毕业论文-红外遥控调速跑步机设计.doc

苏州大学本科生毕业论文（设计） 目 录摘 要 . .1Abstract. .2前 言. .3第一章 绪 论41.1 开发背景41.2 国内外研究现状41.3 任务与目标4第二章 红外遥控调速跑步机电路概述62.1 直流电机的调速原理及方法62.2 脉冲宽度调制PWM（Pulse Width Modulation）原理72.3 直流电机的转速测量系统82.4 红外遥控调速跑步机的设计方案92.5 论文的创新点10第三章 红外遥控直流电机测速调速系统电路设计113.1 直流电机测速调速系统结构框图113.2电机驱动电路设计113.2.1 驱动电路的设计与选择113.2.2 L9110电机驱动芯片123.3电机测速电路设计133.4 PT2262-IR/PT2272编解码芯片143.4.1 PT2262-IR143.4.2 PT2272163.4.3 编解码芯片PT2262-IR/PT2272工作原理173.5 单片机及相关介绍173.5.1 单片机硬件结构173.5.2 89C51的最小系统183.6 红外通信系统183.7 LCD显示器接口原理193.7.1 液晶显示原理及1602字符型LCD简介193.7.2 LCD1602的基本参数及引脚功能193.8 键盘接口原理213.8.1 键盘概述213.8.2 键盘接口的工作原理213.8.3键盘的设计21第四章 程序设计234.1 流程图234.1.1 转速测量程序流程图234.1.2 液晶显示流程图244.2 初始化程序254.3 系统的软件调试254.4 系统程序设计思想25第五章 系统调试265.1系统的硬件调试265.2系统的调试结果26第六章 总结与展望316.1 课题总结316.2 进一步开发的展望31II摘 要红外遥控调速跑步机的设计，采用小型直流电机来模拟单片机对跑步机电机的控制。在软件设计上通过C语言程序来产生PWM控制信号，以实现电机的调速。硬件方面以STC89C51型号的单片机为核心，与驱动电路，测速电路，键盘和LCD显示模块构成最小系统。通过以上的软硬相结合的方法，即可实现直流电机的测速调速。另外，添加PT2262-IR/2272后，红外遥控功能即可实现。人员可根据显示速度操作红外遥控板块的键盘，方便地使电机达到想要设定的转速。关键词：红外遥控，跑步机，直流电机，PWM Abstract The design of treadmill controlled by infrared remote, using a small DC motor to simulate the chips control of the treadmill motor. In the software design ,in order to achieve motor speed control,to generate PWM control signals through a C language program.The hardware with STC89C51 as the core,with the drive circuit, speed measurement circuit, the keyboard and LCD display module compose a minimum system.Through the method of combining use of hardware and software, can realize the DC motor velocity measurement and speed control.Furthermore, after adding PT2262-IR / 2272, infrared remote control can be realized. According to the displayed speed, people can operate the keyboard of infrared remote control plate to reach the desired setting speed easily.Keywords: infrared remote control; treadmill; direct current motor; PWMWritten by Wang KaiSupervised by Wang Qiang前 言在当前的工农业生产中，直流电机以其速度的可控性，启动、制动的稳定性，以及调速的平滑性和经济性等，得到了广泛的应用1。文章对基于单片机的直流电机PWM调速系统做了一定的研究，并且实现红外遥控直流电机测速调速功能，最终完成红外遥控调速跑步机的设计。该系统测速调速板块利用STC89C51单片机的定时器产生PWM脉冲，通过L9110电机驱动直流电机，可以方便地控制直流电机的转速。同时，测速模块对电机转速进行实时测量，数据经单片机处理后，最终把转速显示在LCD显示器上。红外遥控模块则主要由无线遥控发射芯片PT2262及按键构成，发送的信号由测速调速板块上的接收芯片PT2272解码后，送达给单片机，由此实现红外遥控功能。全文一共分为六章。在第一章绪论里，首先简要介绍跑步机的研究背景、当前国际研究状况以及本次做的红外遥控调速跑步机需要初步实现的功能等；第二章是对红外遥控调速跑步机电路概述，主要是为研究提供理论基础；第三章里，主要讲述系统的硬件电路设计及对所使用的各种芯片功能与特性做一个介绍；第四章是讲述程序设计及设计思路；在第五章，描述系统的调试并展示结果；最后在第六章中对本次设计作总结，并对将来功能更完善、更科技化、人性化、专业化的跑步机设计作一个展望。由于笔者的水平、时间以及经费的限制，难免会有错误和不足，需要继续改进的地方还很多。还恳请指导老师和各位专家老师批评指正。第一章 绪 论1.1 开发背景2013年，“雾霾”成为年度关键词。2015年2月份，随着柴静一部穹顶之下纪录片的推出，越发的成为人们关注的焦点。可以预见，随着雾霾的肆虐，室外环境的恶化，人类的一些活动如跑步等只好转到室内，人们将花费更多的时间待在室内，室内健身项目也将有着广阔的市场前景。与此同时，类似Apple Watch的穿戴式设备也备受青睐。而如果两者结合，又会擦出什么样的火花呢？于是，红外遥控调速跑步机设计的想法油然而生。电动跑步机是机电一体化产品，是国家鼓励发展的行业。它的优点很明显，使人们锻炼身体不受场地、环境、气候的约束，在雾霾肆虐的今天，为广大运动健身爱好者尤其是跑步爱好者找到了一条两全其美的出路。跑步机无需占用太大的空间，就可以为使用者提供畅快的健身体验，全面提高国民身体素质。电动跑步机的发展就紧贴建设和谐有序的发展环境这一主题，是一种有可持续发展前途的产品。为带动产业结构调整发挥着重要的作用。一大批人性化设计的跑步机正在问世，通过电子技术、计算机技术、制造设备工装的改造革新，其发展空间相当大。1.2 国内外研究现状如今，数字变频产品已走进千家万户。第四代数字变频跑步机与第三代跑步机的区别在于它的核心组件数控系统，直流跑步机的控制器采用的是PWM调速电源，其工作原理是调整电压、电流的大小从而控制电机的转速。几十年来，直流电机传动经历了重大的变革。20世纪70年代以来，单片机的使用使电动机控制系统的性能得到了很大提高。如今，使用微机实现了全数字化控制的直流传动系统已经广泛应用在生产领域，电机工作性能更是上了一个台阶，进一步提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以，通过微机实现直流传动全数字化控制，直流调速系统将进入一个新时代。如果我们抓住机遇、勇对挑战、积极研发，这将是我国跑步机产业乃至国民经济腾飞的起点！1.3 任务与目标根据笔者目前的知识水平和经费情况，设计的跑步机雏形拥有以下特点：（1）直流电机能进行调速，实现正反转、加减速。（2）为了监测电机运行的平稳性，需要适时对直流电机的转速进行测量。（3）本着智能家居的理念，实现方便地对跑步机进行调节，加入红外遥控模块。最后，考虑到安全性。加上三个LED指示灯灯，直观的指示当前电机的正反转工作状态。第二章 红外遥控调速跑步机电路概述在本章中，对本次设计所涉及的技术、理论基础分别作介绍。2.1 直流电机的调速原理及方法直流电机又分为自励和他励两种类型2。这里我们讨论的是他励直流电动机。由电机的电路原理图可得机械特性的表达式： (2-1)图2-1 机械特性称为理想空载转速实际空载转速为： （2-2）分析式(2-1)可得当分别改变、以及（当改变励磁电流，可以改变磁通量的大小）时，可以得到不同的转速，从而实现对速度的调节。调节电枢外加电阻因为缺点太多，目前很少采用，而电动机的励磁电流和磁通量只能弱磁调速。本次设计里需要无级平滑调速，所以采用调节电压这种方法。因此，保持不变，只改变。此时的人为特性方程式为3： （2-3）得到人为机械特性曲线：图2-2 只降低电枢电压时的人为机械特性曲线如图2-2所示，此时的人为机械特性曲线是一组平行于固有机械特性的直线。因为电枢电压升降会引起理想空载转速随之发生相应的升降变化，所以只要平滑地调节电枢两端电压，即可对电机进行无级平滑调速。基于以上特性，通过改变电枢电压，实现对直流电机速度调节的方法被广泛采用4。 PWM（Pulse Width Modulation） 控制是其中常用的一种5。2.2 脉冲宽度调制PWM（Pulse Width Modulation）原理PWM调速系统产生于70年代中期。在国外，PWM最早应用在军事工业以及空间技术中。近十多年来，PWM技术的高速发展，将电气驱动技术推进到一个新的高度，近几年来,进一步扩大了其影响及应用领域，被广泛运用于在机床、自动生产线等领域Error! Reference source not found.。PWM又被称为“开关驱动装置”，是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到调速的一种电压调整方法3。图2-3 PWM控制原理控制原理如图2-3所示。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；当电机断电时，速度逐渐减少。所以，只要按一定的规律，改变通、断电的时间，就可以随心所欲地控制电机转速。设电机全程接通电时，电机转速最大，占空比为，则电机的平均速度为： （2-4）式中，电机全通电时的速度。占空比。电机的平均速度。由公式（2-4）可见，当我们改变时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。严格地讲，平均速度与占空比并不是严格的线性关系。但在一般的应用中，可以将它们近似地看成线性关系。PWM信号的产生通常分为软件、硬件两种实现方法。一般说来，改变占空比的值有三种实现方法：（1）定频调宽（2）调宽调频（3）定宽调频采用第一种方法时，不仅电动机运转比较稳定，而且易于单片机产生PWM脉冲的软件实现（定频调宽法的频率一般取在800HZ1000HZ之间）。与此同时，由于后两种方法会引起振荡，因此定频调宽是最常见的方法。本设计也拟选用定频调宽的软件方法来实现调速。首先必须明确定时器的定时初值与定时时间的关系。如果单片机的时钟频率为f，定时器计数器为n位，则定时器初值与定时时间的关系为： (2-5)式中，定时时间。定时器的位数。表示定时器的计数初值。随着机型的不同而不同。我们只要设定不同的，就改变了，最终达到控制电机转速的目的3。2.3 直流电机的转速测量系统转速的计算利用单片机STC89C51及霍尔传感器完成。电机每转一圈，霍尔传感器检测到一个信号后将其转化为脉冲信号传递给单片机，单片机将一段时间里测得的信号数除以时间，即可得到转速，从而实现转速测量功能。转速测量框图如图2-3所示：图2-3 转速测量框图2.4 红外遥控调速跑步机的设计方案系统总体框图如图2-4所示：图2-4 系统总体框图在软件设计上通过C语言程序来产生PWM控制信号，以实现电机的调速。硬件方面以STC89C51型号的单片机为核心的基础上，添加驱动芯片L9110、测速模块霍尔传感器以及LCD显示模块。另外，添加PT2262-IR/2272后，红外遥控功能即可实现。通过以上的软硬相结合的方法，即可实现红外遥控直流电机的测速调速。人员可根据显示速度操作红外遥控板块的键盘，使电机最终达到想要设定的转速。通过霍尔传感器，可以实时对电机转速进行测量，再把转速发送到单片机，最终把转速显示在LCD显示器上。液晶显示的内容有：测速模块测得的速度、当前正反转的状态、当前电机转速档位。2.5 论文的创新点随着穿戴式设备的流行，人们越来越钟爱享受简约而不简单的科技生活。即将发售的Apple Watch给予了我些许灵感，因此，在设计跑步机的基础上，还增加了红外遥控设计。该设计共分为两个板块，第一个是直流电机测速调速功能主板，模拟跑步机；另一个为红外遥控板，可对跑步机进行遥控。功能主板在PWM调整控制直流电机、霍尔测速的基础上，增加PT2272无线接收芯片。红外遥控板上则将按键集中到红外遥控板上，增加PT2260-IR无线发射芯片。编码通过红外发射管发射出去，经功能主板上的红外接收头接收，接收后送到解码芯片 PT2272，实现红外遥控的目标。第三章 红外遥控直流电机测速调速系统电路设计3.1 直流电机测速调速系统结构框图系统总体结构详细框图如图3-1所示图3-1 系统总体结构详细框图因此，该设计共计分为两个板块，第一个是直流电机测速调速功能主板，另一个为红外遥控板。3.2电机驱动电路设计由于单片机的I/O口不能直接驱动直流电机，所以需要在单片机与电机间加上驱动模块后，电机方可按照控制要求运行。3.2.1 驱动电路的设计与选择在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑所需要的功能和驱动电路的性能。首先，要结合实际情况，例如，要看电机是否需要调速，单向还是双向6。不同的电机所需要驱动电路的功能不同，驱动电路的设计自然也不尽相同。其次，就要考虑其性能。对于PWM 调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标：（1）对控制输入端的影响（2）输出电流和电压范围（3）对电源的影响（4）可靠性（5）效率由于分立元件构成的驱动电路，实际使用中不仅制作麻烦，而且故障率高。所以通常采用集成度高、可靠性高、使用方便的集成的H桥（H桥驱动电路：包括4个三极管和一个电机，因其形似字母H，所以称为H桥驱动电路）驱动芯片，如L9110，LMD18200，L298N等。经过多方面考虑权衡后，本设计确定选用L9110驱动芯片。3.2.2 L9110电机驱动芯片L9110是为控制和驱动电机设计的两通道专用集成电路驱动芯片，将分立元件构成的驱动电路集成在单片IC 之中。一方面，整体可靠性大大提高；另一方面，外围器件成本也降低了。如今，因其使用上的安全可靠7，L9110 已被广泛应用于玩具汽车、电机驱动及开关功率管等电路领域中8。L9110电机驱动芯片特点：（1）低静态工作电流；（2）宽电源电压范围：2.5V-12V；（3）每通道具有750800mA 连续电流输出能力；（4）较低的饱和压降；（5）TTL/CMOS输出电平兼容，可直接与MCU连接；（6）输出内置钳位二极管，适用于感性负载；（7）控制和驱动集成于单片 IC 之中；（8）具备管脚高压保护功能。L9110管脚功能图如图3-2所示：图3-2 L9110管脚功能图表3-1 管脚定义表序号符号功能1OAA路输出管脚2VCC电源电压3VCC电源电压4OBB路输出管脚5GND地线6IAA路输入管脚7IBB路输入管脚8GND地线表3-2逻辑关系表IAIBOAOBHLHLLHLHLLLLHHLL单片机输出可以直接驱动L9110，控制IA和IB的高低电平，就可以控制电机正反转。如图3-3 L9110的应用电路图所示：图3-3 L9110应用电路图3.3电机测速电路设计传感器可以将转速信号转换成脉冲信号，经过处理后，就可以通过利用单片机进行计算得到转速值9。霍尔效应1897年首次被发现，但直到20世纪50年代，霍尔效应才开始被人们所重视并得到快速的发展。目前霍尔传感器已经广泛的应用于速度、振动、电磁、电流等的测量领域9。本设计所采用的是CS3144霍尔开关集成电路。它是基于霍尔效应的一种磁敏式传感器。其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。CS3144霍尔开关集成电路原理图如图3-4所示：图3-4 CS3144霍尔开关集成电路原理图接口电路如图3-5所示：图3-5 CS3144霍尔开关电路接口电路图3.4 PT2262-IR/PT2272编解码芯片PT2262/2272是一对无线遥控发射/接收芯片。目前常见应用于车辆、家庭防盗系统，遥控玩具以及其它的电器遥控等领域。3.4.1 PT2262-IR发射芯片PT2262-IR集载波振荡器、编码器和发射单元于一身，它是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路。无线数据发送框图如图3-6所示：图3-6 无线数据发送框图PT2262-IR的管脚图如图3-7所示：图3-7 PT2262-IR管脚图管脚说明如表3-3所示：表3-3 PT2262管脚说明名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空) D0-D57-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉VDD18电源正端（）VSS9电源负端（）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端Dout17编码输出端（正常时为低电平）3.4.2 PT2272无线数据接收框图如图3-8所示：图3-8 无线数据接收框图PT2272的管脚图如图3-9所示：图3-9 PT2272管脚图表3-4 PT2272管脚说明名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”，“1”，“f”(悬空)，必须与 2262 一致，否则不解码D0-D57-8、10-13地址或数据管脚 ，当做为数据管脚时，只有在地址码与 2262 一致，数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换VDD18电源正端（）VSS9电源负端（）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；VT17解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）3.4.3 编解码芯片PT2262-IR/PT2272工作原理PT2262-IR/2272地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。一般使用中，采用 8 位地址码和 4 位数据码，PT2262 和 PT2272 的第 18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择（悬空、接正电源、接地），因为 ，所以地址编码共有不重复的 6561 组，只有当发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同时，才能配对使用（同一个系统地址码必须一致）。当有按键按下时，PT2262-IR得电工作，其第17脚Dout输出经调制的串行编码信号（由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字），再由红外发射管发射出去10。当两者地址编码完全一致时，PT2272的 D1D4 端输出约 4V 的互锁高电平控制信号，同时，VT 端也会输出解码有效高电平信号。3.5 单片机及相关介绍3.5.1 单片机硬件结构单片机的英文名称是MCU （Micro Controller Unit），又称微控制器，它是一种面向控制的大规模集成电路芯片11。它具有功能强、体积小、可靠性高、应用简单灵活，因而使用非常广泛，有力地推动各行业的技术发展和更新换代。本设计采用的STC89C51单片机是一款抗干扰能力强、功能强大、高速且功耗低的单片机。单片机引脚图如图3-10所示：图3-10 单片机引脚图3.5.2 89C51的最小系统单片机的最小系统是指单片机发挥功能，正常工作时必须的组成部分。单片机加上晶振电路和复位电路以及电源即构成单片机最小系统，但该最小系统只能处理数字量的输入输出。典型的单片机的测控系统还包括对采集数据进行处理，再加上数字量输出、D/A转换以及各种功率驱动部件。单片机最小系统如图3-11所示：图3-11 单片机最小系统3.6 红外通信系统发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统12。红外遥控的特点：（1）编解码容易，可以多路遥控。（2）电路调试简单。（3）不干扰其它电器设备。如今，红外遥控凭借其以上优点，广泛地应用在家用电器、室内近距离遥控中（10米）。红外通信系统一般分为发射和接收两个部分13。发射部分的主要元件为红外发光二极管；接收部分以前都是采用红外接收管（一种光敏二极管14）及高增益放大电路完成接收、放大的功能。如今，则大多采用成品红外接收头15。红外接收头集接收、放大、解调功能于一体，接收头输出的是解调后的数据信号16。因为便捷、可靠，因此本设计也直接采用成品红外接收头。3.7 LCD显示器接口原理3.7.1 液晶显示原理及1602字符型LCD简介液晶显示的原理：利用液晶的物理特性，其有电压的显示区域就有显示Error! Reference source not found.。液晶显示凭借其优势目前已经被广泛应用于数字摄像机、便携式电脑以及移动通信工具等众多领域。本设计采用的是1602字符型LCD，下面对其做一个大概的介绍。3.7.2 LCD1602的基本参数及引脚功能LCD1602的基本参数为：（1）显示容量为162个字符；（2）芯片工作电压：4.55.5V；（3）工作电流：2.0mA(5.0V)；（4）模块最佳工作电压：5.0V；（5）字符尺寸：2.954.35(WH)mm。LCD1602是一种点阵式LCD，专门用于显示字母、数字、符号等17。采用标准的16脚接口（LCD1602分为带背光和不带背光两种，无背光的14个脚，带背光的16个脚，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别）。引脚图如图3-12所示：图3-12 LCD1602引脚图表3-5 LCD1602引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLK背光源正极8D1数据16BLK背光源负极此外，还有LCD1602的指令说明及时序，LCD1602的RAM地址映射及标准字库表等等这里就不再赘述。3.8 键盘接口原理3.8.1 键盘概述键盘分两大类：非编码键盘和编码键盘18。非编码键盘只简单地提供键盘的行列与矩阵，硬件较为简单，但占用CPU较多时间。又分为独立式按键结构、矩阵式按键结构。编码键盘易于使用，但硬件比较复杂，这里我们不做过多介绍。3.8.2 键盘接口的工作原理常用键盘接口分为独立式键盘接口和行列式键盘接口。一般来说，独立式键盘接口独立式键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合，行列式键盘用于按键数目较多的场合。在这里，考虑到本设计需要的按键比较少，故而选择独立式键盘接口。3.8.3键盘的设计如图3-11所示，利用四个开关组成一个键盘。它的的四条线分别与PT2262-IR的D口的D0D3相连(实际上，等同于和单片机的p0口的p2.0p2.3相连)，另一端直接接电源。四个按键分别代表的作用如表3-6：表3-6 按键功能表按键名称功能SW1加速SW2减速SW3启动/停止SW4正反转当有与单片机相连的引角出现高电平，即可判断相应的按键有按下。通过对开关的控制，即对加、减、启动/停止、反转键的操作，达到控制电机转速的目的。图3-13键盘简易电路第四章 程序设计4.1 流程图在一个完整的系统中，软件部分是非常重要的。按照要求设计出的主程序流程图，如图4-1所示：图4-1 主程序流程图4.1.1 转速测量程序流程图转速测量程序流程图如图4-2所示：图4-2 转速测量程序流程图4.1.2 液晶显示流程图液晶显示流程图如图4-3所示：4-3 液晶显示流程图4.2 初始化程序初始化程序主要完成为响应中断而进行的初始化工作，这些工作有：中断源的设置，中断服务程序中有关工作单元的初始化和中断控制的设置等19。为了确保模块能正常显示，编写显示程序开始前需要进行初始化。void yj1602_init() /液晶初始化yj1602_write_com(0x38);/显示模块设置yj1602_write_com(0x0c);/显示开及光标设置yj1602_write_com(0x06);/显示光标移动设置yj1602_write_com(0x01);/显示清屏4.3 系统的软件调试本设计是在Keil 开发环境，编程和调试。Keil 软件支持C语言，使用方便。系统的软件调试可以及时发现一些浅显的软件编写错误并保证编程一定的正确性。排除了软件中的错误，也可以更好的的发现和解决硬件电路中的故障。按照单片机C语言源程序所要求的格式、语法规定编写好程序。在Keil 上将程序进行编译，并经过调试，在确认没有错误之后，将生成的目标程序烧录到单片机。运行单片机，检测是否能实现设计的目标功能。在软件调试中，也遇到了一些问题：LCD工作了一会后，屏幕上显示的信息错位，时间越长，问题越严重。有时又会突然正常了。先检测LCD的连接，没有错误，再通过仔细检查、调试，发现是初始化程序编写错误，修改后，一切正常。4.4 系统程序设计思想用C语言编写程序：（1） 液晶显示函数，使LCD第一行显示“ Welcome to You”；第二行显示“D： ”即档位，然后是“ r/s ”即显示的转速，最后显示正反：“T”表示“ting”电机停止，“Z”表示“zheng”电机正转，“F”表示“fan”电机反转。（2） 按键扫描函数，检测是否有按键按下，将从键盘得来的高低电平信息进行处理，得到相应的信号，使系统完成相应的按键功能。本实验总共应用了五个按键，一个复位按键，另四个为控制按键。在使用键盘时应考虑到去抖动，还应考虑到按键释放的问题，因此编写程序时要采用一段延时程序来解决这些问题。（3） 电机驱动函数，信号送给L9110驱动芯片，用来驱动电机的正反转。（4） 主函数里调用相关函数，完成测速调速功能。第五章 系统调试单片机系统的调试分为硬件调试和软件调试。一般先进行硬件测试，排除明显的硬件故障，再结合软件进行调试。5.1系统的硬件调试硬件的调试是基础，只有硬件调试通过，才可进行软件设计。硬件调试方法为：首先检查原理图是否有误，将硬件电路板与原理图对照检查，看是否一致。查看所用元器件的型号、规格和安装与设计所需元器件是否相同。再用万用表检查地线，电源线，信号线是否全部连通，防止虚焊、漏焊，同时排查电路是否有引脚短路等现象。最后，在通电前检查电源电压的幅值和极性是否正确；加电后，检查分析各个元件引脚的电位，认真仔细地对硬件电路部分进行检查。检查时发现显示屏3脚接地了，通电后产生“花屏”的感觉，原来是因为接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“阴影”，修正后显示良好。5.2系统的调试结果一开始，电机在转动,测速显示却一直为0，经过调整霍尔传感器位置，解决了这个问题。通电后初始图像如图5-1所示：图5-1 通电后初始图像启动/停止按键SW3被按下后，如图5-2所示：图5-2 摁下启动按钮后加速按键SW1按下后，提速至二档，如图5-3所示：图5-3 正转加速至二档再两次按下加速按键SW1后，提速至四档，如图5-4所示：图5-4 正转加速至四档按一下减速按键SW2，速度减至三档，如图5-5所示：图5-5 正转减速至三档启动/停止按键SW3被按下，电机停止。然后，按下反转按键SW4，电机反转，如图5-6所示：图5-6 电机反转加速按键SW1按下，反转加速，提至二档，如图5-7所示：图5-7 电机反转加速第六章 总结与展望6.1 课题总结这里基于研发中遇到的问题以及感悟对这段时间所做的工作做一个总结。通过单片机来实现电机调整有多种方法，本文使用STC89C5l单片机对电机的控制说明了用纯软件的方法实现 PWM 从而来实现调速的过程，具有便携性、低成本、调速范围宽、精度高、响应速度快等优点，为简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。在本次设计中，也遇到了不少的难点。原本打算用软件红外解码，需要一个定时器和一个中断，电机调速测速也需要一个定时器和中断，第一次启动的时候还可以，之后由于两个定时器和中断都工作，会产生影响，使遥控器失灵，所以采用硬件红外解码，PT2262-IR芯片作为红外发射，PT2272作为红外解码。当然，因为时间仓促，而且对单片机的理解可能还不够深刻，在设计选择上举步维艰，需要进一步提高的地方还很多，希望老师不吝赐教、批评指正。6.2 进一步开发的展望有防则安，无防则危。从安全方面考虑，一旦发生异物卡住电机的情况，电能完全转化成热能，就可能导致火灾，故而可以考虑增加一个DS18B20温度传感器对电动机实行温度监测，以保证使用者与机器的安全。目前市面上的跑步机，为了增强产品竞争力，早已不止单单拥有跑步功能，还带有按摩机、扭腰、仰卧起坐、俯卧撑、脚踏车等多个功能，进一步开发时可以考虑加入这些功能。在本次设计中，综合多方面因素后，我选择了红外遥控。它的的特点是通过遥控器发射红外光进行信息传递，它的应用很广泛，电视机等一些家用电器都是使用的红外遥控。但是，红外线在介质中传播会产生衰减。另外由于其存在定向性的问题，并且它不能穿透物体，而且在使用红外线传送信号时，容易受到照明光和外来杂波的影响和干扰，所以用来做这个项目在科技高速发展的今天还是显得简陋了些。将来，我们还可以将红外控制的构思范围扩大，将其拓展到智能家居的层面。我们可以通过互联网或者移动设备，与家中智能系统终端相连接，实现实时控制及无线远程控制，真正做到智能化。基于技术水平以及知识面有限，可能一些方面还有待完善，在此热忱欢迎您的意见和建议。参考文献1 庹朝永.基于单片机的直流电机PWM调速系统设计与开发.煤炭技术，A2011-062 郭海英.微机控制PWM直流调速系统的设计.机电工程技术，-2006-05-303 李维军.基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统.机电一体化，-2004 104 黄洪卫等.介绍一种瑞萨单片机软件实现的直流电机PWM调速方法.大众科技，-2009-11-105 田云等.基于51单片机的直流电机调速的方法.鸡西大学学报，-2010-086 王立波.数控切割机调高系统硬件设计.科技创新导报，-2008-03-217 陌尘.LG9110电机驱动芯片介绍.电子制作，-2004-11期8 杨飞，郑贵林.基于CAN总线的监控系统设计.微计算机信息，-2005-03-109 张宪辉.汽车转速传感器的故障诊断策略.汽车维修与保养，-2011-10-0110 杨庆.基于PT2262/2272的输液报警系统.山西电子技术，-2007-12-1511 赵秋多.单片机教学之我见.黑龙江科技信息，-2009-07-1512 谢平，王得芳.基于嵌入式控制器的红外通信系统设计.青海大学学报(自然科学版)，-2009-04-1513 郭明俊,管婉青,徐梦玲.基于臭氧的智能防治病虫害系统.电子技术与软件工程，-2013-09-1514 刘晓鑫.基于AT89C52单片机的遥控电扇.电子设计工程，-2012-01-0515 杨凡.浅谈单片机发展历程及趋势.科技创业家，-2013-0716 李洪明.漫谈红外遥控.电子世界，-2000-0117 白杉.红外遥控:小电器带来大方便.广东科技，-2005-07-2018 盛威等.基于二级缓冲技术的键盘工作方式.电子测量技术，-2006-0319 陈蕾等.单片机原理与接口技术.机械工程出版社，-2012-08致 谢借得大江千斛水，研为翰墨颂师恩。首先感谢我的指导老师王强对我的悉心指导，从最初的茫然无措到后来的胸有成竹，离不开他的谆谆教导与悉心解惑。从一开始的任务书，到中期论文的检查，再到最终论文的审核，王强导师都仔仔细细检查，提供宝贵的意见给我参考去修正。此外，他还热心地为我提供了很多学习软件，他兢兢业业、明德任责的精神，为我今后的学习、工作道路上点亮了一盏指路明灯。还要感谢陈倩同学，在与她学习交流的过程中，我才发现了解我的流程图不够标准、不太美观，她热心推荐了画流程图软件Office visio，让我的论文拥有了更标准美观的流程图。还有舍友们在我学习生活中给予我许多帮助，正是他们的支持，整个系统设计才能得以顺序完成。最后，再次由衷地感谢所有关心和帮助过我的老师与同学们。附录附录1：原理图原理图如图附录图-1附录图-1附录图-2附录 2：源程序#include #include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit led1=P10;/开启、停止指示灯sbit led2=P11;/正转指示灯sbit led3=P12;/反转指示灯/电机控制端口/sbit aa=P36;sbit bb=P37;/1602液晶控制接口/sbit rs=P26;sbit en=P27;/按键接口定义/sbit k1=P20;sbit k2=P21;sbit k3=P22;sbit k4=P23;uch