单片机直流电机调速系统设计.docx
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单片机直流电机调速系统设计
专业(电子)课程设计报告
题目:
单片机直流电机调速系统
院(系)
专业
年级
姓名学号
指导教师
2009年12月26日
摘要2
一、课程设计目的与要求2
1课程设计目的2
2设计要求2
二、电路设计原理及原理图2
1设计方案2
2电路原理2
3原理图3
4流程图3
三、设计过程4
1筹备过程4
2制作过程4
3调试过程4
4显示结果5
5元件清单5
四、总结5
1结论总结5
2心得体会5
五、致谢6
六、参考文献7
附件7
单片机直流电机调速系统
摘要
本设计就是以单片机AT80C52为核心,附以外围电路,实现直流电机调速的系统;运用单片机的运算和处理能力和L293D电机驱动芯片来实现电机的手动加速、减速调速等智能控制系统,并运用软件Proteus进行仿真来得到实验结果。
一、课程设计目的与要求
1.课程设计目的
设计并制作一采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速系统。
并熟练对单片机编程及Proteus仿真软件的实际应用。
2.设计要求
(1)采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速
(2)转速从100-3000rad/min
(3)具有手动速度调整按键(速度+速度-)
二、电路设计原理及原理图
1.设计方案
本设计通过AT89S52单片机的I/O口对L293D电机驱动芯片赋值来控制电机,并通过单片机的定时器来控制L293D的EN1口来进行调速,通过中断来实现按钮式控制过程。
PWM控制波形的实现可以通过模拟电路或数字电路实现,例如用555搭成的触发电路,但是,这种电路的占空比不能自动调节,不能用于自动控制电机的调速。
而目前使用的大多数单片机都可以直接输出这种PWM波形,或通过时序模拟输出,最适合直流电机的调速。
2.电路原理
AT89C52是集成40个I/O口的单片机,拥有12MHZ的晶振周期,电路拥有可控复位电路,INT0口外接一个BUTTON使其外中断0获得高低电平。
L293D电机驱动电路可以实现电机的速度调整。
本电路实现电机调速主要利用了L293D的EN1引脚的电平控制,让其电平的高低变化可以跟据单片机的定时器来进行调节,本电路分别进行了设置,当BUTTON按下一次时,单片机定时器T0被启用,并且设定为65.468ms,此延时可以控制电机一定速度的减速,当BUTTON第二次按下时,单片机定时器T1被启用,并且设定为33.069ms此时电机为第一次按下电机速度的2倍,第三次按下时为最快速度,第四次电机停止。
前后电机3次变速,速度逐渐递增。
3.原理图
图1单片机直流调速系统原理图
4.流程图
图2单片机直流调速系统流程图
三、设计过程
1.筹备过程
上网及到图书馆查找关于直流电机调速系统的资料,查找调速方案,确定方案。
在在查找关于AT89C52的相关书籍及其控制电机调速系统的方案,查找电机驱动L293D的相关资料,同时学习软件Proteus仿真的使用教程及编程语言编程技巧。
2.制作过程
安装完Proteus仿真软件后,根据设计原理图从库文件Library中调用相应的器件,在新建的制作图纸上设计电路、连接电路、标注器件,检查完毕后导入写好的程序文件,然后进行调试,在出现错误提示后进行修改电路完善电路并同时进行相应程序的修改直至完成准确无误的设计电路。
在完成设计电路后进行设计报告内容的填写及修改。
3.调试过程
本设计在调试过程中主要式控制电机驱动L293D的EN1端口的电平高低中断周期,通过调整定时器的中断周期来实现对电机速度的调整通过计算和程序的多次调整实现了合理的电机调速控制系统。
4.显示结果
表1显示结果
中断次数
一次
二次
三次
四次
定时时间
65.468ms
33.069ms
0s
STOP
5.元件清单
表2元件清单
器件名称
规格
数量
单片机
AT89C52
1
电机驱动
L293D
1
直流电机
1
开关
按式
2
电解电容
100uf
1
电阻R1
10K
1
导线
——
若干
四、总结
1.结论总结
设计中单片机AT89C52在工作时,调整定时器TO,T1来达到合适的定时时间来调整L293D电机驱动芯片的EN1引脚的电平高低切换,使周期上有所变化来达到速度上的调整,实验过程中调试电机速度的过程是一难点,要通过单片机的计算公式来计算相应所需的定时时间使其电机的速度变化有明显的改变。
同时INT0口的控制也使实验结果又更加明朗的变化过程。
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,实际的速度很难确切控制,会超出我们的设计需求范围。
2.心得体会
*********************************************
五、致谢
**********************************************
六、参考文献
1.电子技术基础(模拟部分)高等教育出版社康华光著
2.C程序设计题解与上机指导清华大学出版社谭浩强著
3.单片机应用的C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社周航慈著
4.8051单片机彻底研究基础篇 人民邮电出版社 林伸茂著
5.单片机原理及应用高等教育出版社张毅刚著
6.C程序设计清华大学出版社谭浩强著
附件
程序:
ORG0000H;主程序及终端入口
LJMPSTART
ORG0003H
LJMPINTEX0;跳转到第78行,外中断0入口
ORG000BH
LJMPINTO
ORG001BH
LJMPINTO1
ORG0023H
RETI
ORG002BH
RETI
ORG0100H
CLEARMEMIO:
MOVTMOD,#10H
MOVR2,#14H
MOVTL1,#0B0H
MOVTH1,#3CH
MOV32H,#00H
SETBEX1
SETBIT1
SETBEX0
SETBIT0
RET
CAT:
CLRP1.0
RET
START:
MOVSP,#70H;主程序
LCALLCLEARMEMIO
SETBP1.3
CLRP1.2
SETBTR1
SETBEA
SETBP1.1
MAIN:
lcallCAT
LCALLCAT
AJMPMAIN
NOP
NOP
LJMPSTART
INTEX0:
PUSHACC;外中断0入口
PUSHPSW
CLRTR0
CLREX0
JBP3.2,IN0RET
INC32H
MOVA,32H
CJNEA,#06H,J1
CLRP1.1;停车程序
CLRET1
CLRTR1
J1:
CJNEA,#01H,J2
LCALLSTOPSLOW
LJMPIN0RET
J2:
CJNEA,#02H,J3
LCALLSTOPSLOW1
LJMPIN0RET
J3:
CJNEA,#03H,J4
LCALLSTOPSLOW
LJMPIN0RET
J4:
CJNEA,#04H,J5
LCALLSTOPSLOW1
LJMPIN0RET
J5:
CJNEA,#05H,J1
LCALLGO
LJMPIN0RET
POPPSW
POPACC
RETI
IN0RET:
CLRIE0
POPPSW
POPACC
SETBEX0
RETI
STOPSLOW:
SETBP1.1;慢车程序
MOVTH0,#80H
SETBPT1
SETBET0
SETBTR0
RET
INTO:
JBCP1.1,LOUT
HOUT:
SETBP1.1
MOVTH0,#80H
RETI
LOUT:
MOVTH0,#80H
RETI
STOPSLOW1:
SETBP1.1
MOVTH0,#30H
;MOVTL0,#3CH
SETBPT1
SETBET1
SETBTR1
RET
INTO1:
JBCP1.1,LOUT1
HOUT1:
SETBP1.1
MOVTH0,#30H
MOVTL0,#3CH
RETI
LOUT1:
MOVTH0,#30H
MOVTL0,#3CH
RETI
GO:
SETBP1.1
SETBP1.3
CLRP1.2
CLRET1
CLRTR1
RET
END
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