按摩机控制系统设计 毕业设计 毕业论文及文献综述 优秀毕业设计

东华理工大学长江学院毕业设计（论文）摘要PAGEPAGEII1东华理工大学长江学院毕业设计(论文)题目按摩机控制系统设计英文题目TheDesignofControlSystemofMassageMachine学生姓名江山学号04314208指导教师高浪琴职称副教授专业电子信息工程二零年月日摘要本设计在描述按摩机功能的基础上，以PWM（脉冲宽度调制）技术为调速的按摩机传动控制系统电路的设计。本设计以单片机技术和直流电机PWM调速技术为基础提出了控制系统框架和具体设计技术方案，从硬件电路方面阐述了控制系统的总体实现，利用蜂鸣器来告警或提示按摩完成；利用按键，蜂鸣器,氖灯，LED数码管等外围设备为用户提供服务，实现人机交互和按摩功能，并利用氖灯显示当前的工作状态；利用LED数码管显示电机当前的转速。本设计是基于单片机的PWM传动控制电路，利用MOSFET(金属氧化半导体场效应晶体管)来实现，综合运用了直流电机PWM技术、交流检测技术以及LED驱动与控制技术，实现了按摩机控制系统可以按18档速度进行按摩，可提供4种独特的按摩方式，用户可根据喜好利用按键调节速度档次、按摩方式等要求。关键字：PWM;MOSFET;交流检测技术;LED驱动与控制东华理工大学长江学院毕业设计（论文）英文摘要PAGEIIABSTRACTThedesign,indescribingthefoundationofmassagemachinefunction,completedaspreadtomoveandcontrolsystemelectriccircuit,whichbasedonPWM(PulseWidthModulated).WithtechniquesofSCM(SingleChipMicrocomputer)andPWMofDC(DirectCurrent)motor,thedesignputforwardthecontrolsystemframeandtheconcretedesigntechniqueprojectsatfirst.Thenelaboratedthetotalrealizationofthecontrolsystemfromthehardwareelectriccircuit.Next,combinedthehardwaretoputforwardthemindofsoftwaredesign,andmadeuseofAssemblylanguagecarryingoutit.Finally,madeuseoftheperipherals,suchasthekey,thebuzzer,theneonlampandtheLED(LightEmittingDiode)figurestube,providingtheserviceforthecustomer,andcarryoutthemassagefunctionandinteractionforboththemachineandtheperson.Thecustomercanletmassagemachineworkonthecomfortablemethodandvibrationspeedsbythekey;Makeuseofthebuzzerwarningorhintingthemassagehasfinished;Makeuseofneonlampshowsthecurrentworkappearance;AndusetheLEDfigurestubetomanifestationpresentspeedofmotor.Thedesignisasoftwareandhardware’scombinationthatbasedonthePWMofspreadtomoveandcontrolsystemelectriccircuit.It’smorecomplicatedtocarryoutthetechniqueofPWM.Onthehardware,makeuseoftheMOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)carryingoutit;ThedesignnotonlyusedtechniqueofSCM,butalsosynthesizedthetechniqueofthePWMofDCmotor,thetechniqueofexchangesexaminationandthetechniqueofdriveandcontrolofLED,tocarryoutthecontrolsystemofmassagemachine。Keywords:PWM;MOSFET;techniqueofexchangesexamination;driveandcontrolofLED东华理工大学长江学院毕业设计（论文）目录PAGEIII目录TOC\o"1-3"\h\z绪论 11按摩机控制系统设计方案 52直流电机PWM调速控制原理 82.1直流电动机驱动方式 92.2直流电机PWM调速原理与控制技术 103按摩机控制系统单元电路设计 133.1系统电源设计 133.2系统所选用单片机简介 133.3系统单片机外部扩展 183.4交流检测电路 203.5电机控制方案 203.6LED的数码管驱动 214按摩机控制系统整机电路设计 224.1电源电路 224.2复位电路 224.3电机和氖灯控制电路 234.4按键显示部分电路 23结束语 25致谢 26参考文献 27附录…………………...……………28东华理工大学长江学院毕业设计（论文）绪论PAGE28东华理工大学长江学院毕业设计（论文）绪论1绪论现代社会发展越来越快，人们生活节奏也快，随之而来工作压力也越来越大。人们渴望休闲，渴望健康。于是当前人们对健康非常关注和重视，而按摩对人体健康有特殊促进功效。按摩机就是在这一背景下产生。为了满足人们的需要和市场的需求，按摩机控制系统开发技术应运而生。本毕业设计采用单片机开发与应用技术而设计一种简易的按摩机控制系统，以实现基本按摩功能。本按摩机传动控制电路可实现市面上各类型按摩机的基本功能，并且结构简单，成本低廉，体积不大，可满足人体腰部，足部以及颈部的按摩需要[1]。大规模集成电路为主的微型计算机――单片微型计算机（Singlechipmicrocomputer），简称单片机，又称嵌入式微控制器（Embeddedmicrocontroller）。单片机具有优异的性能价格比，控制功能强和低电压、集成度高、体积小、可靠性高、低功耗等特点，在工业控制、智能化仪器仪表、智能接口、家用电器、儿童玩具、健身器材等许多领域都得到了广泛的应用。随着社会的发展和进步，随着电子信息技术的飞跃，单片机开发与应用技术已经成为了一门重要的电子电气技术学科，同时亦成为了新产品研发设计的关键技术。身体健康是外表健壮，心理健康则是内在素质，但人的心理健康和身体是相辅相成的，身体健康是心理健康的前提，心理健康是身体健康的动力，如果一个人、尤其是一个党员干部心术不正，整天动歪脑筋，想入非非，挡不住形形色色的的诱惑，大搞权钱交易和权色交易，大肆贪污受贿，干损人利己的事和违纪违法的勾当，白天怕群众目光，夜晚怕警车鸣叫，还怕“梁上君子”光顾，谈腐色变，夜不能寐，必然会费心伤神，身体不康可能会进医院；但心理不康，则可能会进监狱。那么如何使自己心身健康呢？

一、要正确认识“养德”与“养身”的关系

我国许多传统养生家早就认为，人的寿命长短与德行素养是密切相关的。远在春秋时代，孔子就提出了“仁者寿的观点，并强调：“大德必得其寿”。唐代名医孙思邈也曾指出：“百行周备，虽绝药饵，足以暇年；德行不克，纵有玉液金丹未能延寿”。可见古人早就认识到保持道德操行对于保持身体健康的重要性。

国外科学家通过大量调查也发现，良好的品德有助于健康。美国耶鲁大学、密西根大学的病理研究人员曾对数千人的健康状况进行跟踪调研，结果表明，善良正派、与他人融洽相处者预期寿命显著增加，在男性中尤为明显。巴西医学家马丁斯曾调查过500多名贪污受贿、以权谋私的贪官与同样人数的清廉者达10年之久的健康状况，结果发现，前组有60%的人生病或死亡，后组生病或病亡的人数仅占6%。其原因就在于具有高尚品德的人，必然是“无私天地宽，心底坦荡荡”，良好的心理活动、融洽的社会关系能使自身体内分泌出有益的物质，有助于增强人体免疫系统功能，使神经系统及时沟通骨髓与脾脏，产生抵抗感染的细胞，免受各种疾病的侵袭。由此看来，“养德”与“养身”确实是密不可分的。因此，我们每个党员干部一定要加强学习，注重自身道德修养，树立正确的世界观、人生观、价值观和从政道德观，认真辨别真与伪、善与恶、荣与辱等是非观念，以高尚的道德情操，饱满的热情和健康的体魄干好每一项事业，使自己心身健康，青春焕发，延年益寿。

二、要有朝气、锐气、正气

人生在世，干工作、创事业，要有“三股气”，那就是：朝气、锐气和正气。朝气象征着活力，锐气象征着勇敢，正气象征着正义。朝气、锐气、正气，是一种气质、一种精神、一种境界。

“朝气”即早晨的空气，引伸为精神振作，积极向上，蓬勃进取。朝气比年龄更重要，充满朝气，使人永远年轻，青春常驻；充满朝气，让人富有生机活力，激情盎然，给人以希望和憧憬。朝气是力量的源泉、生命的活力，与暮气沉沉背道而驰，与死气沉沉更是大相径庭。只要我们永葆朝气蓬勃的精神面貌，心身定能健康，精力定能旺盛，寿命定能延长。“锐气”即锐利的士气，就是要有一股子劲和一种韧性，一种高昂的热情和坚忍不拔、不屈不挠的毅力。要有敢于争先、与时俱进的胆量，要有敢于与一些丑恶现象作斗争，伸张正义的力量。有了“锐气”才能使自己昂扬斗志、攻克难关，勇往直前，有所作为。“正气”即刚直的气节，通常指正确的舆论和良好的风气。一个有正气的人，必然是一个严以律己、刚正不阿的人，他时刻都会表现出高洁、刚正、坦诚的品质，不会与邪恶同流合污，不会进监狱。

因此，永葆蓬勃朝气，深怀昂扬锐气，常存浩然正气，是一名党员干部心身健康、远离两院的重要前提。

三、要选准人生参照物，要知足常乐

一个人不管到哪里工作，都要选好人生的参照物，工作上固然要有永不满足、积极进取的状态，但做人的心态上要有比上不足、比下有余的思想，要知足。知足是一种境界，一种对洞悉世事以后的正确取舍自我行为的理性的智慧的表达。知足，使人心态平静、安祥、达观、超脱、常乐，心情舒畅，身体健康。因此，我们要有储水万担，用水只一瓢；大厦千间，夜眠只六尺；黄金万两，一日只三餐；钱：生不带来，死不带去的思想。千万不要有“人心不足蛇吞象”，“这山望着那山高”，“吃着碗里扒着锅里的”思想。要常修为政之德、常思贪欲之害、常怀律己之心。记住人生最大的幸福就是“家里无病人，牢中无亲人”这句话，使自己堂堂正正做人，干干净净干事，平平安安退休，永远心身健康，远离医院和监狱。大量理论与实验研究表明，经常合理的体力活动，对于减少全身的能量消耗，提高活动效率，保持旺盛的精力，促进各项生理功能的正常进行，培养体力和良好的习惯等等，都具有深远的影响1.什么是保健按摩?

保健按摩是指医者运用按摩手法，在人体的适当部位进行操作所产生的刺激信息通过反射方式对人体的神经体液调整功能施以影响，从而达到消除疲劳，调节体内信息，增强体质，健美防衰，延年益寿的目的。

保健按摩施术手法很多，如常用的表面按摩法、揉捏池颈法、棉布摩擦法、背腰部的法、拍打法、四肢抽抖法等，它动作轻柔，运用灵活，便于操作，使用范围甚广，不论男女老幼、体质强弱、有无病症，均可采用不同的施术手法，进行保健按摩。

随着市场经济的发展和人们物质生活水平的逐步提高及人们的健康的需要，各种保健按摩服务行业应运而生。如国内的保健按摩、小儿保健按摩、运动按摩、美容按摩、减肥按摩、国外还有旅游按摩、情景按摩、宠物按摩等。

2.什么是运动按摩？

体育与卫生相结合，两者必将相互促进和发展，按摩在体育运动中的应用，也就随之发展，并逐渐形成了运动按摩。

运动按摩是以调整和保护运动员良好的竞技状态，增进和发展运动鞋员潜在体能，达到运动成绩为其目的。

近年来，国内外的一些实践表明，它为创造优异的运动成绩所起的作用和意义已越来越显得重要了。

根据地运动员在各项运动中比赛，对他们在临场前后所出现的各种变化，我们采用按摩帮助他们克服赛前发生的一些机能失调，消除赛后出现的疲劳，加速体能恢复，以利再战，取得了一定的效果。

现将运动按摩分为自我按摩，运动前按摩和运动后按摩，分别叙述于后：

运动前按摩

体育运动一般分为运动训练和运动竞赛，在这些活动之前进行的按摩，称为运动前按摩。它能促使人体的神经、肌肉、关节、内脏器官和心理情绪动员起来，以适应即将面对的运动的和心理的负担，从而预防伤病菌，提高体力，发挥积极的作用。

训练前按摩

运动训练前的按摩，要求帮助运动员提高训练作业的能力；帮助促进身体素质的发展，有得于预防疾病，促进人体各系统的器官都动员起来，以适应即将参加的运动活动。在具体操作上，必须根据运动项目的特点，以及运动员的个体特点进行。一些能量消耗较多的运动项目，中长跑、游泳、自行车、篮球、足球、排球等，如采用按摩的方法，来代替需要消耗部分能量的准备活动，这就为运动提供了更多的能量。

赛前按摩

运动竞赛前的按摩，名赛前按摩。通常在起赛前15—30分钟完成。有时，当运动员在接到竞赛的通知时，就出现了赛前状态，有的人会出现不良情况，需要进行医学处理，这就是说，需要在竞赛前若干天就进行按摩。例如，竞赛前，运动员过分紧张，晚上不易入睡或入睡后多梦易醒，或恶梦不安等，影响运动员的睡眠休息。由于夜不得眠，出现白昼精神不振，烦躁不安，食欲不佳等症状。这将影响运动员参加竞赛时所必须的良好竞技状态。出现这种情况时，就应该进行镇静安眠的按摩。

若失眠的时间较长，症状更剧的运动员，在用上法按摩之外，还要按摩气冲穴，掐、揉神门穴，掐行间穴等。所有这些刺激，用力都不要过重，以有轻微酸胀感为度。通常要进行20分钟，或更长的时间。起赛前状态，运动员在起赛前过度兴奋，坐立不安，情绪激动，脉搏升高，呼吸迫促，甚至出现多尿，动作的准确性和协调性也受到不良影响，其结果是妨碍运动技术水平的充分发挥。

3、运动后按摩

激烈的运动训练或竞赛之后，运动员的神经、体液、循环、呼吸、消化、代谢和酸碱平衡等方面，都要发生巨大的变化，这些变化一时破坏了机体内环境的平衡。但它很快又达到新的平衡，这个新的平衡，通常都标志着机体工作能力的提高。但是，在内环境各机能系统达到平衡的过程中，有时出现迟缓环节，一般的表现有：精神过度紧张，失眠，肌肉紧张，疲劳等。运动后的按摩，可以促使这些现象消除，加速内环境达到新的平衡，加速提高对运动负荷的能力，加速完成对后面运动负荷的准备。

运动后按摩所采用的手法、用力的大小、时间的长短等，均应根据运动员的体质、性别、运动项目的特点，特别是要求根据运动后反应出来的情况（如头昏胀、欲呕、四肢乏力、肌紧张、失眠等）来决定。需要遵守个别对待的原则，不可千篇一律。我们通常采用的手法，有抚摩、揉捏、推压、振动和抖动等。对体质强壮，肌肉戚丰满者，按摩力量应当重些，时间应当长些；反之，用力则要轻些，时间应当短些。运动员在十分疲劳的情况下，常采用经穴按摩，其手法是按、压、分、揉、掐、推等，以疏通气血，内外通达，平衡阴阳，使运动能力得到较快的恢复，并有所提高。

运动后的全身按摩：通常是一周一次的进行。在训练后休息1—2小时或更长的时间后进行。最好是在温水浴后，在温暖、清静的室内进行。运动员舒适地躺在床上，裸露被按摩的部位，依照胸、腹、上肢、下肢的次序。顺血液和淋巴回流的方向进行按摩。使用揉捏、推压、摇晃、抖动等手法，用力是由重到轻。同时根据各个部位的疲劳情况，循经取穴。施行揉、捻、推、掐等手法，以调和气血，更快地消除疲劳。如按摩进行到运动员快要入睡，应停止按摩，给被按摩者轻轻盖上被子，以防止感冒。运动员睡醒之后，便会精神饱满，全身舒适。

随着人们多健康越来越多的关注，对按摩机的要求也愈多。市场上涌现出各种各样的按摩机，层出不穷。可以看出人们对按摩机的迫切要求。的确，按摩机的市场和前景已经毋庸置疑，迫在眉睫。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）按摩机控制系统设计方案1按摩机控制系统设计方案本按摩机控制系统以单片机为控制核心，是基于PWM（脉冲宽度调制）调制原理的直流电机控制应用方案。直流电机脉冲宽度调制（PulseWidthModulated，PWM）调速技术最早产生于20世纪70年代中期，用于不可逆，小功率的驱动，例如天文望远镜，自动记录仪表等。近10多年来，单片机技术和集成电路技术的发展以及宽调速永磁直流电动机的出现，促使PWM技术高速发展，并使电气驱动技术达到一个新的高度。本设计即利用了直流电机PWM技术实现了电机调速控制，同时用到了LED驱动与控制技术和交流检测技术完成控制系统所需实现功能。本按摩机利用单片机完成系统总体控制功能，并利用按键，蜂鸣器，发光二极管，氖灯和LED数码管等外围设备为用户提供服务，实现人机交互，实现其按摩功能；通过按键，用户可以让按摩机工作在最具舒适的按摩工作方式和振动速度上；利用蜂鸣器来告警或提示按摩完成；利用氖灯显示当前的工作状态；利LED数码管显示电机当前的转速。一、本按摩机由电动机的转动形成振动，而单片机可以通过控制振动的方式和时间来按用户的需要进行按摩，其具体按摩功能描述如下：1.可以有十八档速度速度进行按摩，按摩机选用调速性能较好的直流电机，利用调速技术对电机进行调速，共设18档速度。2.可以提供四种独特的按摩方式：1)定速按摩，此种方式最为简单，是常见的按摩方式，在这种方式下，电机在某一速度档保持恒定转速，按摩机以均匀的振动速度进行按摩。2)快慢按摩，此种方式用户可通过设定速度档来改变按摩机振动速度，但此种方式按摩机以快速和慢速振动交替进行。3)波浪感按摩，此种方式按摩速度从慢到快地连续变化，给用户一种波浪从身体经过的感觉，这种方式适合老人和儿童。4)随机方式按摩，电机转动速度随时间随机变化，没有特定的节奏。应该注意的是这种方式并不是上述3种方式以随机的形式进行按摩。3.用户可根据个人喜好利用按键调节速度档次以及按摩方式。按摩机提供了6个按键：两个调速按键，分别完成降档调速，升档调速；一个模式转换按键，用于切换当前的按摩方式；一个电源开关按键，提供系统上电；一个氖灯转换按键，显示按摩机工作状态；一个数码管转换按键，显示电机转速。设计系统框架时，除了考虑实现按摩功能外，系统的可操作性和安全性也是至关重要的。为了方便用户使用，给他们舒适的感受，按摩机必须设计良好的用户操作按键以及必要的显示系统；为了保证使用过程中的安全，在设计中必须考虑告警措施，并充分完善供电电源的设计。图1-1所示为系统的设计框架，包括按键输入与LED指示、蜂鸣器提示输出、交流信号检测、供电电源处理、氖灯指示和电动机控制。图1-1系统设计框架二、按摩机的主要功能模块可划分为6部分。1.按键输入与LED指示部分。该模块负责响应按摩机6个按键输入信号，并利用数码管和发光二极管显示当前工作状态。其中，数码管显示按摩振速，发光二极管显示按摩方式。2.蜂鸣器提示输出部分。该模块完成按摩机的告警和工作提示，在一般工作情况下，蜂鸣器都将发声告警（例如，按键输入、电机运行超时和系统出错）。3.氖灯指示部分。氖灯只在按摩机工作时发光，否则熄灭。该模块利用220V市电为氖灯供电，并配合相应的控制电路。4.交流检测部分。检测交流过零点，用来控制电动机和氖灯。5.电源部分。该模块实现单片机系统从交流中整流出稳定的5V供电电压。6.电机部分。电机采用220V市电供电，控制方式与氖灯控制相同。系统设计框架构建并划分了系统的整体功能模块，但是在硬件实现和软件实现时，为了合理布线和优化电路结构，并不严格按照这种顶层的模块划分来完成电路和程序。本毕业设计的硬件功能模块实现划分为5个电路块，分别是电源电路、复位电路、电机和氖灯控制电路、按键显示部分电路。系统的软件实现则根据软件流程划分出各函数功能模块，与图1-1系统设计框架所示没有固定的对应关系。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）直流电机PWM调速控制原理2直流电机PWM调速控制原理在70年代开始至80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般最高不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波引起的振动引起人们的关注。为求得改善，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪音（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在IGBT已被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机PWM仍然有其特殊的价值（DTC控制即为一例）；别一方面则告诉人们消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，因为随机PWM技术提供了一个分析、解决问题的全新思路。PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。脉冲宽度调制技术最初是在无线电技术中用于信号的调制，后来在电机调速中得到了很好的应用。1964年和首先提出把这项通讯技术应用到交流传动中，从此为交流传动的推广应用开辟了新的局面。PWM（PulseWidthModulated），即脉冲宽度调制.PWM脉宽调制是利用相当于基波分量的信号波对载波进行调制,达到调节输出脉冲宽度的一种方法.常用PWM技术的基本原理是利用高频载波与控制波进行比较，从而产生经过调制的PWM波。为满足逆变电源的需要，减小输出电压的谐波含量，载波信号采用对称的三角波实现PWM输出波形的对称双边调制，使输出电压不含偶次谐波。从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较，产生正弦脉宽调制SPWM信号以控制功率器件的开关开始，到目前采用全数字化方案，完成优化的实时在线的PWM信号输出，可以说直到目前为止，PWM在各种应用场合仍在主导地位，并一直是人们研究的热点。由于PWM可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点。由此在交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。PWM控制技术大致可以为为三类，正弦PWM（包括电压，电流或磁通的正弦为目标的各种PWM方案，多重PWM也应归于此类），优化PWM及随机PWM。正弦PWM已为人们所熟知，而旨在改善输出电压、电流波形，降低电源系统谐波的多重PWM技术在大功率变频器中有其独特的优势（如ABB，ACS1000系列和美国ROBICON公司的完美无谐波系列等）；而优化PWM所追求的则是实现电流谐波畸变率（THD）最小，电压利用率最高，效率最优，及转矩脉动最小以及其它特定优化目标。本按摩机的电动机采用直流供电,利用PWM技术实现电机调速.控制原理包括直流电机驱动方式的选择和调速控制原理.本按摩机使用了双向驱动方式,并采取控制电枢电压改变电机转速.下面两小节详细阐述了本设计所采用电机控制技术。直流电动机由于有着广泛的起制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，且直流拖动系统在理论上和实践上都比较成熟，因而目前应用广泛。直流电机在一定范围内无极平滑调速系统来说，以调节电枢电压的方式最好。直流PWM调速系统作为一种新技术，发展迅速，应用日益广泛，特别在中、小容量的系统中，已取代V-M系统成为主要的直流调速方式。脉宽调速实质上是调压调速方式中的一种，它采用全控型电力电子器件组成的直流脉冲调制型的调速系统已发展成熟，用途越来越广，与传统的V-M系统相比，在很多方面有很大的优越性。

一、双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点：（1）电流一定连续；

（2）可使电机在四象限运行；

（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；

（4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左右；

（5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。

双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。

直流双极式可逆PWM调速系统的组成见附录1。图中可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET所构成的H型结构形式，它由四个功率MOSFET管和四个续流二极管组成的双极式PWM可逆变换器，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到+或-的直流电压。PWM变换器的作用是：用PWM调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压系列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。TG是与直流电动机连动的测速发电机，经过速度变换器FBS后可获得一反映转速变化的速度反馈信号，此信号接入速度调节器ASR的反馈输入端，G为电压给定器，可提供正、负电压，电压大小可以调节。2.1直流电动机驱动方式由上述可知控制原理包括直流电动机驱动方式的选择和调速控制原理。本按摩机使用了双向驱动方式，并采取控制电枢电压改电动机转速。直流电机驱动方式包括单向驱动和双向驱动[2]。1.单向驱动这种方式又分为两种情况，功率较小的电动机常常采用单相电源输入，并采用可控硅晶闸管控制导通输入。而功率较大的电动机的主电路需要采用三相以上电源，这种情况一般都有整流变压器，相数和接法有多种，大部分采用三相桥式连接。因为本次设计不要用到，在此就不赘述，只做简单介绍，详见电机控制手册。2.双向驱动双向驱动直流电机可采用两组反相并联的整流电路，第一组整流电路使电动机正转，第二组整流电路使电动机反转或正向制动。要使电动机反转，晶闸管控制电路必须使整流器输出反向连接至电动机的电压，或者使加到励磁电路上的电压反向。电动机反转和变速时，要求快速响应，负载变动时也要求快速恢复到原来速度，因此，希望在逆变运行时把电动机转子运行的能量馈送给电源。了解和掌握了驱动方式的种类，知道在本设计中要用到双向驱动方式，后面的章节将介绍具体电路实现。在此还应该考虑脉动电流对直流电动机的影响。这种影响可大可小，对电动机机械特性影响很大[3]。因为采用晶闸管器件把交流电源变为直流电源时，电路相数、负载性质的不同，所以会产生不同的脉动电流。而且晶闸管整流供电在电动机空载或轻载时会出现电动机电流断续的特殊现象，这也对电动机机械特性影响很大。当电流断续时，晶闸管整流供电电动机的理想空载转速升高，电动机械特性显著变软，电动机轴上负载转矩的很小变化就能引起电动机转速的很大变化。所以，在直流电动机由晶闸管可控整流电路供电时，为了改善电动机运行情况，应使其始终工作在特性较硬的区域，直流电动机负载中大多串联了电抗器，以使电动机在空载或轻载时也工作在电流连续区域。了解了本次设计直流电机驱动方式所要注意的类容，接下来关注直流电机PWM调速和控制技术。2.2直流电机PWM调速原理与控制技术对直流电机调速可以有3种方法[4]：控制电枢电压改变电动机的转整；控制电动机励磁电流改变电动机的转速；在电枢回路中，串联调节电阻。由电机知识可知，直流电机的转速由公式1给出。（2-1）公式1中是电枢电压，是电枢电流，是电枢总电阻，是每极磁通量，电动机结构参数。图2-1直流电机调速原理由公式2-1可知，用单片机对直流电机进行调速，可通过改变磁通量或电压来完成。一般采用调节电枢电压来调节电机的速度。随着功率器件的发展，现在的电机调速大部分采用开关进行控制，功率器件工作在开关状态，功耗小。如果采用直流供电，一般利用PWM技术实现电机调速。在电路实现上，将脉冲输入连接至MOSFET管的源极，并利用极间压降完成PWM调试，如图2-1所示[5]。根据图2的原理实现电路，直流电机两端的电压可用公式2-2表示：（2-2）其中，为PWM的占空比；为直流电源的供电电压。实际为220V的交流市电经过整流后的直流电源，用作直流电机供电电源，而MOSFET管在此利用双向可控硅替代，通过控制导通角实现对直流电机速度的控制，如图2-2所示。图2-2实用直流电机调速原理图可控硅导通需满足以下两个条件[7]：1.门极触发电流大于阈值；2.在门极电流大于阈值的情况下，负载电流大于设定值。调速其实就是控制导通角，利用触发脉冲的导通位置控制电机转速。当检测到过零时立即触发可控硅，则电机通电时间长，电机速度较快;检测过零后，若延时一段时间后再触发，则电机通电时间短，电机速度较慢，过零触发与电机通电如图4所示.红色线条表示市电的正弦曲线，蓝色线条表示用手电机调速的触发脉冲。如果脉冲触发时，市电立刻导通，电机运行在整个脉冲间歇期间，那么通电时间长；如果脉冲触发时，市电不能立刻导通，电机运行的时间不在整个脉冲间歇期间，甚至是一段很短的时间，则通电时间短。这样便实现了电机的调速[8]。图2-3过零触发与电机通电按照本次设计按摩机所需功能设计，电机的速度要被分成18档，相应的延时时间表格应放在单片机的ROM中。假设单片机128中断一次，则延时10×128为最快档，延时64×128为最慢档。最快和最慢档之间相差54×128，即相邻两档之间相差3×128。中断模块查表后发生延时，并产生触发脉冲，控制速度，并且双向可控硅在门极驱动，当负可控硅两端达到设定值后，即使触发脉冲消失，同样可以导通[9]。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）按摩机控制系统单元电路设计3按摩机控制系统单元电路设计按摩机控制系统单元电路包括：系统电源设计，单片机外部扩展电路设计，交流检测电路设计，LED的数码管驱动。3.1系统电源设计本系统采用市电供电，所以必须设计一个高效、廉价的整流电路。出于成本和体积考虑，采用电容降压供电和半波整流电路，如图3-1所示[10]。图3-1供电电路根据电子线路知识，假设C1=1，那么交流C1的阻抗Z=1/2C=3184。在整流电路中，限流电阻一般取值较小，通常为100，且负载和稳压二极管的动态电阻也较低，所以经整流输出的电流I=220/Z=69mA。又因为采用的是半波整流，所以该整流电路大约可以提供30mA左右的供电电流，完全能够满足单片机系统工作的供电要求。在图5中,R1为泄流电阻，它泄放降压电容上的电流[11]。3.2系统所选用单片机简介随着科学技术的发展，计算机在各个领域正发挥越来越重要的作用。作为微型计算机发展的一个重要分支，单片机以其体积小、速度快、使用方便、控制功能强、性能价格比高、容易产品化等特点在实时控制、智能仪表、数据采集、机电一体化及家用电器等诸多领域得到了广泛的应用。因此，工程类专业尤其是计算机应用、电子工程、自动化、机电一体化等专业的学生学习单片机知识、掌握单片机应用技术是十分必要的。单片机原理及应用介绍了单片机的基本知识和单片机技术的应用，其内容与工程实际紧密相联系，实用性很强，是一门在理论指导下,偏重于实际应用的课程。要求学生在首先学好单片机原理的基础上，重视实验环节，具有一定的实际动手操作能力。本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时/数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，直译为单片机[12]。一、单片机的特点：

1、具有优异的性能价格比

2、集成度高、体积小、可靠性高

3、控制功能强

4、低电压、低功耗

二、单片机的应用：

1、在智能仪器仪表中的应用：在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

2、在机电一体化中的应用：机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本，具有智能化特征的电子产品。

3、在实时过程控制中的应用：用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。

4、在人类生活中的应用：目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。

5、在其它方面的应用：单片机除以上各方面的应用，它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。三、单片机的基本组成：

它由CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I/O接口、定时/计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。输入/输出引脚P0、P1、P2、P3的功能：P0.0~P0。7：P0口是一个8位漏极开路型双向I/O端口。在访问片外存储器时，它分时作低8位地址和8位双向数据总线用。在EPROM编程时，由P0输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时，要求外接上拉电阻。P0能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。P1.0~P1.7（1~8脚）：P1是一上带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和验证程序时，由它输入低8位地址。P1能驱动4个LSTTL负载。

在8032/8052中，P1.0还相当于专用功能端T2，即定时器的计数触发输入端；P1.1还相当于专用功能端T2EX，即定时器T2的外部控制端。P2.0~P2.7（21~28脚）：P2也是一上带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，由它输出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证时，由它输入高8位地址。P2可以驱动4个LSTTL负载。P3.0~P3.7（10~17脚）：P3也是一上带内部上拉电阻的双向I/O口。在MCS-51中，这8个引脚还用于专门的第二功能。P3能驱动4个LSTTL负载。单片机系统设计技术是系统框架实现的具体执行步骤，系统设计框架虽然构建了系统的整体功能模块划分，但是硬件实现和软件实现还得通过具体的技术方案才能达到。采用的技术方案的好与坏直接影响系统的可操作性和安全性，以及后续设计工作的展开和进行。因此单片机系统设计技术方案同样重要。四、一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容[13]：1、系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。2、是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，还要设计合适的接口电路。五、系统的扩展和配置应遵循以下原则：1.尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。2.系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。3.硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实殃，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。4.系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。5.可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。6.单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。7.要求尽量朝着“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统的稳定性。六、MCS-51的两个定时器均为加1计数器，当初到最大值（00H或0000H）时产生溢出，将TF位置1，可发出溢出中断，因此计数器初值X的计算式为：X=M-计数值式中的M由操作模式确定，不同的操作模式计数器的长不相同，故M值也不相同。而式中的计数值与定时器的工作方式有关[14]。1、计数工作方式时

计数工作方式时，计数脉冲由外部引入，是对外部冲进行计数，因此计数值根据要求确定。其计数初值：X=M-计数值

2、定时工作方式时

定时工作方式时，因为计数脉冲由内部供给，是对机器周期进行计数，故计数脉冲频率为fcont=fosc×1/12、计数周期T=1/fcont=12/fosc定时工作方式的计数初值X等于：

X=M-计数值=M-t/T=M-（fosc×t）/12式中：fosc为振荡器的振荡频率，t为要求定时的时间[15]。一、时器有两种工作方式：即定时和计数工作方式。由TMOD的D6位和D2位选择，其中D6位选择T1的工作方式，D2位选择T0的工作方式。=0工作在定时方式，=1工作在计数方式。并有四种操作模式：

1、模式0：13位计数器，TLi只用低5位。

2、模式1：16位计数器。

3、模式2：8位自动重装计数器，THi的值在计数中不变，TLi溢出时，THi中的值自动装入TLi中。

4、模式3：T0分成2个独立的8位计数器，T1停止计数。

MCS-51有5个中断源，可分为2个中断优先级，即高优先级和低优先级，中断自然优先级：

外部中断0；定时器0中断；部中断1；定时器1中断；

串行口中断；定时器2中断

（1）同级或高优先级的中断正在进行中；

（2）现在的机器周期还不是执行指令的最后一上机器周期，即正在执行的指令还没完成前不响应任何中断；

（3）正在执行的是中断返回指令RET1或是访问专用寄存器IE或IP的指令，换而言之，在RETI或者读写IE或IP之后，不会马上响应中断请求，至少要在执行其它一要指令之扣才会响应。

（4）中断响应条件

CPU响应中断的条件有：

（5）有中断源发出中断请求；

（6）中断总允许位EA=1，即CPU开中断；

（7）申请中断的中断源的中断允许位为1，即没有被屏蔽。串行口工作方式及帧格式

MCS-51单片机串行口可以通过软件设置四种工作方式：

方式0：这种工作方式比较特殊，与常见的微型计算机的串行口不同，它又叫同步移位寄存器输出方式。在这种方式下，数据从RXD端串行输出或输入，同步信号从TXD端输出，波特率固定不变，为振荡率的1/12。该方式是以8位数据为一帧，没有起始位和停止位，先发送或接收最低位。

方式2：采用这种方式可接收或发送11位数据，以11位为一帧，比方式1增加了一个数据位，其余相同。第9个数据即D8位具有特别的用途，可以通过软件搂控制它，再加特殊功能寄存器SCON中的SM2位的配合，可使MCS-51单片机串行口适用于多机通信。方式2的波特率固定，只有两种选择，为振荡率的1/64或1/32，可由PCON的最高位选择。

方式3：方式3与方式2完全类似，唯一的区别是方式3的小组特率是可变的。而帧格式与方式2-样为11位一帧。所以方式3也适合于多机通信。单片机作为系统的主控制单元，它控制所有的输入输出，并根据用户按键信息做出按摩方式和振动速度的调整。本方案选用了具有51核的单片机EM78P156E，EM78P156E属于台湾义隆公司EM78系列单片机之一，其指令集与传统的51单片机的指令集是一样的，但I/O为推挽结构，能够直接驱动LED。八、EM78P156E是采用高速CMOS工艺制造的8位单片机。其内部有1K×13位一次性ROM（OTPROM）。因此，用户可以方便地改进完善程序。程序代码可用EMC编程器写入芯片。有7位选项位可满足用户要求，其中的保护位可用来防止程序被读出。该单片机具有如下特性[17]：1.8管脚封装SOP、SOIC和DIP。2.工作电压范围为。3.工作温度范围为0-70℃4.工作频率范围为0-36MHz。5.低功耗。5V/4MHz工作条件下,电流小于1.6mA;典型的3V/32kHz工作条件,电流小于15;休眠工作方式下,电流为1。6.1KB×13字节片内ROM,48×8字节通用存储器(SRAM)。7.内置RC振荡器、上电复位。8.一个配置寄存器以满足用户不同要求。9.5级堆栈、8位实时时钟/计数器（TCC）。10.3个中断源。TCC溢出中断、输入口状态变化中断（从休眠方式唤醒）及外部中断。11.2个双向I/O管脚。12.8个I/O管脚可编程设置为上拉。13.7个I/O管脚可编程设置为下拉。14.8个I/O管脚可编程设置为漏极开路。工作条件下电流小于1.6mA♦3V/32K条件下电流典型值为15μA♦休眠模式下电流典型值为1μA1K×13位片内ROM有一个安全寄存器保护程序不被读出有一个结构寄存器满足用户要求48×8位片内寄存器（SDRAM）2个双向I/O端口5级堆栈8位实时定时/计数器（TCC），其信号源、触发沿可编程选择，溢出产生中断掉电模式（SLEEP模式）3个中断源♦TCC溢出中断♦输入引脚状态变化中断（从休眠模式中唤醒）♦外部中断可编程自由运行看门狗定时器（WDT）有8个I/O引脚可编程设置为上拉有7个I/O引脚可编程设置为下拉有8个I/O如图6所示，EM78P156E单片机有18个管脚，其中可用作I/O功能的管脚只有12个，即P5x和P6x。需要注意的是，该单片机的I/O具有推挽结构，能够直接驱动LED等外部弱电设备，因此大大简化了系统的结构和电路元器组成。图3-2EM78P156E单片机3.3系统单片机外部扩展确定了单片机后，需要对单片机相应管脚的功能进行定义并设计其外部电路的功能。首先我们要预先分析，用户使用按摩机所关心的是按键功能是否正确、发光二极管指示的工作状态是否无误以及数码管显示的按摩振动速度是否准确，也就是系统设计框架图中“按键输入与LED指示部分”需要完成的工作。完成这些功能需要利用单片机I/O，在不浪费系统资源的前提下分配单片机I/O口。可以知道，“按键输入与LED指示部分”需要6（用户按键）+4（数码管）+4（发光二极管）=14个I/O管脚。除了涉及用户使用的I/O外，设计者还必须考虑分配I/O管脚的包括：交流检测输入、氖灯、电机和蜂鸣器的控制。这4个部分各自独立控制，需要4个单独的单片机I/O管脚。根据上面的分析，完成按摩机需要14+4=18个单片机I/O管脚，而EM78P156E只提供了12个可用的I/O管脚。解决这一问题的方法可采用I/O复用技术：交流检测输入、氖灯、电机和蜂鸣器的控制使用了4个管脚，各自独立，可用于复用的管脚为8个。数码管的显示可以通过串行驱动来实现，这样只需要两个I/O口便可完成4个I/O口的功能；6个按键和4个LED（按摩机工作模式指示灯）可采用I/O口复用方式利用剩余的6个管脚完成。这样单片机即可完成预先设定的控制功能。然后我们对单片机I/O管脚进行分配，其外部电路连接如图3-3所示。图3-3单片机电路连接管脚1、18连接4数码管串行驱动芯片74LS164，将按摩机的振动速度值以串行方式发送至该芯片，经并行输出处理后显示。管脚2：P53，连接定义为ANJ1/LED4，外部电路完成按键1（数码管显示开关）和发光二极管4（随机方式按摩指示灯）的功能。管脚6：P60/INT，连接定义为ANJ2/LED3，外部电路完成按键2（氖灯开关）和发光二极管3（波浪感方式按摩指示灯）的功能。管脚7：P61，连接定义为ANJ3/LED2，外部电路完成按键3（按摩振动降速按键）和发光二极管2（快慢方式按摩指示灯）的功能。管脚8：P62，连接定义为ANJ4/LED1，外部电路完成按键4（按摩机电源开关）和发光二极管1（定速方式按摩指示灯）的功能。管脚9：P63，连接定义为ANJ5，连接按键5（按摩方式切换按键）。管脚10：P64，连接定义为ANJ6，连接按键6（按摩振动和加速按键）。管脚11：P65，连接定义为BEEP，连接电路为蜂鸣器发声电路。管脚12：P66，连接定义为MOTOR，外部电路完成电机调速控制功能。管脚13：P67，连接定义为HLIGHT，外部电路完成氖灯控制，系统上电点亮氖灯，故障及断电状态熄灭氖灯。管脚15、16连接晶振，产生4MHz的频率。该频率为系统的时钟周期。管脚17：P50，连接定义为ACJC，外部电路完成交流检测。3.4交流检测电路在本设计应用中不需要严格的过零检测，所以此处用最简单的方法检测交流过零，如图3-4所示。将交流电引入单片机过程中，单片机I/O口连接一个2M的电阻，再直接同220V的市电电源线相连。由于单片机I/O口内部已存在有二极管钳位电路，因此不会发生危险。I/O口的电平状态与交流点正弦波形关系如图3-5所示。正弦曲线为交流电曲线，矩形方波为脉冲检测波形。从电路技术来说，利用弱电系统检测交流强电的原理是利用晶振脉冲的上升沿和下降沿检测此刻交流电状态。如果两次采样的交流电状态没有变化（要么都为正，要么都为负），那么此时没有发生交流过零；如果两次采样的交流电状态发生变化（一次为正,一次为负），那么一定发生交流过零。在设计实现过程中，首先保存I/O口的初始状态，在系统运行时利用时钟脉冲间隔中不断检测I/O口的状态，如果状态发生改变，则发生了交流过零。图3-4交流检测电路图3-5I/O口的电平状态与交流电正弦波形关系3.5电机控制方案电机控制的主要目的是调速，此处利用过零检测后控制电机的导通时间来调速。电机的驱动电路图在直流电机PWM调速原理与控制技术节中图3-5所示，4个二极管起整流作用，将交流电流变成单向脉动的电流；电感L防止了电路中过于大的电流变化（di/dt）；并联在可控硅上的电阻和电容作用是可以防止可控硅两端过于大的电压变化（du/dt），这些都是用来防止可控硅误触发的。由于前面章节已有详细介绍，在此就不在赘述了。3.6LED的数码管驱动1.LED的驱动原理。LED发光二极管的工作电压为1.5~3V，工作电流为几毫安到十几毫安，寿命很长。单片机外围接口电路中，常用发光二极管作显示器件。发光二极管显示方法有两种。一种是直流静态驱动法，即一个输出口驱动一个发光二极管，其优点是软件简单，缺点是端口的利用率低，因此只在发光二极管少的电路中采用。另一种是分时动态驱动法，周期性地给发光二极管通电，周期较短（例如不长于20ms），人眼观察无闪烁之感。利用此法驱动2位8段数码管，用单片机2个口作位线驱动，8个口作段线驱动即可。一般来说分时动态驱动法n个端口能驱动m（n-m）个发光二极管，其中m是从n中分出的列（位）线，而余下的（n-m）个则作为行（段）线。当n>4，并且m=n/2时，系统驱动发光二极管[18]。图3-6实际应用中的驱动方式2.驱动方式。在本设计际应用中，为了提高I/O口的利用率，在此采用串行驱动，即使用两个I/O口驱动串转并芯片74LS164,常用串转并芯片74LS164在clk的上升沿将串行的数据送到并行口。实际应用中的驱动方式电路图见图3-6。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）按摩机控制系统整机电路设计4按摩机控制系统整机电路设计本章节其实是上一章节技术方案的延续，是对系统硬件原理图的总体设计。电路原理设计的主要任务是为实际的制版电路提供理论上的基础。因此我们要借助假想电路环境，降电路设计得尽可能地简单高效。本设计的硬件设计在PROTEL软件中实现。通过对硬件电路原理图的设计，同时可加深对PROTLE软件的使用，反过来在操作PROTEL软件的过程中积累设计心得和体会以及经验，为以后的工作打下基础。两者相结合，互相促进，互相补足，才能取得想要的结果。本按摩机的PROTEL布线电路采用的是简单的顺序布线形式,并不需要使用多层布线。设计中尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配，以及可靠性及抗干扰设计，还要考虑其芯片驱动能力。本章所有小节电路见系统原理图3-6。4.1电源电路将交流市电转换为低压直流电的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，当受体积和成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。具体的电路部分见图11中位于单片机上面的部分[19]：电源电路的组成包括：C1为降压电容器,选用容值为1的电容。VD1、VD2为半波整流二极管。R1为泄放电阻，需用阻值为100的电阻。整流后未经稳压的直流电压一般会高于30V，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大，不适合大电流供电的应用场合。为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。具体电路节有详细介绍，具体实现在系统原理图11上部分[20]。4.2复位电路基本的复位电路为C2电容（容值为1）和R1电阻（阻值为100）。R1并联了一个二极管，它的作用是放电，保证在电源插拔时可靠复位。若没有二极管D1，当电源因某种干扰瞬间断电时，由于C2电容不能迅速放电，待电源恢复时，单片机便不能上电自动复位，导致运行失控，程序不正常运行。具体电路穿插在电源电路中，见系统原理图11上部分电源电路中。4.3电机和氖灯控制电路图3-6系统原理图的右下部分，A+、A-接氖灯；B+、B-接电动机。电动机的两端4个二极管起整流作用，将市电整流成单向脉动的直流供给电机[20]：1.氖灯控制电路部分的组成包括：(1)R10，阻值为10，提升端口的驱动电压。(2)C6，容值为1，滤波电容。(3)C7，容值为47nF，防止A+、A-间的高频串扰。(4)Q1为一个双向可控硅。2.电机控制电路部分的组成包括：(1)R11，阻值为10，提升端口的驱动电压。(2)C8，容值为1，滤波电容。(3)Q2为一个双向可控硅。(4)C9，容值为1。(5)R22，阻值为，与C9形成一个滤波回路。(6)D8~D11，这是二极管整流桥电路，该整流电路为氖灯提供可靠的直流电源。(7)R13，阻值为，用于保护电机。(8)C10，容值为47，稳定电机的工作电压波形。R13起保护作用，防止外面短接的时候短路。C10改变载波的波形，减缓陡峭程度，减小噪声。在可控硅两端并联了RC缓冲电路，控制电动机等电感性负载时，负载电流滞后于电源电压。因此电流过零时，双向可控硅可能突然承受较高的电压，过高的du/dt可能引起可控硅的误触发。当市电电压降到电动机的反向电动势的时候，电机的电流绕着二极管空转，此时可控硅电流突然下降到0。而过高的di/dt也会引起可控硅的在没有门极控制下导通，因此回路中串了一个电感遏制电流的急剧变化。4.4按键显示部分电路这部分的电路组成包括：1.R14~R17，阻值均为510，用于驱动发光二极管。R19，阻值为10，用于采集按键1、2和3的信号。R20，阻值为47，用于采集按键4、5和6的信号。见图3-6系统原理图左下部分，为了提高I/O口的利用率，电路中按键和显示复用。8位的字型通过串转并芯片74LS164送出Qa~Qg（显示字型的数据）和Qh（模式指示灯信号）。一般LED的工作电流为5mA左右，R4~R9、R14~R18为限流电阻，保证LED和数码管的正常工作。假设程序每2ms做1次按键检和显示。首先将字型和要显示的数据送到74LS164的并行口，然后产生第1个选通信号（见图中数码管的1、2、3、4选通线），显示第1个数码管并点亮（或关断）第一个指示灯；在下一个2ms到来的时候则显示第2个数码管和指示灯，此时可以通过P63、P64做按键检测。由于第2ms依次循环检测，因此可以迅速地检测到按键，而且LED和数码管也无抖动。值得注意的是，由于节约了I/O口，因此不能检测到同一时间的多个按键信号。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）结束语结束语本设计综合了５１系列单片机的端口控制技术和单片机直流电机PWM调制技术，从总体上分析和讲解了单片机应用的硬件、软件设计原则思想和汇编程序设计方法。本设计结合考虑了实现按摩机可以有十八档速度进行按摩和可以提供四种独特的按摩方式等功能。选择设计这个课题，除了要很好地运用了所学的单片机知识结构和原理以及指令系统之外，还要把电子线路技术、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术等基础课程的知识综合运用其中。通过本次毕业设计，不但对以前所学的知识进行了很好的巩固和复习，而且提高了动脑动手能力，达到了理论联系实践的目的。最重要的是培养了我们系统分析和设计开发的思维能力，为以后能更好地学习和开发单片机技术打下良好的基础，为将来能在社会上有更好的发展做了准备。东华理工大学长江学院毕业设计（论文）致谢致谢为期三个多月的毕业设计即将结束，也预示着四年的大学学习生活将要画上一个圆满的句号。在整个求学期间，我的父母一直不遗余力地帮助我，我前进的每一步都饱蘸他们期待和鼓励的关切之情。正是他们的关怀和支持才使我使我能够走进知识的殿堂，在此，谨以此文献给他们，希望能给他们带来一丝欣慰。在此还要着重感谢学校给我提供的良好的学习生活环境和本次毕业设计的机会，感谢指导老师们的悉心指导及此次参加毕业设计的同学的无私帮助。在本次毕业设计期间，我得到许多老师和同学的指导和帮助，特别是我的指导老师高浪琴总之这次毕业设计让我受益匪浅。当然限于本人水平、经验和实践的有限，本设计还存在有许多的不完善之处，请各位老师审定、批评指正和提出宝贵意见，再次谢谢！东华理工大学长江学院毕业设计（论文）参考文献参考文献[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京:高等教育出版社,1999.[2]杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用[M].长沙:国防科技大学出版社,2003.[3]黄立培.电动机控制[T].北京:清华大学出版社,2003.[4]赵负图.机电控制集成电路手册[M].北京:化学工业出版社,2003.[5]陈国呈.PWM变频调速技术[T].北京:机械工业出版社,1998.[6]李锡雄,陈婉儿.脉宽调制技术[M].武汉:华中理工大学出版社,1996.[7]冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京:人民邮电出版社,2004.[8]沈小丰.EM78系列单片机原理与应用设计[M].北京:航空航天大学出版社,2002.[9]于枫,宋占伟.电子工程师制图与制版技术[M].北京:科学出版社,2004.[10]杨刚,周群.电子系统设计与实践[M].北京:电子工业出版社,2004.[11]成继勋,周少武.微型计算机控制技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.[12]谭建成.电机控制专用集成电路[M].北京:机械工业出版社,1997.[13]王艳芳,邵明,常晓玲.MOSFET控制的PWM型直流可调电源的研制[J].郑州工业高等专科学校学报，2004,6(1):20-23.[14]王涛,赵文承.电压型变频器的PWM控制策略[J].鞍钢技术，2004，5(2):45-46.[15]黄永泉,林群,朱善安.基于单片机的直流电动跑步机控制器设计[J].工业控制计算机，2004，8(5):26-28.[16]李维军,韩小刚,李晋.基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统[J].机电一体化,2004,4(5):35-39.，(6):1112-1116.[18]TakashiShigemasa,YutakaIino,MasaeKanda.Twodegree