基于51单片机的直流电机控制

1、可编辑51 单片机的直流电机控制一、试验器件选择1、控制芯片的作用主要是与l289 相连接驱动直流电机，以及与八位数码管相连显示。(1)、at89c51 是一种带 4k 自己 flash 存储器的低压、高性能cmos8 为 微处理器。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000 次。该器件采用atmel 高密度非易失真存储制造技术制造，与工业标准的mcs-51 指令集和输出关键相兼容。由于将多功能8 位 cpu 和闪存组合在单个芯片中，atmel 的 at89c51是一种高效微控制器。 at89c51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性奥高且廉价的方案。(2)、at89c51 引脚图如

2、下：s!xtal1 f0 帅00f0.1/ad1pj 2/ad2xfal2 pj 即河口3p0.4/ ft).的心p 口, 加口6rst pd.tjad7p2 c/a8 pl.r 鹏一/ 工a 25四3d可编辑psen 20a11ale p2,w12ea p2,5w1.13ip2,&a14p2 7za.15pi.0 0pi. 1 p3.1/txdfl.2 p5.2/int0-p i i pi.i7ntp1 4 f3.4ep1 5 p3. 迎pi.6 p3.6/wtpi.7 pitw-j2g f 二1q 工1 ;34135u16172、电机驱动芯片(1)、电机驱动芯片选择l298。其主要

3、功能是作为单片机与直流电机中间的过度链接，单片机输出的信号通过l298 加载到直流电机上驱动直流电机运行。可编辑(2)、主要工作原理：1、15 脚分别是两个 h 桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地; 2、3 为一对输出端口，13、14 为一对输出端口；4 为驱动电压输入，最小值必须比输入的低电平高2;5、7 一对输入端口， 10、12 对输入端口， ttl 电平兼容6、11 使能端，低电平禁止输出；8、9 分别为接地和逻辑电源3、直流电机。在 protues 中选择 motor-encoder 直流电机，引脚图如下 :上方左右的两个引脚在点击运转时输出频率相同的方波，但是在相位上相差90 ,

4、而且在正转和反转是相反，因此可以根据这两个引脚的输出情况判断点击的转向。上方中间的引脚每当电机转一圈就输出一个正脉冲，可以据此册数点击的转速。左右两个引脚是电机的电压输入端。4、74hc74 。当 d 触发器的 d 和 clk 输入端分别接电机上方的左右两个输出其引脚图如下 : u213 vs0ut1 0ut2 out3 vcc in1in2 in3in4 ena enb 1012770ut4 gnd l298sensasensb可编辑端口时可以根据 d 触发器的输出情况判断点击的转速。5、八位数码管。用以显示。二、系统硬件设计连接1、系统的器件连接图如下：2、单片机与数码管通过p0 口和 p

5、2 口相连，其中 p2 口选择点亮哪一个数码管，p0 口则控制被点亮的数码管显示的数据。3、单片通过 p1a0 和 p1a1 和 l298 的第一对输入端 in1 和 in2 相连，然后又l298 的第一对输出端 out1 和 out2 与直流电机相连，已达到控制直流电机的目的。4、从 pw4 到 p1a7 分别接一个 button 按钮来实现 pid 控制， p3a6 和 p3a7 分别接 button 按钮实现对电机的加速与减速控制。5、双刀双掷开关 sw1 课实现点击的正转与反转，单刀双掷开关sw2 可实现点可编辑击的开启与停止三、系统程序设计及功能实现1、程序流程图 :通过按钮加减改变

6、当前值，差值，将差值加到原值上，通过 pid 算法改变 pwm 波2、各部分实现程序 : #include 输入一个值，点击enter 按钮，通过 pid 算法，改变pwm 波输出让电机运行循环(1)、普通延时 : enter 键确定判断新的输入值与当前值的输出控制电机运行_ _ _ j可编辑 unsigned char i ; while(x-) for(i = 0 ; i 120 ; i+) ; 2) 、数码管显示：#include #include #include void display_lilun(double num) char code table = 0 x3f, 0 x06

7、, 0 x5b, 0 x4f, 0 x66, 0 x6d, 0 x7d, 0 x07, /07 对应数码0 x7f, 0 x6f, 0 x77, 0 x7c, 0 x39, 0 x5e, 0 x79, 0 x71; /8f 对应数码long int n=num; p0 = 0; p2 =0 x7f; p0 = tablen % 1000/100; tablen % 100 delayms(2);/ 十位p0 = 0; p2 =0 xdf; tablen % delayms(2);/ 个位p0 = 0; 二 aa示器 void display(double num,int dir) char c

8、ode table = 0 x3f, 0 x06, 0 x5b, 0 x4f, 0 x66, 0 x6d, 0 x7d, 0 x07, /07 对应数码0 x7f, 0 x6f, 0 x77, 0 x7c, 0 x39, 0 x5e, 0 x79, 0 x71; /8f 对应数码long int n=num*10; p0 = 0; p2 =0 xf7; p0 = tablen / 1000; delayms(2); / 百位delayms(2);/ 百位加小数点void delayms(unsigned char x) p0 0; p2 =0 xbf; p0 / 10; p0 = 10; /

9、关闭显加小数点可编辑tablen % 1000/100; delayms(2); / 百位加小数点p0 = 0; p2 =0 xfd; p0 = tablen %100 / 10+128; delayms(2);/ 十位p0 = 0; p2 =0 xfe; p0 = tablen%10; delayms(2);/ 个位示器if(dir=1) p0=0;p2=0 xef;p0=0 x40;delay ms(2); 义全局变量void keyscan() / 对各 if(jiashi=0) while(!jiashi); num_key0+ / 定if(jianshi=0)p0 0; p2 =0

10、xfb; p0 p0 = 0; / 关闭显3) 、按键扫描：#include sbit jiashi=p1a3; 个按钮进行位定义sbit jianshi=p1a4; sbit jia=p1a5; sbit jian=p1a6; sbit enter=p1a7; extern int num_key5; 可编辑 while(!jianshi); num_key1+; if(jia=0) while(!jia); num_key2+; if(jian=0) while(!jian); num_key3+; if(enter=0) while(!enter); num_key4+; 4) 、 pw

11、m 波输出：#include #include #include extern int pwm ; / 赋初值extern int start,sudu_lilun; extern double dis_count; sbit s2 =p3a6 ; /pwm 值减少键sbit s3 =p3a7 ; /pwm 值增加键void pwm_duty() if(start=1) pwm=sudu_lilun; do if(pwm!=0 xff) pwm+ ; delayms(10); while(s3=0);可编辑delayms(10); if(pwm=0 x02) pwm- ; while(s2=0

12、); 5) 、中断服务程序：#include extern int pwm,count,count1,dir,count20 ms_flag; extern double dis_count; sbit pwm_out1=p1a1; sbit pwm_out2=p1a0；void timer0() interrupt 1 tl0=0 x00; th0=0 xd8; /10ms tl0=0 xf0; th1=pwm ; tr1=1 ; pwm_out1=0 ; / 启动输出pwm_out2=0; if(i+=492) count20ms_flag=1; long int i; i=0; tr1=

13、0 ; dir=0;do 可编辑dis_count=(double)(count+co unt1)/2; count=0; count1=0; void timer1() interrupt 3 tr1=0 ; if(dir=0) pwm_out1=1 ; / 结束输出pwm_out2=0; else pwm_out1=0; pwm_out2=1; ex0=0; count+; ex0=1; void eirq1(void) interrupt 2 ex1=0; count1+; ex1=1; 6) ) 、 pid 控制：#include #include int p,i,d; extern

14、int sudu_lilun; typedef struct pid / 定义结构体 int setpoint; / 目标long sumerror; / 误差void eirq0(void) interrupt 0 double proportion; / 比例系数可编辑double integral; / 积分系数 int incpidcalc(int nextpoint)double derivative; / 微分系数int lasterror; int preverror; pid; static pid spid; static pid *sptr = &spid; voi

15、d incpidinit() sptr-sumerror = 0; sptr-lasterror =0; /error-1 sptr-preverror =0; /error-2 sptr-proportion =0.5; / 比例系数sptr-integral =0.3; / 积分系数sptr-derivative = 0.3; / 微分系数sptr-setpoint =sudu_lilun; register int ierror, iincpid; / 当前的误差值ierror = sptr-setpoint - nextpoint; / 计算增加量iincpid = sptr-prop

16、ortion * ierror /ek 项- sptr-integral * sptr-lasterror /ek 1项+ sptr-derivative * sptr-preverror; /ek 2项/ 存储当前误差以便后面计算sptr-preverror = sptr-lasterror; sptr-lasterror = ierror; / 返回增量值return(iincpid); #include #include #include 7) 、 main 函数：可编辑#include #include #include #include sbit p10=p1a2; 确定电机转向in

17、t num_key5; int pwm,pwm1,count,count1,dir,su du_lilun,start,count20ms_flag; double dis_count; int pwm_pid; void init(); void main() init(); while(1) pwm_duty(); if(p10=1) dir=0; keyscan(); sudu_lilun=num_key0*10- num_key1*10+num_key2- num_key3; display_lilun(sudu_lilun); if(num_key4=1) start=1; display(dis_count,dir); if(star