基于51单片机温度自保护的直流电机控制系统(共11页)

1、 基于(jy)51单片机温度自保护的直流电机控制系统一、实验(shyn)目的1了解直流电机控制的基本(jbn)方法。2通过本实验课程，进一步掌握单片机的基本原理、以及扩展微机系统多种接口的基本方法，具有基于微机和单片机系统进行软硬件综合设计和实现的能力。 3了解微机系统的基本软硬件结构，熟悉和掌握单片机系统串行口、并行口、定时器/计数器、中断和LCD液晶显示接口等一些基本芯片的使用方法，掌握基于89C51系列单片机指令系统的汇编语言程序设计或C语言程序设计和调试方法。 二、实验原理和内容本系统使用到的硬件模块有：LCD12864M液晶、简单I/O、DS18B20温度测控、蜂鸣器、直流电机、PW

2、M电压功放器、LED指示灯等。8051单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，P0.0P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的3932号端子）。 P1.0P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的18号端子）。P2.0P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的2128号端子）。P3.0P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的1017号端子）。 本实验通过利用定时器T0，控制IO口输出高电平和低电平的时间，产生PWM方波来控制直流电机转速。通过DS18B20温度测控读取当前温度，如果在电机运转过程中，温度超过警报温度，则电机停止旋转。下面简要的介绍下本系统的各个模块：DS18B20是DALLAS生产的

3、一线制串行接口数字式温度计。它的温度测量范围是-55C125C,-10C85C内误差为正负0.5C;912位转换精度，转换时间100ms750ms，通常为500ms。本系统利用DS18B20对电机温度进行实时的模拟检测采集。LCD12864M是将液晶显示器件、连接件、集成电路、背光源结构装配在一起的组件。它的分辨率为12864，可显示图形或4行共32个1616点阵的汉字，并且内置8192个1616点阵的汉字库、128个字符、64256点阵的显示RAM。12864M与单片机之间使用串行接口方式（PSB=0），RS(CS)为串行的片选信号，R/W(SID)为串行数据口，E(CLK)为串行同步时钟。

4、串行数据传送一帧分三个字节：串行控制指令、数据的高4位和数据的低4位。PWM是通过定时器T0，控制IO口输出(shch)高电平的时间TH和低电平的时间TL，其占空比为TH/(TH+TL)。LED指示灯链接P2口，当P2位口输出低电平时，指示灯电亮，用以指示速度档。当温度超过警报温度时，P2反复(fnf)输出高电平和低电平，指示灯闪烁报警。蜂鸣器接P17口，当温度超过警报(jngbo)温度时，P17输出低电平，蜂鸣器警报。三、实验设备和软件平台硬件：实验箱（一台）、示波器（一台）、单片机仿真器（一台）、连接线（若干）软件：星研集成环境软件四、实验各模块连接结构1、系统的总体框架图：80C51LC

5、D显示温度DS18B20简单I/O拨码开关LED灯蜂鸣器PWM功放器直流电机2、实验(shyn)连线：LCD液晶(yjng)： CSP10 SIDP11 SCLKP12 PSBP13拨码开关(kigun)：P0LED灯： P2蜂鸣器： P17PWM： P16温度DS18B20： P35五、实验注意事项及总结在本系统的调试完善过程中，发现了不少的问题，主要有：1、在调试时，要把P2调为I/O模式。2、晶振要设置为12MHZ。3、不要带电操作实验箱。4、不能存太多全局变量，会使51单片机内部RAM不够，导致地址溢出，程序出错。5、各种芯片初始化要十分注意，特别是温度DS18B20的初始化过程中不能

6、有中断出现，而步进电机是需要定时中断来定时驱动的，很难让它们不互相影响，这也是在实验中为什么有时会出现温度很大或为零的原因。最好的解决方法就是不使用中断。六、附录实验程序/ 头文件#include#include#include#include /*接线说明*/* 液 晶： CSP10 SIDP11 SCLKP12 PSBP13 调速档拨码开关： P0 指示灯： P2 蜂鸣器： P17*/ 宏定义#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/ 函数(hnsh)声明void LCDString(unsigned char *pStr);

7、void W_1byte(unsigned char RW, unsigned char RS, unsigned char W_data) ;void Alarm(void);/ 警报(jngbo)温度大小定义#define TEMPERATURE_ALARM 21.0/ 液晶(yjng)接口 sbit CS = P10;sbit SID = P11;sbit SCLK = P12; sbit PSB = P13;/ 温度/TOUT接T1，T1口即为P3.5sbit DQ=P35;unsigned int T; /温度测量 float radio; /占空比unsigned char tim

8、eH=0 x3c,timeL=0 xb0;unsigned int flag0; /PWM标志位unsigned int flag1; /温度警报标志，1for超过/ 蜂鸣器sbit Beeper = P17;/ 直流电机CTRL接功放E2的OUT(OUT1)，功放E2的IN(IN1)接P1.6sbit Dianji = P16;/ 液晶显示器显示的内容code unsigned char lcd_data80= Motor Control;code unsigned char lcd_data88=ALM 温度： 21.0;/ 存储测量温度值unsigned char Temp_Value=

9、0 x00,0 x00; / 延时 void delay(unsigned char i)while(i-); / 温度测量模块/ 初始化unsigned char Init_DS18B20() unsigned char status;DQ = 1; delay(8); DQ = 0; delay(90); DQ = 1;delay(8); status = DQ;delay(100);DQ = 1; return status;/ 读字节(z ji)unsigned char ReadOneByte() unsigned char i,dat = 0;DQ = 1;_nop_();for(

10、i = 0;i = 1; DQ = 1;_nop_();_nop_();if(DQ) dat |= 0 x80;delay(30);DQ = 1; return dat; / 写字节(z ji)void WriteOneByte(unsigned char dat) unsigned char i;for(i = 0;i = 1; / 读取温度(wnd)值void Read_Temperature() if(Init_DS18B20() != 1); WriteOneByte(0 xcc);WriteOneByte(0 x44); Init_DS18B20(); delay(100);Writ

11、eOneByte(0 xcc);WriteOneByte(0 xbe);Temp_Value0 = ReadOneByte();Temp_Value1 = ReadOneByte(); / 温度值显示及警报操作void Display_Temperature() bit flag;uchar DisplayBuf20;uchar NotAlarmBuf20;uchar lsb,msb;uint temp,t1;float t2;msb = Temp_Value1; / Sign byte + lsbitlsb = Temp_Value0; / Temp data plus lsbif(msb

12、& 0 xF0) 0) /判断(pndun)是否为负温度flag = 1;elseflag = 0;if(flag) /如果(rgu)为负温度取反加1temp = (uint)msb 8) | lsb;temp = temp + 1;msb = temp / 256;lsb = temp % 256;t1 = msb 4); / t1为温度值的整数(zhngsh)部分t2 = (lsb & 0 x0F) * 0.0625 + t1;T=t1;/ 液晶显示当前温度值sprintf(DisplayBuf, 电机温度: %2.1f0, t2);W_1byte(0,0,0 x88); LCDStrin

13、g(DisplayBuf);/ 判断温度是否超过警报值if(t2 = TEMPERATURE_ALARM)Alarm(); / 警报函数flag1=1;else flag1=0;/ 温度正常情况操作，液晶显示，电机转动，蜂鸣器关闭sprintf(NotAlarmBuf,设定占空比：%2.0f%,radio);W_1byte(0,0,0 x98);LCDString(NotAlarmBuf);Beeper=1;/ LCD液晶显示/函数作用：负责向SID串行写入8个bit位 void Write_8bits(unsigned int W_bits) unsigned int i; unsigned

14、 int Temp_data;for(i = 0; i 8; i+) Temp_data = W_bits;Temp_data = i;if(Temp_data & 0 x80) = 0) /bit7 is zero SID = 0;_nop_(); SCLK = 1;_nop_();_nop_();SCLK = 0;_nop_();SID = 0; else /bit7 is one SID = 1; _nop_(); SCLK = 1; _nop_(); _nop_(); SCLK = 0; _nop_(); SID = 0; /函数作用(zuyng)：写一个字节的数据到12864液晶(y

15、jng)，包括指令和数据 /说 明：RW=1，从液晶(yjng)读数据到MCU；RW=0，写一个数据到液晶； / （一般RW都设为0，即只向液晶写数据，不读数据） / RS=1，写入的是数据；RS=0，写入的是指令； / 一般模式：RW=0，RS=1;写数据 / RW=0，RS=0;写指令void W_1byte(unsigned char RW, unsigned char RS, unsigned char W_data) unsigned int H_data,L_data,S_ID = 0 xf8; /11111RWRS0 if(RW = 0) S_ID &= 0 x04; else

16、/if(RW=1) S_ID |= 0X04; if(RS = 0) S_ID &= 0 x02;else /if(RS=1) S_ID |= 0X02; H_data = W_data; H_data &= 0 xf0; /屏蔽低4位的数据 L_data = W_data; /xxxx0000格式(g shi)L_data &= 0 x0f; /屏蔽(pngb)高4位的数据(shj) L_data = 4; /xxxx0000格式 CS = 1; Write_8bits(S_ID); /发送S_ID Write_8bits(H_data); /发送H_data Write_8bits(L_d

17、ata); /发送L_data CS = 0; / 向液晶屏写入字符串void LCDString(unsigned char *pStr)for(; *pStr != 0; pStr+)W_1byte(0,1, *pStr); / LCD初始化void LCD_init(void) unsigned char cmd; cmd=0 x30; /功能设置 8位数据，基本指令 W_1byte(0,0,cmd); delay(2); cmd=0 x0C; /显示状态 ON，游标OFF，反白OFF W_1byte(0,0,cmd); /写指令 delay(2); cmd=0 x01; /清除显示 W

18、_1byte(0,0,cmd); /写指令 delay(2); cmd=0 x02; /地址归位W_1byte(0,0,cmd); /写指令 delay(2); cmd=0 x80; /设置DDRAM地址 W_1byte(0,0,cmd); /写指令 delay(2); /延时 / LCD初始化void init_LCD() /SP = 0X60;/* 指针地址 CS = 0; SCLK = 0; SID = 0; PSB=0; LCD_init(); / 将一、二行字符串写入LCDvoid LCD_mess_display() unsigned char i; W_1byte(0,0,0 x

19、80); _nop_();for(i=0;lcd_data80i!=0;i+) W_1byte(0,1,lcd_data80i); W_1byte(0,0,0 x90); for(i=0;lcd_data88i!=0;i+) W_1byte(0,1,lcd_data88i); / LCD显示(xinsh)void DisplayLcd()LCD_mess_display(); delay(100); / LCD显示(xinsh)温度 void ShowTemperature() Read_Temperature(); Display_Temperature(); / 温度(wnd)警报void

20、 Alarm(void)/uchar i;uchar AlarmBuf20;/LED_GREEN = 1; /LED_RED = 0;sprintf(AlarmBuf,智能调速：%2.0f%,radio); W_1byte(0,0,0 x98); LCDString(AlarmBuf);Beeper=0;/*T0定时,T1计数*void Time_Init()TMOD=0 x51; /工作方式2EA=1; /使能ET0=1; /开发中断，可到中断程序执行/ET1=1;TL0=timeH;TH0=timeL; /时间=(216-TH*28-TL)*1usTR0=1; /开TO定时flag0=1;

21、 /TH1=0 xff;TL1=0 xff; /1ms中断/TR1=1;/ 主函数main() unsigned int i;/LED_GREEN = 0; Time_Init(); /定时器计数器初始化init_LCD(); /*输出(shch)作品信息*/*sprintf(biaoti1,厦门大学(sh mn d xu)自动化系); W_1byte(0,0,0 x80); LCDString(biaoti1);sprintf(biaoti2,陈福feng); W_1byte(0,0,0 x90); LCDString(biaoti2);sprintf(biaoti3,23220131153

22、339); W_1byte(0,0,0 x88); LCDString(biaoti3);sprintf(biaoti4,2013-12-30); W_1byte(0,0,0 x98); LCDString(biaoti4);delay(0 xef);delay(0 xef);*/*DisplayLcd(); /显示(xinsh)前两行while(1) if(flag1=0) /没有警报 switch(P0) case 0 x01:timeH=0 xe0;timeL=0 xe0;radio=12.5;break; case 0 x03:timeH=0 xc0;timeL=0 xc0;radio

23、=25.0;break; case 0 x07:timeH=0 xa0;timeL=0 xa0;radio=37.5;break; case 0 x0f:timeH=0 x80;timeL=0 x80;radio=50.0;break; case 0 x1f:timeH=0 x60;timeL=0 x60;radio=62.5;break; case 0 x3f:timeH=0 x40;timeL=0 x40;radio=75.0;break; case 0 x7f:timeH=0 x20;timeL=0 x20;radio=87.5;break; case 0 xff:timeH=0 x00;timeL=0 x00;radio=100;break; default: timeH=0 xff;timeL=0 xff;radio=00;break; P2=P0; /P2指示灯，表示档数 else i=T-TEMPERATURE_ALARM; /智能降速 switch(i) case 1:timeH=