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基于MCS-51单片机的直流电机恒转速闭环调节控制系统摘要：给出了一种基于MCS-51单片机以及PWM控制思想的高精度、高稳定、多任务直流电机转速测控系统的硬件组成及关键单元设计方法。实验结果表明该系统能实时、有效地对直流电机转速进行监测与控制，而且输出转速精度高、稳定性好。关键词：PWM；实时监控；单片机；霍尔传感器；转速1. 设计任务通过加速、减速按键实现电机的加速与减速，并将当前的转速的设定值反馈回来经PID调解后的转速经LCD显示出来。图1电机调速系统框图2、系统流程图及软件流程图系统流程图软件流程图上图为积分分离式PID控制算法的流程图。通过80C51给定的转速与红外检测电路测得的经计算后的速度得到偏差ek 。与设定的e max相比较，若e k e max可以采用PID控制提高系统的控制精度，若ek e max则采用PD控制，可以避免系统产生较大的超调量而且采用PD控制又可以提高系统的灵敏性。3、电路模块及原理3.1驱动电路直流电动机驱动电路图如图2所示。其中L298 的ENA、IN1和IN2引脚 与单片机的输出引脚相连，图中未表示。图2 直流电动机驱动电路图3.2稳压电路L7805cc其中1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3就是我们需要的正5V输出电压了3.3时钟电路就单片机内部每个部件要想协调一致地工作，必须在统一口令时钟信号的控制下工作。单片机工作所需要的时钟信号有两种产生方式，即内部时钟方式和外部时钟方式。图是内部时钟方式：单片机内部有一个构成振荡器的增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自激振荡器。在该图中，电容C1和C2取30pf，晶体的振荡频率取12Mhz，晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。实际连接如图所示3.4按键及复位电路 按键电路 复位电路8051系列单片机在启动时都需要复位， 使CPU及系统部件处于确定的初始状态， 并从初始状态开始工作. 8051系列单片机的复位信号从RST引脚接入到芯片的施密特触发器中. 当单片机系统处于正常工作状态， 且振荡器稳定后， 在每个机器周期都要对RST引脚的状态进行采样7. 复位电路有上电复位和手动复位上电复位： 上电复位电路是一种简单的复位电路， 只要在RST复位引脚接一个电容到Vcc，接一个电阻到低就可以了. 上电复位是指在给系统上电时， 复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号， 这个复位信号随着Vcc对电容的充电过程而回落, 所以RST复位引脚的高电平维持时间取决于电容的充电时间. 为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间. 本系统采用的是上电复位方式4、 总原理图本系统用单片机AT89C51作为直流电机调速系统的控制核心，利用红外传感器测量直流电机的转速，控制直流电机的转动速度，用PWM调速方式控制直流电机转动的速度，以及停止转动，采用PID自动调节速度至预先设定的速度。整个系统的电路逻辑结构简单，可靠性能高，实现功能强。在设计中牵涉