基于51單片機的紅外遙控控制電機轉(zhuǎn)速設計

1、鄭州/*/大學畢業(yè)設計摘 要本文首先描述了紅外線通信原理和紅外線接收電路，其次，介紹了直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后，詳細的闡述了單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其原理，最后，著重介紹了PWM調(diào)速和直流電動機正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和制動的原理。直流電機具有良好的調(diào)速特性。調(diào)速簡單，平滑，調(diào)速范圍大，過載能力強的特點。能滿足工業(yè)和生活中各種不同的要求，在近代社會發(fā)展中起著重要的作用。電機采用紅外遙控功能控制后，整個電機控制更簡單、方便、且易于操作。本文中通過紅外線按鍵發(fā)射遙控信號，經(jīng)過紅外線接收元件接收信號，然后通過單片機對直流電動機的控制，實現(xiàn)對電動機的啟動，降速、升速和停止功能。關鍵詞紅外線遙控，直流電機，單片機，調(diào)速

2、，制動 PS:畢業(yè)設計 14屆 知網(wǎng)查的重復率是0.3% 拿出來給學弟學妹們參考一下 也可以代做畢業(yè)設計 論文全手工 保證不重復 寫論文或者做板子都可以 電路設計 單片機軟件編程 PLC也差不多 扣扣9.1.4.0.7.8.0.9.9 聯(lián)系我AbstractThis paper describes the principle of infrared communication and the infrared receiving circuit, secondly, introduced the structure and working principle of DC motor, and

3、then, described in detail the internal structure and principle of single chip microcomputer, finally, introduces the PWM control and the DC motor forward, reverse, brake principleDC motor with a speed regulation characteristic of good. Speed control is simple, smooth, wide speed range, the character

4、istics of strong overload capacity. To meet the requirements of different kinds of industry and daily life, in the development of modern society play a important role. The use of infrared remote control function to control the motor, the motor control more simple, convenient, and easy to operate.Thi

5、s paper through the infrared remote control signal transmitter, through the infrared receiving element receives the signal, and then through the singlechip control of DC motor, the motor starting, speed, speed up and stop function.KEY WORDS: Infrared remote control, dc motor, single chip microcomput

6、er, speed control, brakeis .2.目錄前 言4 第1章 紅外線通信5 1.1 紅外通信原理5 1.1.1 紅外接收電路51.1.2紅外發(fā)光管61.1.3紅外接收器件61.1.4紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)61.1.5硬件電路設計71.1.6紅外解碼過程7 第2章 直流電動機原理8 2.1 直流電動機8 2.2 直流電動機結(jié)構(gòu)8 2.2.1 定子的結(jié)構(gòu)和原理8 2.2.2轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和原理9 2.2.3其它部分的結(jié)構(gòu)和原理9 2.3直流電動機的控制原理9 第3章 單片機STC89C5111 3.1 單片機概況11 3.2 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理11 3.2 復位電路及時鐘電路12 3.

7、1 單片機最小系統(tǒng)13 第4章PWM調(diào)制和電機的使用14 4.1 PWM調(diào)制14 4.2 直流電機的使用14 4.2.1 電機的啟動14 4.2.2 電機的調(diào)速14 4.2.3 電機的反轉(zhuǎn)15 4.2.4電機的制動15 4.3 電機驅(qū)動芯片L293d15 第5章 系統(tǒng)硬件設計17 5.1 系統(tǒng)硬件電路圖17 5.2 系統(tǒng)硬件PCB圖18 5.3 實物圖19 結(jié)論20 致謝21 參考文獻22 附錄23.10.前 言紅外線器件應用范圍的越來越廣，也逐漸的走進了人們的日常生活。因此很多人對紅外遙控也不再陌生和好奇，更多的是應用在電視機，電風扇，空調(diào)中被大家熟知。但是僅僅了解和知道是不夠的，很有必要去

8、理解它的原理。直流電動機有著快速性、可靠性、可控性、效率高等許多特點，受到了各行各業(yè)的熱愛，比如電氣儀表，汽車，家用電器，兒童玩具等方面得到日益普及，成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。由于近代科技的飛速發(fā)展，使我們不再僅僅局限于直流電機，交流電動機逐漸取代直流電動機，成為目前國內(nèi)外研究熱門課題之一。但直流電動機仍被采用在許多行業(yè)上，比如數(shù)控機床。同時，直流電動機作為交流電動機的基礎，了解直流電機驅(qū)動也是不可少的。本設計通過紅外按鍵控制，經(jīng)過單片機解碼對電動機進行一系列操作。當處理的信息比較復雜和精細時，僅僅采用硬件電路來設計，耗時耗力，并且不易于檢測和維修，因此本文采用軟件編程和硬件電路設計的結(jié)合，這

9、樣更簡單，直觀，使用起來也方便。紅外遙控的應用帶動整個微電子行業(yè)的發(fā)展，尤其在自動控制領域。單片機作為軟硬件的大腦，在實時檢測和自動控制領域中是要學習的必不可少的知識。但只知道單片機的功能還不行，對電路原理也要有一定的知識。更重要的是，要學會如何對現(xiàn)場信號的采集，排除干擾信號，收集有效信號，最后通過分析應用到實踐中。第1章 紅外線通信1.1 紅外通信原理紅外通信原理是是通過紅外線波段進行信號交流傳遞。紅外線的發(fā)射部分將數(shù)據(jù)調(diào)制為一系列的脈沖信息。然后將接收的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，最后再?jīng)過內(nèi)部電路的濾波，放大等幾項操作后送給解調(diào)電路進行解調(diào)。還原為單片機或者計算機能識別的信號進行控制。簡而言之，紅

10、外通信原理實際上就是一個調(diào)制和解調(diào)的過程，最后變成所人們需要的二進制數(shù)字信號，通過利用紅外線信號通道進行傳輸，控制實現(xiàn)一系列功能，因此紅外通信接口可以看成是針對紅外信號通道的調(diào)制解調(diào)器1.1.1 紅外接收電路大多數(shù)紅外接收器通過集成為單個元件。它通常有三個引腳，輸出為方波信號（一系列的高低電平），本設計選用集成塊為VS18383，如圖1-1。圖1-1 紅外接收電路發(fā)射器發(fā)出的紅外線信號，由紅外線接受器件接收，經(jīng)VS18383處理后獲得一系列方波信號。然后送給單片機P3.2端口，經(jīng)過單片機的內(nèi)部處理計算，根據(jù)處理結(jié)果，再由單片機產(chǎn)生控制電機的相關信息，對器件控制。紅外線接收器原理分析：當紅外接收

11、器件接收產(chǎn)生的信號時,光信號轉(zhuǎn)換為的電信號的下降沿觸發(fā)單片機外部中斷INT0引腳。單片機接收下降沿信號時對其識別。對第1位數(shù)碼的寬度進行計算。若采集的第1位低電平數(shù)碼的脈寬不到8 ms,將作為錯誤信號處理，為非引導碼。當經(jīng)過計算的脈沖沖寬度超過8 ms而不到16ms時候，則認定為引導碼，同時對引導碼儲存。然后分別接收引導碼后的操作碼和客戶碼，也儲存在定義的數(shù)據(jù)區(qū)。 1.1.2紅外發(fā)光管紅外發(fā)光二極管一般使用材料為砷鋁化鎵，英文簡稱為GaAs，外加正向偏置電壓，制成PN結(jié)。通常為淺藍色、全透明或黑色的樹脂封裝，通電后會產(chǎn)生的光波波長波段一定的紅外線。紅外發(fā)射管如圖1-2： 圖1-2 紅外發(fā)光管1

12、.1.3紅外接收器件紅外一體化接收頭：它元件里面含有一個濾波電路。功能是用來清楚紅外線合成信號得有效信號，排除其它無用信號。本文中載波信號為38Kz，并送出接收到的信號。當紅外線的信號進入與之配套的紅外線接收器件，經(jīng)過接收器件的解碼，在其輸出端便可以得到原先紅外發(fā)射器發(fā)出的二進制數(shù)字編碼。紅外接收頭如圖1-3：圖1-3 紅外接收器件1.1.4紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常的紅外遙控系統(tǒng)有兩部分組成，一部分為接收電路，還有就是發(fā)射電路。應用編碼或者解碼集成電路芯片來進行相應的控制操作。發(fā)射一端為紅外遙控板、經(jīng)過編碼和調(diào)制、通過紅外燈管發(fā)出信號。接收器件內(nèi)部集成內(nèi)部光電放大電路、經(jīng)過解調(diào)步驟之后送給單片機解

13、碼。紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程如圖1-4：圖1-4 紅外發(fā)遙控系統(tǒng)1.1.5硬件電路設計發(fā)射電路：圖1-5 紅外發(fā)射電路1.1.6紅外解碼過程通常由紅外發(fā)光管與38Kz載波發(fā)射，紅外接收頭VS18383采集，并收集能識別的信號，在它內(nèi)部進行解碼，形成一系列的高低電平矩形方波。很顯然，這種矩形方波是我們很難利用的，所以把紅外接受的引腳接單片機的外部中斷INT0，由單片機外部中斷和單片機內(nèi)定時器配合。對其解碼的高低點評進行識別，并加以分析。識別出紅外發(fā)射管發(fā)射的高低電平，通過定時器計算，把高低電平變成十六進制的數(shù)字，并儲存在單片機內(nèi)部中，形成數(shù)字開關，對相應的外圍部件進行控制或進行顯示。第2章 直流電動

14、機原理2.1 直流電動機 電動機機電能量相互轉(zhuǎn)換的裝置。輸出或輸入為直流的電機，叫做直流電動機。直流電動機把直流電能轉(zhuǎn)化為機械能，它是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。啟動簡便，快捷的特性，使它多用在對啟動，調(diào)速較高的場合，例如在電車，龍門刨等設備上應用很廣泛。直流發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?。它是一種把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.2 直流電動機結(jié)構(gòu)直流電動機主要有兩部分構(gòu)成，一部分為定子，另一部分為轉(zhuǎn)子。通常來說靜止的部件叫做定子，其余的 部件叫做轉(zhuǎn)子。因為繞組和電樞繞組間是相對運動的，所以從理論上講，兩部分都可以做為定子和轉(zhuǎn)子。但是通常為了維護方便和檢測故障，把旋轉(zhuǎn)的一部分規(guī)定為轉(zhuǎn)子，它包括機座，

15、主極，換向器等部分。而旋轉(zhuǎn)的一部分叫轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子部分則包括電樞鐵心，電樞繞組，風扇，軸承和轉(zhuǎn)軸。除此之外的其它部分結(jié)構(gòu)有電刷裝置，軸承支撐。2.2.1 定子的結(jié)構(gòu)和原理主磁極：主磁極主要是生成氣隙磁場，使電樞表面形成磁通按照一定的規(guī)律排列。它的勵磁繞組有兩部分組成，分別是并勵和串勵。并勵繞組數(shù)量比較多，并且細。而串勵則相反，它的繞組數(shù)量少，導線比較粗。主磁極由0.5mm到3mm厚的鋼板沖擊成的沖片形成的，疊壓成形。主極疊片一般用螺釘固定在磁軛上。換向極：換向極由兩部分組成，一部分是換向繞組，另一部分為鐵心。它處于兩個主磁極中間位置，作用產(chǎn)生換向磁場，幫助主磁極換向。機座和磁軛：機座的主要作用只要

16、是支撐機座，同時作為磁極間的磁通通路，一般用鑄鋼材料鑄成。通常才有疊片的方式，主要是為了減弱渦流效應。磁軛用薄鋼制成，相互之間絕緣，同時固定在機座上。2.2.2轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和原理電樞繞組：是進行能量變換的部件，它的功能是產(chǎn)生感應電動勢。在磁場和感應電動勢下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。它是由一系列元件結(jié)合而成，置于電樞線圈的槽中。為了避免線圈被轉(zhuǎn)動時拋離槽外面，通常將槽口牢固起來。然后按照一定規(guī)律放到換向片上，元件的一個邊放在一個槽內(nèi)，另一個邊放在另外的槽外，相鄰的兩個槽依次放上元件，一直到槽內(nèi)放滿為止。換向器：將外部電源的直流電流轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的交流電流，在換向器上電刷的作用，也就使電樞繞組上的電流為交流電流。因

17、此電磁轉(zhuǎn)矩的方向保持恒定不變，電樞繞組上的導體在磁場中受力方向也就不變。通常換向片采用的是絕緣材料，互相之間是絕緣的，云母環(huán)對地也是絕緣的。電樞鐵心：電樞鐵心的作用是提供主極磁通的通路。通常鐵心用硅鋼片制成，呈片狀，這樣的最用可以減少磁滯損耗。電樞之間中的磁通會依據(jù)電樞在磁場得變動發(fā)生連續(xù)轉(zhuǎn)變。2.2.3其它部分的結(jié)構(gòu)和原理電刷裝置：電刷通常由石墨材料制成。電流和電樞繞組通過電刷與外面的電路連接起來。它的一端固定在刷架上，每個刷架上都有一個或者一組電刷。電刷作用是保證電樞轉(zhuǎn)動時和換向器有緊密良好的接觸。同極電刷連在機外連接在一起。軸承支撐：軸承座固定在機座兩端的端蓋上，軸承通過軸承座直接支撐在

18、電機地板上，需要時，可以自由的調(diào)節(jié)整軸的中心位置。不同電機使用軸承不同，中小型電機通常使用滾動軸承，而大型電機通常滑動軸承。2.3直流電動機的控制原理 在電動機兩端加上電源，電刷兩極之間就有電流流過。電流便從從電刷流入，從B處流出。沿著abcd順序，如圖2-1(a)所示。然后從B方向流出，于是在磁場中流過電流的兩導體會同時受力，并有一個相對的轉(zhuǎn)矩。由左手定則得出，受力方向相反，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，方向為逆時針方面旋轉(zhuǎn)。相反當移動到如圖2-1(b)位置的時候，換向片1與電刷的B極相互接觸，換向片2與電刷的A極相互接觸。電流便從電刷A極流入，從B極流出。順著線圈以dcba方向。此時把根據(jù)左手定則判斷，兩導

19、體受力方向相反。總體受力和之前相同，保持不變，依舊逆時針旋轉(zhuǎn)，這就是直流電機的工作原理。由于電流是直流換向器，實際上，雖然電流通過線圈是交流的，但在磁場中感應受力的方向是一直沒有變化的。線圈上就按照逆時針的方面一直受力。循環(huán)往復，產(chǎn)生電動勢，帶動線圈旋轉(zhuǎn)。在第二圈之后方向始終不變，在轉(zhuǎn)矩的作用下，促使著線圈一直保持轉(zhuǎn)動，就帶動整個轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這便是直流電動機的原理。簡而言之，只要直流電動機的電樞繞組在磁場中旋轉(zhuǎn)，在換向器的作用下，就會使用受到一個同方向的轉(zhuǎn)矩影響，始終保持同一方向旋轉(zhuǎn)。 圖2-1 直流電動機原理第3章 單片機STC89C513.1 單片機概況單片機又叫微控制單元，英文名字micr

20、o control unit，是一種經(jīng)過高度集成得電子線路芯片。內(nèi)部含有中央處理器（CPU），隨機儲存器（RAM），只讀儲存器（ROM）等幾種集成模塊。由于高度集成的原因，它具有體積小，質(zhì)量輕，速度快的特點，使它在各行各業(yè)，日常生活中應用越來月廣泛。隨著近代科技不斷提高和發(fā)展，逐漸形成了以單片機為中心的微控制系統(tǒng)。單片機圖3-1 圖3-1 單片機3.2 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理本文選用單片機型號為STC89C51芯片。是八位的單片機，芯片內(nèi)部集成了中央處理器。十六位定時器/計數(shù)器，ROM程序存貯器。四個并行I/O口（P0-P3端口），RAM數(shù)據(jù)存貯器和中斷系統(tǒng)等部件。根據(jù)需要使用的方式不一樣，單片

21、機有很多封裝形式。本次設計使用的是雙列直插DIP-40封裝,如圖3-2 圖3-2單片機雙列直插PDIP-40封裝.20.3.2 復位電路及時鐘電路復位電路通常分為兩種，一種是手動復位電路，另一種是自動復位電路。下面著重對兩種復位電路的工作原理進行了介紹。手動復位電路： 上電復位電路 圖3-3（a）手動復位電路 圖3-3（b）自動復位電路按鍵斷開時，電容和按鍵并聯(lián)之后串聯(lián)在電路電源和地之間。按鍵一側(cè)的RST端經(jīng)電阻接地，為低電平。當需要復位的時候，按下復位按鍵，電源通過電阻接地導通。電容兩端儲存的電能也通過電阻進行放電。RST一端由原來的低電平變成高電平。RST位置接單片機復位端，高電平有效，即

22、高電平復位。當松開按鍵的時候，電源對電容再次充電，形成斷路，RST端由高電平恢復到低電平。復位電路是微型系統(tǒng)電路中不可或缺的一部分，有時候硬件故障，程序跑飛，就需要手動復位來重新實現(xiàn)系統(tǒng)功能。如圖3-3（a）。本次設計選用手動復位，自動復位電路如圖3-3（b）時鐘電路： 圖3-4 時鐘電路時鐘電路有兩部分組成，一部分是晶體振蕩器（本文中選用12M）、另一部分為電容。時鐘電路是用來產(chǎn)生時間頻率，為程序運行提供時鐘，是單片機操作和計算的基礎。任何微控制電路系統(tǒng)中都需要時鐘電路，時鐘頻率越大，處理速度就越快。但是晶振頻率越大，對系統(tǒng)硬件要求就越高，增加了成本和功耗。由于單片機本身用在控制功能，節(jié)省成

23、本，減少功耗就非常重要了。因此在選用晶振的時候要根據(jù)硬件設計和使用功能選取合適的頻率，并不是越大越好。本文中選用12M晶振兩側(cè)并聯(lián)兩個起振電容。時鐘電路如圖3-4。3.4單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)，又叫做最小應用系統(tǒng)。它是微控制電路中最簡單的一部分電路模塊。它主要包括三個部分：第一部分單片機，第二部分復位電路，第三部分為晶振也就是時鐘電路。前面已經(jīng)對最小系統(tǒng)的三個部分做了簡單的介紹。實質(zhì)上，它們是至少單片機最小系統(tǒng)芯片可以運行的系統(tǒng)組件。這樣的系統(tǒng)運行速度快，功耗低，成本小。但是在很多方面滿足不了工業(yè)和日常的需要，所以在使用時經(jīng)常以最小系統(tǒng)為基礎進行擴展。單片機最小系統(tǒng)電路如圖3-5。 圖

24、3-5 單片機最小系統(tǒng) 第4章PWM調(diào)制和電機的使用4.1 PWM調(diào)制PWM調(diào)制又叫脈沖寬度調(diào)制。它是根據(jù)微型計算機生成二進制脈沖進行內(nèi)部處理之后，對外圍電路進行控制的一種手段。它主要是靠改變脈沖周期或?qū)挾葋砀淖冚敵鲱l率，實現(xiàn)數(shù)字信號對模擬信號的轉(zhuǎn)換。它有控制靈活，簡單的特點，在通信，測量行業(yè)應用廣泛。4.2 直流電機的使用 直流電機是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能得裝置。因為它良好的調(diào)速性能，在電力系統(tǒng)中得到了普及使用。4.2.1 電機的啟動在接通電源的情況下，直流電動機由原來靜止的狀態(tài)，經(jīng)過加速，直到穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)速的過程，叫做啟動。起動時刻電樞中流過的電流稱為起動電流。電樞在磁場中受到固定方向的力稱為

25、起動轉(zhuǎn)矩。滿足以下幾個條件才能啟動：1.啟動轉(zhuǎn)矩要盡量大。因為只有啟動轉(zhuǎn)矩大于負載反抗轉(zhuǎn)矩時，負載才能在轉(zhuǎn)矩的作用下才能轉(zhuǎn)動。2.啟動時的電流不能太大，否則超過了電流的極值，對電源和電機有害的影響。3.啟動過程中消耗的能量盡量少。因此，上述三點的性能決定能否良好的啟動電機。而直流電機滿足以上起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小的特點，并且啟動簡單和便于控制。4.2.2 電機的調(diào)速 在很多工業(yè)場合，需要機械工作轉(zhuǎn)速的變化，例如電車進站時速度減速，啟動時，要很快回復到正常行駛速度，因此，這就需要對電動機進行調(diào)速。調(diào)速的好壞可以影響的產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，甚至會影響設備的質(zhì)量。這就需要對調(diào)速的嚴格控制。分析調(diào)速性

26、能根據(jù)一下幾點：1.調(diào)速范圍的大小，也就是最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之比2.經(jīng)濟性的好壞，減少運行費用行業(yè)降低成本。3調(diào)速的平滑性，要可以隨意的對電機調(diào)速，而不影響使用功能。4.調(diào)速要全面，工作穩(wěn)定可靠。4.2.3 電機的反轉(zhuǎn)改變原來電機旋轉(zhuǎn)的方向，稱之為反轉(zhuǎn)。要使電機反轉(zhuǎn)，主要是電磁轉(zhuǎn)矩原來的受力方向改變。我們知道，改變電磁轉(zhuǎn)矩的方式有兩種。一種是改變電樞電流的方向，另一種是改變磁通的方向。所以我們可有兩種方法來改變轉(zhuǎn)速方向。第一種方法，改變電樞的電壓極性，通過將電樞繞組接到電源的正負極對調(diào)一下，使極性相反，改變電流方向，從而可以改變轉(zhuǎn)速方向。還有一種方法，就是改變勵磁電壓的極性，勵磁繞組兩端的正負

27、極性。改變極性，方向相反的磁場，電磁轉(zhuǎn)矩的方向的應力變化。4.2.4電機的制動同樣，對于很多工業(yè)設備，我們不僅僅需要它轉(zhuǎn)動和停止，有時候還需要它能夠迅速停止，這樣可以縮短工作時間，提高工作效率，提高產(chǎn)品產(chǎn)量。再比如電車在進站的時候要快速靠近站臺停站，要快速時間電車停止。這時候就需要對電機進行制動。電機制動時電磁轉(zhuǎn)矩的受力方向和電機的旋轉(zhuǎn)方向相反。通常直流電機的電磁制動有三種方式：第一種是電機回饋制動。第二種是反接制動。第三種為能耗制動。其中應用最廣泛的是第三種方式能耗制動，在制動過程中，制動轉(zhuǎn)矩作的功全部來源于機組轉(zhuǎn)動部分的動能。4.3 電機驅(qū)動芯片L293d 采用集成芯片L293d驅(qū)動電機正

28、轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止，L293d內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個雙H橋，雙極性脈沖寬度調(diào)制方法可以產(chǎn)生連續(xù)的電流。使電機能在四角限轉(zhuǎn)動。當電機停止有小電流流過，使電機平滑的停止，消除電機改變旋轉(zhuǎn)方向時的靜摩擦死區(qū)。L293d通過內(nèi)部H橋電路的的輸入信號可以控制電機的轉(zhuǎn)動方向。通常L293d有兩個H橋，能在同一時刻控制兩個電機，每個電機都有它自己的使能信號EN。如圖4-1，其中ENA(本文接單片機P26端口)，ENB是控制信號的使能位。IN1（接單片機P25端口）、IN2（接單片機P24端口）為電機轉(zhuǎn)動方向控制位，IN1、IN2分別為1，0時，電機正轉(zhuǎn)。當IN1、IN2分別為0，1時，電機反轉(zhuǎn)。當IN1、IN2分別為0

29、，0時，電機停止。選用電機連接單片機的控制引腳，根據(jù)功能需要，通過調(diào)整軟件的占空比來改變電機的轉(zhuǎn)速。 圖4-1 電機驅(qū)動電路第5章 系統(tǒng)硬件設計5.1 系統(tǒng)硬件電路圖 圖5-1 系統(tǒng)硬件電路圖5.2 系統(tǒng)硬件PCB圖圖5-2 系統(tǒng)硬件PCB圖5.3 實物圖圖5-3 實物圖結(jié)論紅外線遙控有體積小，質(zhì)量輕，功耗低等優(yōu)點，在近代科技浪潮中得到的巨大的發(fā)展，這也是本次選題的原因之一。紅外遙控控制電機轉(zhuǎn)速繼承了紅外遙控的所有優(yōu)點，同時結(jié)合單片機，對電機驅(qū)動芯片的控制，實現(xiàn)了電機的調(diào)速。因此本設計是由紅外遙控板發(fā)射信號，單片機完成解碼，并控制電機驅(qū)動芯片，從而實現(xiàn)電機的調(diào)速。通過對電路的設計和程序編程，最

30、終通過實驗驗證了設計的紅外線控制電機基本符合其設計原理。但是本次設計也存在了一定的局限性：由于客觀條件的因素，有許多元器件都沒來的及添加進去，比如霍爾傳感器，機械按鍵，數(shù)碼管或者TFT屏幕，所以在以后的硬件升級中，可以加入霍爾傳感器對電機速度實時顯示出來，并顯示在數(shù)碼管或者TFT屏幕中，或者加入機械式按鍵控制電機轉(zhuǎn)速的做來作為紅外遙控板故障時的備用按鍵。也可以通過軟件升級加入定時模式，休眠模式，斷電保護模式，甚至可以加入密碼開啟功能。 致謝通過本次畢業(yè)設計，在一定程度上提高了我學習的能力，讓我學到了用多種不同思維去解決和分析問題的方法。讓我認識到正確并且科學的方法是解決問題的良好途徑，同時在學

31、習的過程中要端正自己的態(tài)度，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度在是必不可少的，也是我們成功的基礎。這次無線遙控控制電機轉(zhuǎn)速設計，使我懂得了理論聯(lián)系實際重要性。僅僅只有理論知識很難全面的了解產(chǎn)品的特點和功能，必須在真正接觸之后去了解它每一個模塊的使用功能和工作原理。同時在這期間解決了各種各樣的問題，雖然有的很簡單，但依然花費了不少時間。這讓我對所學知識有深刻的認識。對掌握不牢靠和理解不到位的地方重新進行了溫習，加深了定義和理論的理解。設計完成后，經(jīng)過焊接電路板，在硬件上實驗測試通過。按鍵操作時間電機正反轉(zhuǎn)，并分成1，2，3，4擋。指示燈也根據(jù)檔位的不同分別顯示。最后在這期間中多虧有老師的耐心、辛勤的指導，才得以順利

32、地完成了這次的畢業(yè)設計。在此由衷的感謝賈老師給我的指導和幫助。參考文獻1程琤 單片機原理與應用開發(fā) 國防工業(yè)出版社20102郭天祥 新概念51單片機C語言教程 電子工業(yè)出版社20093譚浩強 C語言程序設計 北京 清華大學出版社 20094王鑒光 電動機控制系統(tǒng)M 北京機械工業(yè)出版社19945竇振中 單片機原理和程序設計 北京航天大學出版社20006蘇長贊 使用遙控技術手冊 人民郵電出版社20027李朝青 單片機原理及接口技術北京航天航空大學出版社20058王小明電動機的單片機控制M 北京航空航天大學出版社2002.9何立民 單片機應用技術選編 北京航空航天大學出版社199710 李發(fā)海/朱東

33、啟 電機學 北京科學出版社 2007.27.附錄軟件源程序：/*程序功能：紅外遙控控制電機正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，加速轉(zhuǎn)。同時，使用PWM調(diào)制把速度分為四檔，并分別用LED燈指示按鍵功能：1鍵鍵啟動（電機不轉(zhuǎn) 啟動指示燈亮 只有開啟鍵之后才能進行后續(xù)操作）2鍵停止鍵（電機不轉(zhuǎn) 所有LED指示燈滅 其它操作無效）3鍵電機正轉(zhuǎn)（默認一檔 啟動指示燈和正轉(zhuǎn)燈亮 只有先選擇正反轉(zhuǎn)之后才能后續(xù)操作）4鍵電機反轉(zhuǎn)（電機反轉(zhuǎn) 啟動指示燈亮和反轉(zhuǎn)燈亮 只有先選擇正反轉(zhuǎn)之后才能后續(xù)操作）5鍵電機二檔加速（啟動指示燈亮 二檔指示燈亮 相應的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈燈亮）6鍵電機三檔加速（啟動指示燈亮 三檔指示燈亮 相應的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指

34、示燈燈亮）7鍵電機四檔加速（啟動指示燈亮 四檔指示燈亮 相應的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈燈亮）在按鍵的同時，會進行按鍵檢測，蜂鳴器發(fā)聲，表明按鍵按下班級：1*06972* 姓名：錢多多專業(yè)：電氣工程及其自動化本程序在Keil uVision3中編寫 */#include<reg52.h>#include <intrins.h> /我叫錢多多#define uchar unsigned char /叫我高富帥#define uint unsigned intsbit beep=P25;/蜂鳴器端口定義uchar num; /全部變量/uchar code table=0x3f,0x

35、06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,/0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/uchar code table1=0x7e,0x7d,0x7b,0x77,0x6f,0x5f;sbit ir=P32; /紅外端口定義uchar irtime; /定時器計數(shù)次數(shù)uchar irdata33; / 引導碼 客戶嗎12 操作碼12 uchar bitnum; /標志位uchar startflag; /紅外接收頭識別客戶碼開始標志位uchar k_flag; /按鍵順序標志位uchar ir_ok; /紅外識別標志位uchar i

36、rcode4;/數(shù)組 儲存接收數(shù)值uchar ir_pros_ok; /紅外處理完成標志位/uchar disnum5;sbit P10 = P10; /定義發(fā)光二極管LED端口做指示燈sbit P11 = P11; sbit P12 = P12; sbit P13 = P13; sbit P14 = P14; sbit P15 = P15; sbit P16 = P16; sbit P17 = P17; #define M_EN1 M_ENA=1;M_IN1=0;M_IN2=1 /電機控制 正轉(zhuǎn)定義#define M_EN2 M_ENA=1;M_IN1=1;M_IN2=0 /電機控制 反轉(zhuǎn)定

37、義#define M_DIS M_ENA=0;/電機控制 停止定義bit Start_flag=0;/電機轉(zhuǎn)動標志位bit Stop_flag=0; /電機停止標志位bit dirflag=0; /方向標志位sbit M_ENA=P24; /電機端口定義sbit M_IN1=P23;sbit M_IN2=P22;uchar PWM_ON; /全局變量uchar timer_num=0; /全局變量void timer0init() /定時器0初始化 /256*12*(1/12)=0.256ms 每中斷一次需要的時間TMOD=0x12; /定時器初始化TH0=0x00; /定時器1工作方式1TL

38、0=0x00; /定時器0工作方式2EA=1; /開總中斷ET0=1; /開定時器0中斷TR0=1; TH1=(65536-1000)/256; /設置處置TL1=(65536-1000)%256;ET1=1;/開定時器1中斷TR1=1; void delay(uint x) /延遲函數(shù)uint z,i;for(z=x;z>0;z-)for(i=120;i>0;i-);void ir_process() /0.56*2/256 = 4.37 紅外處理 解碼儲存uchar num_1,z,k,i;/局部變量定義z=1; for(i=0;i<4;i+)for(k=0;k<8

39、;k+) num_1=num_1>>1; /0.56+1.685=2.245/0.256 =8.76 0.56+0.56=1.12/0.256=4.375if(irdataz>6)num_1=num_1|0x80;z+;ircodei=num_1;ir_pros_ok=1;void didi()/蜂鳴器beep=0;delay(150);beep=1;void ir_display(void)/執(zhí)行處理部分 if(ircode2=0x0c)&&(Start_flag=0)&&(Stop_flag=0) /取操作碼 作數(shù)字開關 開啟電機didi(

40、); /按鍵檢測Start_flag=1;PWM_ON=0;Stop_flag=0;P10=0;P11=1;P12=1;P13=1; P14=1;P15=1;else if(ircode2=0x18)&&Start_flag)/關閉電機didi();Start_flag=0;Stop_flag=0;k_flag=0;P10=1;P11=1;P12=1;P13=1;P14=1;P15=1;else if(ircode2=0x5e)&&Start_flag) /電機正轉(zhuǎn) 默認一檔調(diào)速didi(); dirflag=0;Stop_flag=1;k_flag=1;PWM_ON=1;P10=0;P11=0;P12=1;P13=1;P14=1;P15=1;else if(ircode2=0x08)&&Start_flag) /電機反轉(zhuǎn)默認一檔調(diào)速didi();dirflag=1;k_flag=1;Stop_flag=1;PWM_ON=1;P10=0;P11=1;P12=0;P13=1;P14=1;P15=1; else if(ircode2=0x1c)