單片機直流電機調(diào)速系統(tǒng).doc

單片機課程設(shè)計報告題目： 單片機直流電機調(diào)速系統(tǒng) 院 （系） 專 業(yè) 年 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 年 月 日電子信息工程專業(yè)09級學(xué)生單片機原理課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目十、單片機直流電機調(diào)速系統(tǒng)指導(dǎo)教師職稱設(shè)計任務(wù)和要求：1基本要求(1) 采用PWM調(diào)制方式實現(xiàn)直流電機斬波調(diào)速(2) 具有手動速度調(diào)整按鍵（速度+速度-）2.設(shè)計步驟(1) 使用Proteus按設(shè)計要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進行調(diào)試。(4) 撰寫課程設(shè)計報告3撰寫課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告內(nèi)容包括題目、摘要、目錄、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻等。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將全部內(nèi)容以先后順序?qū)懗稍O(shè)計報告一份，闡述整個設(shè)計內(nèi)容，要求重點突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。 單片機直流電機調(diào)速系統(tǒng)一、 設(shè)計任務(wù)與要求1.基本要求(1)采用PWM調(diào)制方式實現(xiàn)直流電機斬波調(diào)速(2)具有手動速度調(diào)整按鍵（速度+速度-）2.設(shè)計步驟(1) 使用Proteus按設(shè)計要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應(yīng)程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進行調(diào)試。(4) 撰寫課程設(shè)計報告3.撰寫課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告內(nèi)容包括題目、摘要、目錄、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻等。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將全部內(nèi)容以先后順序?qū)懗稍O(shè)計報告一份，闡述整個設(shè)計內(nèi)容，要求重點突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。二、 方案設(shè)計與論證1.方案一如圖1所示，系統(tǒng)以89C51單片機為核心，通過單片機控制，C語言編程實現(xiàn)對直流電機的平滑調(diào)速。可看出此方案電路圖復(fù)雜，所用元件多，容易出錯。圖1 2.方案二如圖2，元件較少，電路簡單、直觀。且此電路能實現(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1系統(tǒng)組成直流電機PWM調(diào)速方案如圖1.1所示： 圖1.12方案說明直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C2051單片機為控制核心，由命令輸入模塊及電機驅(qū)動模塊組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序控制下，定時不斷給直流電機驅(qū)動芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動電路完成電機正，反轉(zhuǎn)控制。2.1直流電機驅(qū)動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊組成。直流電機可按其結(jié)構(gòu)、工作原理和用途等進行分類，其中根據(jù)直流電機的用途可分為以下幾種：直流發(fā)電機（將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能）、直流電動機（將直流電能轉(zhuǎn)化為機械能）、直流測速發(fā)電機（將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號）、直流伺服電動機（將控制信號轉(zhuǎn)換為機械信號）。2.2直流電機的中斷鍵盤控制模塊2.2.1 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EX0對應(yīng)INT0，EX1對應(yīng)INT1，EA為中斷的總開關(guān)，若要開放外部中斷，只要將IE對應(yīng)的位和總開關(guān)EA置1即可。如：開放外部中斷0的設(shè)置：SETB EX0SETB EA開放外部中斷0和1的設(shè)置：SETB EX0SETB EX1SETB EA（2）外部中斷觸發(fā)方式設(shè)置單片機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，單片機外部中斷觸發(fā)方式與TCON的IT位有關(guān)。 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0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 ITX1，為脈沖下降沿觸發(fā)方式。在使用外部中斷時，如果不進行設(shè)置，則為電平觸發(fā)方式。（3） 外部優(yōu)先級設(shè)置 外部中斷IN0、INT1的中斷優(yōu)先級的設(shè)置是通過設(shè)置IP寄存器實現(xiàn)的，IP的PX0對應(yīng)INT0，PX1對應(yīng)INT1。PX置1為高級中斷，PX為0為低級中斷。PSPT1PX1PT0PX02.2.2外部中斷擴展方法在圖2.1為外部中斷擴展方法，設(shè)X1、X2、X3、X4、X5為外部警情信號，X1代表是加速信號，X1=0表示加速；X2代表減速信號，X2=0表示減速；X3代表正轉(zhuǎn)信號，X3=0表示正轉(zhuǎn)；X4代表反轉(zhuǎn)信號，X4=0表示反轉(zhuǎn)；X5代表停止信號，X5=0表示停止處理。 圖2.1當(dāng)系統(tǒng)檢測到有中斷請求時，響應(yīng)如下中斷服務(wù)流程圖2.2。圖2.2四、 總原理圖及元器件清單1.原理圖圖22.元件清單元件序號名稱型號數(shù)量1單片機AT89C5112二極管1N400343電阻34直流電機MOTOR-ENCODER15電機驅(qū)動芯片L29816排阻RESPACK-817開關(guān)5五、 軟件部分直流電機PWM調(diào)制控制系統(tǒng)具有加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能。操作開關(guān)通過中斷控制直流電機的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能。振蕩、時鐘電路和復(fù)位電路由80C51單片機內(nèi)部給出。主體電路：即直流電機PWM控制模塊。這部分電路主要由80C51單片機的I/O端口、定時計數(shù)器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，還可以方便的讀出電機轉(zhuǎn)速的大小和了解電機的轉(zhuǎn)向，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數(shù)）、暫停、連續(xù)功能。其間是通過80C51單片機產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號并輸入到L298驅(qū)動芯片來控制直流電機工作的。該直流電機PWM控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成：設(shè)計輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨立式鍵盤來實現(xiàn)。設(shè)計控制部分：主要由80C51單片機的外部中斷擴展電路組成。六、 調(diào)試與分析啟動目標(biāo)系統(tǒng)，按正轉(zhuǎn)，然后接加速開關(guān)，我們觀察到電機開始運轉(zhuǎn)，每按一次加速，電機的速度都要增加，此時如果按減速，則電機的轉(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)按停止鍵時，電機慢慢停下來。圖6.1是啟動時的圖像，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。圖6.1圖6.2圖6.3七、 總結(jié)與心得經(jīng)過2個星期的課程設(shè)計，學(xué)到了很多有用的東西，讓我對單片機和程序設(shè)計都有了新的理解。首先，對單片機的工作原理和具體的功能實現(xiàn)有了一個更高的認(rèn)識。對于硬件電路，以前只是大概了解，實驗后對單片機的各個端口，寄存器都有了一個比較系統(tǒng)的認(rèn)識。其次，學(xué)會了程序編寫。程序編寫對于以后的學(xué)習(xí)都會有很大的幫助。另外，程序編寫還可以幫助理解單片機的硬件電路工作原理，一舉兩得。最后，學(xué)習(xí)單片機實驗不僅是學(xué)會其電路的工作原理和程序編寫，更要學(xué)會一種學(xué)習(xí)的方法。對待以后的課程，要有一種細(xì)心的態(tài)度。這次實驗留給我印象最深的是要設(shè)計一個成功的電路，必須要有扎實的理論基礎(chǔ)，還要有堅持不懈的精神。設(shè)計過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，這是對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。八、 致謝這次畢業(yè)設(shè)計，凝結(jié)了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 首先，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。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，每個設(shè)計小組配有專門的指導(dǎo)老師，幫助我們能順利完成整個設(shè)計。最后，還要感謝同學(xué)四年來對我的關(guān)心與支持，感謝各位老師在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求。同時也要感謝身邊朋友的熱心幫助，沒有你們的關(guān)心與支持，我不可能這么快完成我的畢業(yè)設(shè)計！這幾個月的歲月是我學(xué)生生涯中最有價值的一段時光，也將會成為我以后永遠(yuǎn)的美好的回憶。九、 參考文獻1楊永輝現(xiàn)代電子技術(shù)J 智能小車的多傳感器數(shù)據(jù)融合.20052何立民單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用J 基于HCS12的小車智能控制系統(tǒng)設(shè)計20073方建軍何廣平智能機器人M北京：化學(xué)工業(yè)出版社2004 4張立電子世界J電動小車的循跡 2004 5滕志軍今日電子J基于超聲波檢測的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計20066徐科軍傳感器與檢測技術(shù)M北京：電子工業(yè)出版社，20077潘新民王燕芳微型計算機控制技術(shù)實用教程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 IT0 MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0FFH MOV TH0,#0FFHSETB ET0 CLR P0.5 CLR P0.6CLR P0.7SETB TR0 MOV DPTR,#TAB MOV R0,#00H MOV R1,#16 MOV R3,#00HMOV R4,#00HLP9: LCALL CHUSHILP2:ACALL BUSYMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTR DJNZ R1,LP2 LP3: CJNE R3,#00H,LP4CJNE R4,#00H,LP4SJMP LP3 LP4: MOV R7,#00H MOV R5,#09H ACALL BUSYMOV P1,#0C0HACALL ENABLEMOV DPTR,#MMTABACALL BUSYLP5: MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AINC DPTRACALL DATASACALL BUSYDJNZ R5,LP5 MOV DPTR,#STABMOV A,R2MOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R3 MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R4 MOVC A,A+DPTRMOV P1,A ACALL DATAS LP8: CJNE 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