毕业设计（论文）-基于单片机的直流电机的控速系统设计.doc

毕业设计（论文）本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 摘 要直流电机控速系统，对于我们的生活应用有着重要的意义，现在有些工作还是需要人为的控制直流电机转速，但是某些场合往往要求直流电机的转速能够自动的在一定范围能够调节，例如：电车、机床、洗衣机等。因此本设计能够更好的适应现实发展需求，同时能够减轻人为操作的负担。本文介绍了基于单片机的直流电机控速系统设计。系统以 AT89S52为核心，具有数码管显示、键盘控制的功能。硬件电路包括AT89S52单片机小系统电路、数码管显示电路、键盘电路、直流电机测速电路几部分。再通过C语言编程对各模块进行调试，最后达到设计要求的效果。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，操作简单，编程容易。此次设计与制作就是为了了解单片机控制直流电机速度的原理。在设计上，采用控制领域最常用的键盘控制，直流电机的调速控制为主要内容。这次的设计利用protel DXP完成了原理图设计、利用C语言编程完成软件设计，使得直流电机有启停及调速控制的功能。最后通过对硬件焊接及软件调试，实现最初的设计构想。另外，由于AT89S52芯片体积小，功耗低，价格便宜，安全可靠，稍加修改就可以改变其控制功能，因而具有较好的应用前景。关键词：AT89S52单片机 数码管显示 直流电机 键盘ABSTRACTThe direct current machine controls the fast system, has the vital significance regarding ours life application, now some work need the artificial control direct current machine rotational speed, but certain situations often request direct current machines rotational speed to be able automatic to be able to adjust in certain scope, for example: Cable car, engine bed, washer and so on. Therefore this design can the better adaptation reality development demand, simultaneously be able to reduce the artificial operation the burden. This article introduced controls the fast system design based on monolithic integrated circuits direct current machine. The system take AT89S52 as a core, has the nixietube to demonstrate, the keyboard controls function. The hardware circuit including at89S52 monolithic integrated circuit small system circuit, the nixietube display circuit, the keyboard electric circuit, the direct current machine measures fast electric circuit several parts of modules. Carries on the debugging again through the C language programming to various modules, finally achieves the design requirements the effect. This kind realizes the method merit is the electric circuit is simple, the perform reliably, the simplicity of operator, the programming is easy.This design and the manufacture are to understand the monolithic integrated circuit control direct current machine speed the principle. In the design, uses the control domain most commonly used keyboard control, direct current machines velocity modulation control is the primary coverage. This time design completed the schematic diagram design, using protel DXP the language programming to complete the software design using C, had enables the direct current machine to have opens stops and modulates velocity the control function. Finally through to the hardware welding and the software debugging, realizes the initial design conception. Moreover, because at89S52 chip volume is small, the power loss is low, the price is cheap, safe reliable, revises slightly may change its control function, thus has the good application prospect. Key word: AT89S52 monolithic LED direct current machine keyboard目 录1 引言11.1 课题研究的现实性意义11.2 国内外研究现状21.3 课题基本要求22 直流电机控速系统硬件设计32.1 控制方案的论证及选择32.1.1 主控芯片的选择32.1.2 显示器件的论证及选择52.1.3 电路设计总框图52.2 硬件控制电路设计62.2.1 单片机工作电路设计62.2.2 键盘扫描电路设计72.2.3 直流电机控速电路设计92.2.4 直流电机速度检测电路设计102.2.5 系统总电路设计113 直流电机控速系统软件设计123.1 键号扫描程序设计123.2 直流电机转速控制程序设计133.3 测速显示程序设计144 系统制作与调试164.1 系统的制作164.1 系统调试164.3 调试结果174.2.1 系统上电174.2.2 键盘显示174.2.3 按键调速及速度显示18结束语20致谢21参考文献22附录23351 引言1.1 课题研究的现实性意义20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。直流电机将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转的元件, 具有快速起动和停止的特点。直流电机广泛应用于计算机外围设备(如硬盘、软盘和光盘存储器)、家电产品、医疗器械和电动车上。无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢,并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。在直流电机的多年实际运行的过程中，机械测速电机不足之处日益明显，其主要表现为直流测速电机DG中的炭刷磨损及交流测速发电机TG中的轴承磨损，增加了设备的维护工作量，也随着增加了发生故障的可能性；同时机械测速电机在更换炭刷及轴承的检修作业过程中，需要将直流电动机停运，安装过程中需要调整机械测速电机轴与主电机轴的同轴度，延长了检修时间，影响了设备的长期平稳运行。随着电力电子技术的不断发展，一些新颖器件的不断涌现，原有器件的性能也随着逐渐改进，采用电力电子器件构成的各种电力电子电路的应用范围与日俱增。因此采用电子脉冲测速取代原直流电动机械测速电机已具备理论基础，如可采用磁阻式、霍尔效应式、光电式等方式检测电机转速8。直流电机的控速系统在很多层面都需要，直流电机能够智能化的控制，可以在很大程度上减轻操作人员的负担，同时也降低了很多工作危险。1.2 国内外研究现状单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括地讲，一块芯片就成了一台计算机。它体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进人的电脑时代。不过，这里的电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上10。单片机应用系统因其优异的性能、高可靠性以及成本低廉被广泛应用于航空航天、工业测控、机器人感觉、数字信号处理、通信等各个技术领域，然而在比较特殊的应用系统中，我们不仅希望单片机系统能够完成数据的采集处理，而且同时还想知道产生这些数据的时刻，以便于更详细地了解和掌握现场情况，因此单片机控制系统将是不可回避的一项新型的工程技术。1.3 课题基本要求本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89S52作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个直流电机的控制系统。硬件电路包括AT89S52单片机小系统电路、数码管显示电路、键盘电路、直流电机测速电路几部分。设计以硬件软件化为指导思想，充分发挥单片机功能，大部分能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高。同时，该系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。由于系统所用的元器件较少，单片机被占用的I/O口不多，因此具有一定的可扩展性。2 直流电机控速系统硬件设计2.1 控制方案的论证及选择2.1.1 主控芯片的选择信息技术正在飞快的发展，其运用已深入到各个领域的各个方面。控制芯片及控制技术都在不断的更新，我们在学习中常用的有单片机微型控制芯片，有EDA控制技术。EDA控制技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。技术先进，但是有一定的使用难度，芯片成本相对较贵。单片机其实就是一个电脑，只不过是微型的，麻雀虽小，五脏俱全。它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可。用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机，排烟罩等等的家电里面都可以看到它的身影，它主要是作为控制部分的核心部件。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到，有些则是花大力气也很难做到的1。单片机的应用具有面大量广的特点。国际上从70年代开始，国内自80年代以来，单片机已广泛地应用于国民经济的各个领域，对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：（1）单片机在智能仪表中的应用：单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。（2）单片机在机电一体化中的应用：机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。（3）单片机在实时控制中的应用：单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。（4）单片机在分布式多机系统中的应用：在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。（5）单片机在人类生活中的应用：自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。根据这次设计的实际要求及成本考虑，该系统确定选择使用单片机作为控制核心。方案一: 采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二:采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM，能以3V的超底压工作，同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏，所以选择采用AT89S52作为主控制系统。AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。功能强大的AT89S52单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合6。2.1.2 显示器件的论证及选择方案一：采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大，接线简单方便，但是这个系统只需要简单得显示键盘键号及电机转速，而且要考虑一定的价格问题。方案二：采用LED数码管动态扫描,显示直观，接线简单方便，易于检测问题同时价格便宜，适用于这个系统，所以选择LED数码管显示。2.1.3 电路设计总框图综上各方案所述,对本次设计方案选定：采用AT89S52作为主控制系统，常用矩阵键盘，光电感应器测速，LED数码管作为显示。电路设计框图如图2.1。AT89S52主控制芯片直流电机控制模块LED数码管显示模块键盘模块直流电机测速模块图2.1 电路设计总框图2.2 硬件控制电路设计2.2.1 单片机工作电路设计单片机工作电路也就是最小系统，一般包括复位电路，时钟电路。如图2.2所示。图2.2 最小系统工作电路复位电路：通过某种方式，使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。52单片机在时钟电路工作以后，在RST/VPD端持续给出2个机器周期的高电平就可以完成复位操作（一般复位正脉冲宽度大于10 ms）。 复位分为上电复位和外部按键复位两种方式。复位不影响片内RAM存放的内容，而ALE在复位期间将输出高电平。(1)（PC）=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H； (2)（PSW）=00H，其中RS1(PSW.4)=0， RS0(PSW.3)=0， 表示复位后单片机选择工作寄存器0组；(3)（SP）=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立； (4)P0口P3口锁存器为全1状态,，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口， 无须向端口写1。时钟电路：单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成，其振荡电路由反相器以及并联外接的石英晶体和电容组成，用于产生振荡脉冲。分频电路用于把振荡脉冲分频，以得到所需要的时钟信号。 其输入端为引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容，石英晶体为一感性原件，与电容构成振荡回路，为片内放大器提供正反馈和振荡的相移条件，从而构成一个稳定的自激振荡器。振荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率, 一般晶体可在1.212 MHz之间任选, 电容C1、 C2可在530 pF之间选择, 电容的大小对振荡频率有微小的影响, 可起频率微调作用。 振荡脉冲经二分频后作为系统的时钟信号，时钟信号经过三分频产生ALE信号，ALE信号用于控制把P0口的低8位地址送入锁存器锁起来，以实现低地址和数据的分时传送，ALE还可作为外部时钟或外部脉冲使用。时钟信号经六分频得到机器周期信号2。2.2.2 键盘扫描电路设计图2.3 键盘扫描电路52单片机键盘控制及键号数码显示硬件电路如图2.3，52单片机的P1口控制键盘，其中P1.0，P1.1，P1.2，P1.3为列线，P1.4，P1.5，P1.6，P1.7为行线。四根行线各接1只5.1K电阻，再与电源VCC（+5V）相连。四根行线同时也与74HC21（四输入与门）的输入端口相连，其输出端与52单片机的外中断0输入端P3.2相连。因为P1口通过指令设置为0xF0,即“11110000”，四列线均为“0”，如果没有键按下，则四个行线均为高电平。74HC21输出为高电平。当有任意一个键被按下，则74HC21的四个输入端总有一个输入为低电平。此时的74HC21的功能为：只要有一个输入端为低电平，则其输出端为低电平。此下降沿触发52单片机的外中断0而引发中断服务（搜索中断键号），所以对键盘控制方式采用的是中断搜索方式。键号的数码显示方式仍采用P0口输出给两片4511译码器，如图2.5。DC4511为四位BCD码输入，译码后产生7段数码管显示信号驱动数码管进行键号显示。图2.4 数码管结构图图2.5 译码器4511引脚图4511的6脚，2脚，1脚，7脚为8421BCD码的输入端，引脚为输入使能端，低电平有效。B1为工作使能端，高电平有效。其控制功能见表2.1。表2.1 4511输出控制表输 入 端输 出 端B1LTLED C B A g f e d c b a 110 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0110 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1110 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 110 010 0 0 0 0 0 0 0100 1 1 1 1 1 1 1 当控制地址为0xBFFF时，（即P2状态为10111111），与配合，驱动74HC02至4511的第5脚LE端，打开4511的锁存器，键号的显示由P0口输出。见图2.3。P0口的P0.3，P0.2，P0.1，P0.0与4511-1的D、C、B、A相连，再经译码后驱动数码管，显示键号的个位。而P0的P0.7，P0.6，P0.5，P0.4与4511-2的D、C、B、A相连，经译码后驱动数码管，显示键盘号的十位数。2.2.3 直流电机控速电路设计图2.6 直流电机控速电路如图2.6所示，将P0口的P0.0P0.7与A/D转换器0832的D0-D7相连，单片机的待转换数据由P0口输出给8位D/A转换器0832的输入寄存器，写入地址为0xDFFF，即89S51的P2.5=0与同时为低，经74HC02反向后，则8位输入寄存器的输入使能端ILE为高，将D0D7的8位转换数据送入0832寄存器，DAC0832内部两级寄存器接成直通状态，即0832的，,，XFER均接低电平，所以DAC0832的D/A转换器对输入的数据信号实时进行转换输出。输出端口为IOUT1和IOUT2。输出的模拟信号由两级运放LM324放大馈送至直流电机。LM324均由负极端口输入而正极端口接地，构成两极反向放大电路。故最终给电机的直流电流信号与DAC0832的输出端口的电流电压信号为同相信号，运算放大器的供电电压为9V。直流电机一端接LM324的输出，另一端接地。由于LM324用9V供电，则LM324的输出电压则会以0V为中心点，对DAC0832的输出端的输出信号进行电流电压放大，使LM324的输出在+8V-8V之间成比例地浮动，从而驱动直流电机以不同速度正转和反转。2.2.4 直流电机速度检测电路设计图2.7 直流电机测速电路如图2.7所示，由红外发射管D和红外接收管T组成的转速检测电路中，当D和T之间没有遮挡物时，红外光由D照向T，红外接收管T受光后饱和导通，A点电位为0.3V，经或非门输出高电平。P3.3端因高电平无中断触发；当转动轴上的叶片经过D-T之间划过瞬间，T管因叶片遮挡不受光而截止，A点呈高电平。在P3.3端口接收到一个由高电平至低电平的下降沿，导致外中断1被触发而引起中断请求。转动轴上的叶片每转动一周，划过D-T一次，红外光被遮一次而中断一次。如果在单位时间（秒）内D-T间被遮挡n次，则被中断n次，直流电机的转速便是n。2.2.5 系统总电路设计经过多次论证，决定以单片机芯片AT89S52作为核心控制器，硬件电路包括AT89S52单片机小系统电路、数码管显示电路、键盘电路、直流电机测速电路几部分模块。系统总体电路如下图。图2.8 系统总电路3 直流电机控速系统软件设计3.1 键号扫描程序设计图3.1 键号扫描程序流程框图N开始初始化调用延时程序判断是否按键行列扫描确认按键并显示键号Y结束键盘控制程序采用外中断的方式进入，即有人按下任意一个键，则外中断0启动，外中断0的中断服务程序主要采用两级循环程序嵌套的方式。具体流程图如下图所示：键盘号码变量为一个无符号的8位nkeynumber。外循环中首先将P1.3设置为0，P1其它端口设置为1，再读入P1口状态，进入内循环程序。第一步测试P1.4是否为0。若是，则是0号键被按下，将键号0送nkeynumber，退出。若不是，则检查P1.5是否为0，若是，是4号键被按下，则将键号4送nkeynumber，退出。若不是，则检查P1.6是否为0，一直检查到P1.7。若没查到键号，则退出内循环，进入外循环，再将P1.2置0，P1其它端口置1，再读入P1口状态，又进入内循环，再分别查1，5，9，13号键。若是其中某键，则将键号送nkeynumber，若没查到键号，则退出内循环，进入外循环，将P1.1置0， P1其它端口置1，读入P1口状态，又进入内循环，再分别查2，6，10，14号键。若是其中某键，则将键号送nkeynumber，若没查到键号，则退出内循环，进入外循环，最后将P1.0置0，查找最后的四个键号。当查找到键号后，对nkeynumber进行210进制数的处理，过程是nkeynumber/10=15定时器重新赋值ft=0修正测速输出Pt+1结束在头文件中设外中断1为0级中断，定时器1为1级中断，开外中断0，开定时器1中断，开定时器1。在直流电机测速程序中，ft为转轴转速次数变量，外中断1每中断一次，则对ft进行加1操作。程序设计流程如下图所示：图3.3 直流电机测速显示程序流程图Pt为定时器1的中断次数，定时器1工作于方式1，即十六位计数。每中断一次pt+1，若中断15次，总时间为65535s*15=983ms。外加每中断一次，所占用的时间，总时间约1秒钟。计时1秒后，先将转动圈数变量修正（因为用频率计检测后，51单片机所计转速与频率计计数略有误差，所以需要修正。）51单片机每秒测得转速为大于45转时，ft减4与频率计计数相当，51单片机每秒测得转速大于40转时，ft减3与频率计计数相当；当转速大于35转时，ft减2合适。修正后将ft的值送数码管显示。Ft清零后重新计数。4 系统制作与调试4.1 系统的制作在侯老师的用心指导之下，参阅一部分相关资料，经过三到四周努力，系统电路板焊接成功。系统板子结构如图。图4.1 单片机控制直流电机实物图4.1 系统调试按电路图领好元件后首先检查领回元件的好坏，按各元件的检测方法分别进行检测，一定要仔细认真。按电路图的位置将各元件安置好，首先放置核心元件，然后再放其他元件，特别注意顺序不能颠倒。在保证电路元器件完好及各元器件放置无误合理的情况下，开始对电路连接布线，布线要按照实际情况，尽量美观。当硬件设计从布线到焊接安装完成之后，就开始进入硬件调试阶段。1排除逻辑故障对于一些逻辑故障来说，这类故障往往是由于设计和焊接过程中的失误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将焊接好的电路板认真对照原理图,看两者是否一致。应特别注意电源系统检查,以防止电源短路和极性错误,并重点检查系统总线是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。2排除元器件失效造成这类错误的原因有两个：一个是元器件买来时就已坏了另一个是由于安装错误,造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。在保证安装无误后,用替换方法排除错误。3排除电源故障在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性,否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位,一般先检查VCC与GND之间电位,若在5V48V之间属正常。若有高压,联机仿真器调试时,将会损坏仿真器等,有时会使应用系统中的集成块发热损坏。4.3 调试结果4.2.1 系统上电图4.2 LED显示图给电路板接入9V电压，通过7805转换为5V的工作电压。上电后，LED能够正常显示，没有出现闪烁，暗灭等情况。此时显示为直流电机转动速度，显示为50。4.2.2 键盘显示图4.3 键号显示图给电路板接入9V电压，通过7805转换为5V的工作电压。上电后，用手随意按住键盘上的一个键，观察LED显示是否与所按下键号相符合。如图，所按下键为3号键，LED正确显示为3。4.2.3 按键调速及速度显示图4.4 速度显示图LM324接入+9V及-9V电压，驱动直流电子正常转动。通过按住不同的键，使得直流电机以不同方向及不同速度转动，观察LED显示数值，判断直流电机转动快慢。经过经心调试，在检查软件硬件无误上电后的电路板按照预先设计的功能运行良好，证明本次设计完全实现了设计要求。结束语本文阐述了基于单片机的控制系统的设计，主要说明了基于单片的直流电机的控速。文章首先就直流电机控速系统的硬件设计展开论述，直流电机控速系统有用于输入控制的键盘系统，有用于显示的LED及测速小系统。其次是对该系统的软件进行设计，主要采用的是C语言编程实现相关功能。最后把电路板制作出来并进行调试。本系统，可以实现控速功能。并且可进行系统扩展，用于一些小家电的控制系统当中。本文对简单实现直流电机的控速有一个相对详细的介绍，相信对刚刚接触直流电机控速的读者有一定的帮助，但是由于硬件焊接及程序调试需要长期的实验，所以得多动手才能更好的运用到实践中。本人理论知识方面和专业知识的水平的局限性，在此系统的很多旁支系统没能做出足够的描述，相信在今后的学习和工作中随着硬件知识的逐步积累会有进一步的提高。致 谢从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。那种感觉就宛如在一场盛大的颁奖晚会上，终于有位嘉宾高喊我的大名，这时我忘记了先前漫长的无聊的等待时间，欣喜万分地走向舞台，然后迫不及待地开始抒发自己的心情，发表自己的感想。这篇毕业论文的就是我的舞台，以下的言语便是有点成就感后在舞台上发表的发自肺腑的诚挚谢意与感想： 我要感谢，非常感谢我的指导老师侯自良教授。他为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励你，在设计中严格要求我，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，侯自良教授始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是侯自良教授的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢侯教授。 我要感谢，非常感谢我们寝室的两位好兄弟，王沣跟海涛。他们在百忙之中抽出时间帮助我理清论文写作思路，帮助我焊接板子及修改论文格式，对我的论文提出了诸多宝贵的意见和建议。对他们的帮助表示真挚的感谢。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！参考文献1汪文.陈林.单片机原理及应用.华中科技大学出版社.2007.120-130.2任德齐.单片机原理与应用.北京航空航天大学出版.2004.3MAXIM.DATA BOOKS.1998 MAXIM.1998.12-19.4ATMEL.MicrocontrollerM Data book.2002.19-23.5张友德.单片微型机原理应用与实践M.上海.复旦大学出版社.1992.33-45.6李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京.北京航空航天大学出版社.1993.7胡汉才.单片机原理及接口技术M.北京.清华大学出版社.1996.21-34.8于炳亮.电机转速测量方法研究J.山东科学.2005(05).12-21.9彭为.黄科.雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲M.北京.电子工业出社.2007.10宋受俊.基于单片机的电机运动控制系统设计D.硕士.2006.11张毅坤.陈善久.裘雪红.单片机原理及应用M.西安.西安电子科技大学出版社.2007.12陈兴文.刘燕.单片机应用系统硬件调试技巧J.中国测控网.2006. 110-119.13 唐清善.邱宝良等.Protel DXP高级实例教程.北京.中国水利水电出版社.2004.14 韩广兴.电子原件与实用电路基础.北京.电子工业出版社.2002(5).15 康华光.电子技术基础（第四版）模拟部分.北京.高等教育出版社.1998.133-143.附录/*/*主程序，12MHz晶振*/*/#include #include #include delay.h#include scan_key.h#include timer0srv.h#include spd.hvoid Initial()/初始化函数 TMOD=0x11; IT0 = 1; /键盘中断初始化 EX0 = 1; PX0 = 0; IT1 = 1; /直流电机转速计数初始化 EX1 = 1; PX1 = 0; ET1 = 1; /直流电机转速定时初始化 PT1 = 1; TL1 = 0x00; TH1 = 0x00; TR1 = 1; PT0 = 0;/步进电机调速和直流电机自动调速初始 ET0 = 1; TL0 = 0x00; TH0 = 0x00; TR0 = 1; EA = 1; P1 = 0xf0; DAC_ADDR = 0x7f; void main() unsigned char LEDval = 0x0f,i = 0,j=0; unsigned int temp,step_delay=0; Initial(); while(1) P1 = 0xf0; /键盘初始化/*/ 跑马灯程序 /*/ for(i=1;i10;i+) for(temp=0;temp256;temp+=i)LED_ADDR = temp;delay_nms(80); for(i