系統(tǒng)組成：如圖2-1所示圖2-1 直流電機(jī)PWM調(diào)速方案 2）方案說(shuō)明： 直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，由命令輸入模塊、LED顯示模塊及電機(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；同時(shí)單片機(jī)不停的將從鍵盤(pán)讀取的數(shù)據(jù)送到LED顯示模塊去顯示，從中不僅能讀取其速度，而且能知道它的轉(zhuǎn)向。 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）單片機(jī)AT89C51： AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦出只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。2）復(fù)位電路及時(shí)鐘電路： 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路是維持單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本模塊。兩種常用復(fù)位電路：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。其中：上電復(fù)位，如圖3-1所示；手動(dòng)復(fù)位，如圖3-2所示。 圖3-1 上電復(fù)位 圖3-2 手動(dòng)復(fù)位有時(shí)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常需要手動(dòng)復(fù)位。所以本次設(shè)計(jì)選用手動(dòng)復(fù)位。高頻率的時(shí)鐘有利于程序更快的運(yùn)行，也有利于實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)采樣率，從而實(shí)現(xiàn)更多的功能。但是高速對(duì)系統(tǒng)的要求較高，而且功耗大，運(yùn)行環(huán)境苛刻。考慮到單片機(jī)本身用于控制，而并非高速信號(hào)采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對(duì)于選頻信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處。本次設(shè)計(jì)選取12.0M無(wú)源晶振接入XTAL1和XTAL2引腳。并聯(lián)2個(gè)30pF陶瓷電容幫助起振。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3-3所示： 圖3-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2 電源電路設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源的基本原理：直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖3-4所示。圖3-4 直流電源原理1） 電源變壓器T： 將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。2） 整流電路： 整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。3） 濾波電路： 各濾波電路C滿(mǎn)足RL-C=（35）T/2，式中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。4） 穩(wěn)壓電路: 常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。二者的工作原理有所不同。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。它一般適用于負(fù)載電流變化較小的場(chǎng)合。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是利用電壓串聯(lián)負(fù)反饋的原理來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的。集成穩(wěn)壓電源事實(shí)上是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的集成化。3.3 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)由于單片機(jī)P3口輸出的電壓最高才有5V，難以直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。所以我們需要使用恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298N來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本設(shè)計(jì)所采用的L298N，可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS，VSS可接4.57V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2.546V，輸出電流可達(dá)2.5A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，連接于OUT1和OUT2端口之間（電動(dòng)機(jī)在子圖中未畫(huà)出）。此外，5，7腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。同時(shí)，需要加四個(gè)二極管在電機(jī)的兩端，防止電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流燒壞電機(jī)。具體直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，如圖3-5所示。 圖3-5 驅(qū)動(dòng)電路3.4 顯示模塊設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)顯示模塊直接采用的是SM410564 四位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示。又因?yàn)閱纹瑱C(jī)的輸出端口輸出的電流較小，點(diǎn)亮數(shù)碼管的能力不大，所以需要采用三極管對(duì)輸出電流進(jìn)行放大，此次三極管采用的是C9013，具體放大電路如圖3-6所示： 圖3-6 放大電路3.5 按鈕電路設(shè)計(jì)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速五個(gè)開(kāi)關(guān)分別與單片機(jī)的P1.0，P1.1，P1.2，P1.3，P1.4相連，然后再與地相連。急停實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的停轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)，加速實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的加速，減速實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的減速，其電路如圖3-7所示。 圖3-7 控制按鈕電路3.6 元件參數(shù)選擇1）實(shí)際計(jì)算過(guò)程 （a）變壓器選擇：變壓器選擇雙15V變壓，考慮到電流不需要太大，最大電流為1A，實(shí)際選擇變壓器輸出功率為10W，可以很好的滿(mǎn)足要求。 （b）整流橋：考慮到電路中會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，整流橋的額定電流是工作電流的23倍。選取RS301（100V，3A）即可，實(shí)際購(gòu)買(mǎi)過(guò)程中選擇了RS30（700V，3A）也符合設(shè)計(jì)要求。 （c）濾波電容：考慮到對(duì)紋波電壓要求比較高，故選擇了2200F耐壓值為25V以及100F耐壓值50v的電解電容。 （d）去耦電容：去耦電容的選擇是7812及7805芯片要求的，查手冊(cè)可知分別為0.01F，用來(lái)濾除高頻分量防止產(chǎn)生自激。 （e）電解電容：為了防止負(fù)載產(chǎn)生沖擊電流，故在輸出端加入2200F、耐壓值為25V的電解電容。 （f）7805支路的元件參數(shù)基本相同。2） 直流電源產(chǎn)生電路:12V如圖3-7所示、5V如圖3-8所示: 圖3-7 12V電源 圖3-8 5V電源注：系統(tǒng)整體硬件電路圖，詳見(jiàn)附錄A。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 總體方案利用P3口，編制程序輸出一串脈沖，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，改變輸出脈沖的電平的持續(xù)時(shí)間，達(dá)到使電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停轉(zhuǎn)等目的。由軟件編程從P3.0/P3.1管腳產(chǎn)生PWM 信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路輸出給電機(jī)，從而控制電機(jī)得電與失電。軟件采用延時(shí)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按鈕后，根據(jù)P3.0為高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，P3.1為高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的加減速按鈕，調(diào)整P3.0/ P3.1輸出高低電平時(shí)的占空比，從而可以控制P3.0/ P3.1輸出高低電平時(shí)的有效值，進(jìn)而控制電機(jī)的加減速。 其總體流程圖如圖4-1所示：圖4-1 總體程序流程圖P3.0/P3.1脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 通道,它們產(chǎn)生可由編程決定寬度和間隔的脈沖。脈沖的間隔周期是由一個(gè)FOR循環(huán)控制,來(lái)產(chǎn)生不同的占空比。單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),這就需要設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)電路，用以可以間接地驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使其能夠正常運(yùn)行。為此，我們可借助于恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298N來(lái)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。具體的設(shè)計(jì)方法是通過(guò)Keil C編程，Proteus聯(lián)合仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4.2 相關(guān)軟件介紹1）Proteus Proteus是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供Schematic Drawing，SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，這一點(diǎn)Proteus與multisim比較類(lèi)似，只不過(guò)它可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU，與Keil和MPLAB不同的是它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真，例如373，led，示波器，Proteus提供了大量的元件庫(kù)有RAM，ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB，里面有大量的例子參考。 （a）Proteus可提供的仿真元件資源Proteus軟件提供了可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫(kù)； （b）Proteus可提供的仿真儀表資源虛擬儀器儀表的數(shù)量、類(lèi)型和質(zhì)量，是衡量仿真軟件實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在Proteus軟件中，理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用； （c）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線(xiàn)路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)； （d）Proteus還提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。2）Keil Keil是德國(guó)開(kāi)發(fā)的一個(gè)51單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，最開(kāi)始只是一個(gè)支持C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的編譯器軟件。后來(lái)隨著開(kāi)發(fā)人員的不斷努力以及版本的不斷升級(jí)，使它已經(jīng)成為了一個(gè)重要的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，不過(guò)KEIL的界面并不是非常復(fù)雜，操作也不是非常困難，很多工程師的開(kāi)發(fā)的優(yōu)秀程序都是在KEIL的平臺(tái)上編寫(xiě)出來(lái)的?？梢哉f(shuō)它是一個(gè)比較重要的軟件，熟悉他的人很多很多，用戶(hù)群極為龐大，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)偉福等廠(chǎng)家軟件用戶(hù)群，操作有不懂的地方只要找相關(guān)的書(shū)看看，到相關(guān)的單片機(jī)技術(shù)論壇問(wèn)問(wèn)，很快就可以掌握它的基本使用了。 （a）Keil的UVision2可以進(jìn)行純粹的軟件仿真(仿真軟件程序，不接硬件電路)，也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機(jī)硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真； （b）可以使用UVision2的內(nèi)嵌模塊Keil Monitor-51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機(jī)硬件系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目程序進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真； （c）uVision2調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號(hào)調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。DDE界面和shift語(yǔ)言支持自動(dòng)程序測(cè)試。4.3 應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試 使用Keil 軟件工具時(shí)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程和其它軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的流程極其相似。1）創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，從器件庫(kù)中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置；2）用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言創(chuàng)建源程序；3）用項(xiàng)目管理器生成應(yīng)用；4）修改源程序中的錯(cuò)誤；5）測(cè)試，連接應(yīng)用。注：控制程序，詳見(jiàn)附錄B。第5章 仿真結(jié)果與分析5.1仿真電路圖 如圖5-1所示：圖5-1 仿真電路圖5.2 仿真結(jié)果1）半速運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果如圖5-1所示： 圖5-1 電機(jī)半速運(yùn)行2）按下急停鍵，停止運(yùn)行如圖5-2所示：圖5-2 電機(jī)停止運(yùn)行3）按下加速鍵，加速運(yùn)行如圖5-3所示：圖5-3 電機(jī)加速運(yùn)行4）按下減速鍵，減速運(yùn)行如5-4所示：圖5-4 電機(jī)減速運(yùn)行5） 按下反轉(zhuǎn)鍵，反轉(zhuǎn)運(yùn)行如圖5-5所示：圖5-5 電機(jī)反向運(yùn)行第6章 總結(jié)本次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。這次課程設(shè)計(jì)，運(yùn)用AT89C51單片機(jī)為核心硬件，設(shè)計(jì)了直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)的停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等多種控制功能，基本滿(mǎn)足設(shè)系統(tǒng)計(jì)的要求。同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)芯片和電動(dòng)機(jī)的連接之間我們有加入續(xù)流二極管，在電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行續(xù)流，避免燒壞電機(jī)及其他元件。在此設(shè)計(jì)中P0口作為輸出端口，我們?cè)赑0口接入了排阻使電路復(fù)位后P0口輸出的為高電平。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)與掌握了AT98C51單片機(jī)的基本原理及其各種應(yīng)用，對(duì)它的各種硬件接口與軟件設(shè)計(jì)方法有較深入的認(rèn)識(shí)。對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能及其控制有了一定的認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于應(yīng)用，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中使自己的動(dòng)手能力得到鍛煉，同時(shí)提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力參考文獻(xiàn)1 張琛.直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)原理及應(yīng)用M，北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1996.2 周興華.用單片機(jī)控制直流電機(jī)變速J，電子制作，2006，Vol.34，NO.6： 34-35.3 岳東海，顏鵬.直流電機(jī)PWM無(wú)級(jí)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J，價(jià)值工程，2010，Vol.14，NO.2:135-136.4 郭浩.3A驅(qū)動(dòng)能力PWM直流電機(jī)控制電路的制作J，電子制作，2007，Vol.9，NO.10:42-43.5 楊斌文，梅英，徐宇明.并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性分析（英文）J，湖南文理學(xué)院報(bào)（自然科學(xué)版），2006，V0l.18,DO.2: 60-61,68.6 王鑒光.電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)M，北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 王小明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制M，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.8 顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)M, 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.附錄A：系統(tǒng)整體硬件電路圖系統(tǒng)整體硬件電路圖附錄B：程序代碼#include#define unchar unsigned char#define unint unsigned intunsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x84,0xff,0xbf; /顯示代碼unsigned char dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;/位選口unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;unsigned char dispbitcnt;unint mstcnt;unint i;unint count=0;unchar tp=0;void ledshow();void keyscan();void delay();void just();void turn();void motorstop();void speedup();void speeddown();void 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