单片机控制直流电机正反转(共17页)

1、目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc424729357 第1章 总体设计方案(fng n) PAGEREF _Toc424729357 h 1 HYPERLINK l _Toc424729358 1.1 总体设计方案(fng n) PAGEREF _Toc424729358 h 1 HYPERLINK l _Toc424729359 1.2 软硬件功能分析 PAGEREF _Toc424729359 h 1 HYPERLINK l _Toc424729360 第2章 硬件(yn jin)电路设计 PAGEREF _Toc424729360 h 2 HYPERLIN

2、K l _Toc424729361 2.1 单片机最小系统电路设计 PAGEREF _Toc424729361 h 2 HYPERLINK l _Toc424729362 2.2直流电机驱动电路设计 PAGEREF _Toc424729362 h 2 HYPERLINK l _Toc424729363 2.3 数码管显示电路设计 PAGEREF _Toc424729363 h 4 HYPERLINK l _Toc424729364 2.4 独立按键电路设计 PAGEREF _Toc424729364 h 5 HYPERLINK l _Toc424729365 2.5 系统供电电源电路设计 PA

3、GEREF _Toc424729365 h 5 HYPERLINK l _Toc424729366 2.5.1直流稳压电路中整流二极管的选取： PAGEREF _Toc424729366 h 6 HYPERLINK l _Toc424729367 2.5.2直流稳压电路中滤波电容的选取： PAGEREF _Toc424729367 h 6 HYPERLINK l _Toc424729368 第3章 系统软件设计 PAGEREF _Toc424729368 h 7 HYPERLINK l _Toc424729369 3.1 软件总体设计思路 PAGEREF _Toc424729369 h 7 H

4、YPERLINK l _Toc424729370 3.2 主程序流程设计 PAGEREF _Toc424729370 h 7 HYPERLINK l _Toc424729371 附录1 总体电路图 PAGEREF _Toc424729371 h 10 HYPERLINK l _Toc424729372 附录2 实物照片 PAGEREF _Toc424729372 h 11 HYPERLINK l _Toc424729373 附录3 C语言源程序 PAGEREF _Toc424729373 h 12 实习报告 第 页第1章 总体设计方案(fng n)1.1 总体设计方案(fng n) 早期直流传

5、动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控制技术的发展，微处理器已经广泛使用于直流传动系统，实现了全数字化控制。由于微处理器以数字信号工作(gngzu)，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟直流调速系统大大提高。所以，本次实习采用了驱动芯片来驱动直流电机，并运用单片机编程控制加以实现。系统设计采用驱动芯片来控制的，所以控制精度和可靠性有了大幅度的提高，并且驱动芯片具有集成度高、功能完善的特点，从而极的大简化了硬件电路的设计。图1.1

6、 直流电机定时正反转方案1.2 软硬件功能分析本次实习直流电机控制系统以STC89C52单片机为控制核心，由按键输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给L293D直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将变化的定时时间送到LED数码管完成实时显示。第2章 硬件(yn jin)电路设计2.1 单片机最小系统(xtng)电路设计单片机最小系统设计(shj)是单片机应用系统设计的基础。STC89C52单片机最小系统电路如图2.1所示。 图2.1 单片机最小系统2.2直流电机驱动电路设计图

7、2.2 直流电机驱动电路 L293D是提供双向驱动电流高达1 A，电压是从4.5 V至36 V的；L293D提供双向驱动电流高达600毫安，电压是从4.5 V至36 V的。两个设备是专为驱动等感性负载继电器，电磁阀，直流双极步进和马达，也可以给其他高电流/高电压提供电源负载。兼容所有的TTL输入。每个输出都是推拉式驱动电路，与达林顿三极管和伪达林源。启用1,2 EN驱动器和3,4 EN驱动器。当使能输入为高电平时，相关联的驱动器被启用和他们的输出处于活动状态，并在其输入端的同相。当使能输入为低，这些驱动器被禁用其输出关闭，在高阻抗状态。【PS：1,2EN为1和2的使能端（高电平使能）；3,4E

8、N同理】用适当的数据输入端，每对驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器适用于电磁阀或电机应用。L293D外部输出为高速钳位二极管，应使用电感的瞬态抑制。VCC1和VCC2分开，提供逻辑输入，以尽量减少设备功耗。 L293D的工作温度是从0C至70C图2.3 L293D外部(wib)引脚排列图表2.1 真值表输入输出YAENHHHLHLXLZ在热关断模式下，输出的是高阻态，而不管输入(shr)电平。图2.4 逻辑图电机驱动电路(dinl)组要是由L293D芯片(xn pin)组成，单片机P3.4,P3.6,P3.7输出的信号(xnho)经过L293D芯片后直接与直流电机相连，从而控制直流电机的运

9、行。其中VCC1接+5V电源，VCC2接+12V电源。2.3 数码管显示电路设计 本设计利用数码管作为显示单元，采用动态显示技术，电路如图2.5所示。 图2.5 显示电路电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED， 并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫描完。2.4 独立按键电路设计独立式键盘的按键相互独立，每个按键接一根I/O口线，一根I/O口线上的按键工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。因此，通过检测I/O口线的电平状态，即可判断键盘上哪个键被按下。图2.6 独立(dl)按键电路2.5 系统(xtng)供电电源电路设计本系

10、统(xtng)需要采用+5V电源和+12V电源，所采用的电源电路是由整流电路和三端稳压器组成的。电路输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。其电源电路如图2.7所示。图2.7 +5V和+12V电源供电电路2.5.1直流稳压电路中整流二极管的选取： 其中为副边电压解得由于整流桥电路实现(shxin)了全波整流电路，他将的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压(diny)有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍。输出(shch)电流的平均值（即负载电阻中的电流平均值） 在单相桥式整流电路中，因为每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻

11、上的电流的平均值的一半，即与半波整流电路中的平均电流相同。二极管所能承受的最大反向电压考虑到电网电压的波动范围为，在实际选用二极管时，应至少有%10的余量，选择最大整流电流和最高反向工作电压分别为 2.5.2直流稳压电路中滤波电容的选取： ：输出电压的平均值 ：负载电流的平均值 由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为，点解电容的耐压值应大于。第3章 系统软件设计3.1 软件总体设计思路经过前几章的设计工作，系统的硬件电路设计已经完成了。然而，对于一个完整的设计系统来说，只有硬件电路的设计完成是不够的，它必须通过软件编程来实现系统工作的控制功能，从而才能实现电路应有的系统功能。单片机系统的

12、软件设计主要使用汇编语言或高级语言。汇编语言与系统硬件的关系密切，可方便地实现诸如中断管理以及模拟/数字量的输入/输出等功能，具有占用系统资源小、执行速度快的特点，但是，对复杂的大型应用系统，其代码可读性差，并不利于升级和维护。高级语言的代码效率和长度都不如汇编语言，但其结构清晰、可读性好、开发周期短、有极强的可移植性，在多数应用方面执行效率与汇编语言的差距也不大，近年来得到了极为广泛的应用。而C语言既有高级语言的各种特点，又可对硬件进行操作，并可进行结构化程序设计。用C语言编写的程序较容易移植，可生成简洁、可靠的目标代码，用C语言进行单片机计算机开发已经是必然的发展趋势。本设计的整体思路为：

13、主程序中循环(xnhun)的调用按键程序，通过按键从而使单片机输出变化的定时时间和控制电机正反转，从而控制直流电机达到不同的旋转效果，并通过数码管将变化的定时时间显示出来。本设计以单片机作为系统的核心控制单元，运用C语言进行编程工作，按照工作流程(lichng)来实现设计要求的控制直流电机的运行状态。3.2 主程序流程设计(shj) 直接应用STC89C52的软件方法实现电机驱动和定时时间的设置与变化。其流程图如图3.1所示。开始时打开电源开关对电路供电，完成系统初始化和显示初始化，数码管显示0059，倒计时开始，按键循环扫描，设置键按下，倒计时停止，由加减键控制定时时间，确定键按下，进入中断

14、，倒计时开始，电机启动，结束时，电机停止，显示恢复初始化。图3.1 系统(xtng)主单片机总程序框图实习(shx)总结（包括：实习质量分析、待完善和改进之处和心得体会）设计中单片机STC89C52在工作时，调整定时器TO来达到合适的定时时间。通过调整L293D电机驱动芯片的A1A2引脚的电平高低切换，实现电机的正反转。重复使用T0口定时功能，实现正常的走钟逻辑做倒计时用。由于设计中使用的是单片机作为核心的控制元件，附以外围电路使本本设计具有功能强、性能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。但是在我们设计和调试的过程中，也发现了一些问题，譬如程序设计水平有限

15、，实际的电机正反转和倒计时同步很难确切控制，延时与定时冲突无法正常执行，其设计难度远超出我们的设计需求范围。在做实习设计的初期阶段，难度很大，没有头绪。通过求助于老师、理清了思路。同时，在图书馆里、网上查阅资料，攻克了设计中的道道难题。通过本次单片机应用实习，我学到了许多东西，知道光靠书本上的东西是不够的，需额外去查资料。无论是在硬件还是软件设计上，我都遇到了不少的问题，在克服困难的过程中，我学到了许多，特别是在课堂上学不到的东西如（PWM）。也锻炼了我的Altium Designer画图能力，以前学的时候元器件都是给定的只要到库里面找出名字就可以，只要连线就可以，而这次是根据自己的设计需要去

16、画，感觉不同。本次设计我能独立完成，算是有了很大的收获。总的感受有以下几方面：1、通过本次单片机应用实习，我不但对单片机有了更为深入的了解，对一个课题如何画流程图，编程序等有了一定的认识。2、进一步加强了我的动手能力和运用专业知识的能力，从中学习到如何去思考和解决问题，以及如何灵活地改变方法去实现设计方案。特别是深刻体会到了软件和硬件结合的重要性，以及两者的联系和配合作用。3、让我了解到单片机技术对当今人们生活的重要性。同时这次单片机应用实习的经历也使我受益匪浅，让我知道做任何事情都应脚踏实地，刻苦努力地去做，只有这样，才能做好。附录(fl)1 总体电路图附录(fl)2 实物照片附录(fl)3

17、 C语言源程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit MOTOR_A2 = P36;sbit MOTOR_A1 = P37;sbit EN_MOTOR_A = P34 ;/uchar code segcode=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;uchar code segcode=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90; /0,1,2,3,4

18、,5,6,7,8,9,/uchar code dispbit=0 x0e,0 x0d,0 x0b,0 x07;uchar code dispbit=0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f; /数码管位选位uchar buffer=0,0,0,0;uint min=59,sec=59;uint status=0;/函数(hnsh)声明void delayMS(uint t) ;void keyprocess(uchar key);void display();void timer0();void MotorStart();void delayS(uint b);main() bit ke

19、yrelease; uchar buf; uchar keyinput; keyrelease=1; buf=0 xff; TMOD=0 x01; /T0工作(gngzu)在方式1,16位计数器 TH0=0 xFC; /定时器0设置延时1ms中断初始值 TL0=0 x18; TR0=1; IE=0 x82; /开定时器0中断 status=0; while(1) /键扫描程序 keyinput=P1&0 x0f; if(keyinput!=0 x0f) delayMS(10); if(keyinput!=0 x0f) buf=keyinput; P1=0 xff; while(P1!=0 xff) P1=0 xff; keyprocess(buf); /调用(dioyng)按键处理函数 buf=0 xff; display(); /延时程序(chngx)void delayMS(uint t) /晶振频率(pnl)12MHZ uint i; while(t-) for(i=0;i=3) status = 0; break; case 0 x0d:switch(status) /按下加1键，3种模式下加1 case 0 x01: if(min59) mi