直流电机控制—单片机课程设计

1、 目录1、设计题目：- 2 -1.1题目名称：直流电机控制- 2 -1.2设计要求- 2 -1.2.1要求：- 2 -2.设计思路技术选型- 2 -2.1 调速技术PWM- 2 -2.2 电路图的具体设计- 3 -2.2.1 按键模块- 3 -2.2.2 直流电机驱动模块- 3 -2.2.3显示模块- 3 -2.3 程序的具体设计- 4 -2.3.1 键盘扫描函数- 4 -2.3.2 中断函数- 4 -3.流程图- 4 -4.Proteus仿真图- 7 -4.1启动电机，显示状态“0”- 7 -4.2 电动机减速，显示状态“L”- 7 -4.3 电动机加速，并显示“H”- 8 -4.4 关闭电

2、动机，关闭数码管- 8 -5.设计总结- 9 -6.参考文献- 9 -7.源程序- 9 -1、设计题目： 1.1题目名称：直流电机控制1.2设计要求 1.2.1要求： 1.可控制启动停止； 2.可实时控制高速低速运行状态 3.数码管显示运行状态2.设计思路技术选型 2.1 调速技术PWM采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM调速技术。兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范

3、围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。、PWM调速工作方式：方案一：双极性工作制。双极性工作制是在一个脉冲周期内，单片机两控制口各输出一个控制信号，两信号高低电平相反，两信号的高电平时差决定电动机的转向和转速。方案二：单极性工作制。单极性工作制是单片机控制口一端置低电平，另一端输出PWM信号，两口的输出切换和对PWM的占空比调节决定电动机的转向和转速。由于单极性工作制电压波开中的交流成分比双极性工作制的小，其电流的最大波动也比双极性工作制的小，所以我们采用了单极性工作制。、PWM调脉宽方式：调脉宽的方式有三种：定频调宽、定宽调频和调宽调频。我们采用了定频调宽方式，因为采用这种方式，电动机在运

4、转时比较稳定；并且在采用单片机产生PWM脉冲的软件实现上比较方便。 本设计要求改变直流电机的转速，从现有的技术来看，采用定宽调频，单极性工作制PWM来调节直流电机的调速。 2.2 电路图的具体设计 2.2.1 按键模块 此模块有四个按键，按设计要求分别控制着四个功能，启动、停止、减速和加速。2.2.2 直流电机驱动模块 本模块的电路是电动机驱动电路。我们采用H桥的驱动电路，将TTL电平转化能驱动的电动机的电压，桥中的二极管是起到保护电路和电动机的作用。 2.2.3显示模块 根据要求显示状态。显示模块显示是各个功能对应的状态。“开始”显示“0”，“停止”显示“灭”，“减速”显示“L”，“加速”显

5、示“H”。2.3 程序的具体设计 2.3.1 键盘扫描函数 对“开始”和“停止”两个按键，进行扫描。并实现相应的功能 2.3.2 中断函数 定时器中断函数主要是对PWM的波进行输出。外部中断0、1主要实现的是对电动机的速度进行调解，分别为减速、加速。3.流程图1、主函数结束启动定时器Start =0？Stop= 0 ？状态显示开始按键扫描函数初始化开始2、Keyscan函数（按键扫描） 是返回否状态显示 初始化否关闭外部中断0、1，定时器0关闭电动机是 3.3 外部中断1a >=65536?中断显示状态a +=3000a = 65534a = 0a > 0?a -=3000状态显示

6、中断 否 是中断返回3.4 外部中断0 否中断返回是 4.Proteus仿真图4.1启动电机，显示状态“0”4.2 电动机减速，显示状态“L”4.3 电动机加速，并显示“H”4.4 关闭电动机，关闭数码管5.设计总结 本实验要求使用单片机对电动机进行简单操作，启动，停止，加速和减速。本设计使用PWM技术，来实现对速度调节要求。通过本设计，我掌握使用单片机对电动机的简单操作，并且了解PWM 技术的原理及其实现通过改变占空比来实现变技术。 刚刚拿到这个题目的时候觉得无从下手，但是通过网络，书籍和同学的讨论，渐渐有了思路，开始写一些简单的程序，在简单的程序上一点点的添加功能，最终实现了题目要求。其实

7、什么事都一样万事开头难，只要一旦开始，就会有收获，就会学得到新的知识。不要怕，勇往直前。由于时间的原因，实验做的不好不够，相关验证性的数据、信息不够丰富。可以肯定，随着技术的不断发展，步进电机的控制应用前景将越来越宽阔，而其控制系统也将向着智能化和网络化的方向发展。 6.参考文献【1】侯玉宝，陈忠平，李成群. 基于Proteus51系列单片机设计与仿真. 北京：电子工业出版社，2008. 【2】张毅刚，彭喜元，彭宇. 单片机原理及应用. 北京：高等教育出版社，2010.7.源程序#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uc

8、har unsigned charsbit PW=P20; /电机控制端sbit start=P21; /启动电机sbit stop=P22; /关闭电机long a =355;bit flag =1; /调节占空比标志void keyscan();void int0() interrupt 0 / 减速，调大占空比 P0=0xc7; /显示减速标志L a+=3000;if(a>=65534)a=65534;void int1() interrupt 2 /加速，减小占空比 P0=0x89;/显示加速标志H a-=3000;if(a<0)a=0;void time0_server_

9、(void) interrupt 1 / 定时器0 if (flag=1) PW=0; TH0=65535-(65535-a)/256); TL0=65535-(65535-a)%256); if(flag=0) PW=1; TH0=(65535-a)/256; TL0=(65535-a); flag=flag;void Init_t0(void)/ 初始化子函数 TMOD=0x01; /定时器0，工作方式1 TH0=(65535-a)/256; TL0=(65535-a)%256; ET0=1; / 定时器0中断允许 TR0=0; / 关闭定时器0 EX0=1; / 外部中断0中断允许 IT0=1; / 外部中断0边沿触发 EX1=1; / 外部中断1中断允许 IT1=1; /外部中断1边沿触发 EA=1; /总中断允许void main(void) / 主函数 while(1) keyscan(); void keyscan()/按键扫描 if(stop=0)/ P0