微机电流电机控制第三组.docx

微机电流电机控制第三组.docx

《微机电流电机控制第三组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机电流电机控制第三组.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

微机电流电机控制第三组

湖南人文科技学院

课程设计报告

课程名称：

微机接口技术与应用课程设计

设计题目：

微机直流电机控制

系别：

计算机科学技术系

专业：

计算机科学与技术专业

组别：

09级本科二班第三组

组员：

吴通朱韬周思亮杨晨杨金

学号：

09408214、16、15、13、12

起止日期:

2012.6.15-2012.6.28

指导教师:

刘庆

课程设计题目

微机直流电机控制

组号

第三组

班级

09计科二班

系别

计算机科学技术系

专业

计算机科学与技术专业

组长

吴通（09408214）

组员

朱韬（09408216）、周思量（09408215）、杨晨（09408213）、杨金（09408212）

指导教师

刘庆

课程设计目的

通过直流电机，学习直流电机的控制原理与方法。

课程设计环境

1.PC兼容机

2．Windows2000

3．MFID多功能微机实验平台（含PCI总线驱动板）

4．MF2KI集成开发环境

5.VC++6.0

课程设计要求

1.掌握接口硬件开发平台的使用方法，利用现有的实验平台和PC机，组成一个微机模拟应用系统，结合一个实际的接口技术问题在实验台上编程模拟实现。

2.由一个主控机监控和若干个下位机组成，主控机负责数据处理，下位机负责访问接口。

3.掌握基本接口电路的综合应用。

4.掌握接口电路的驱动程序和界面软件的设计与编制，学会调试与测试接口软件的一般方法。

5.微机接口技术及接口芯片的综合应用。

课程

设计

工作

进度

计划

日期

工作内容

2012.6.15-6.18

搜集相关的设计资料，确定选题；

20012.6.19-6.20

搜集并熟悉相关课题资料，整理出设计思路；

20012.6.21

将整体思路模块化，并对本组成员进行工作分组；

2012.6.22-6.23

整理思路，画出工作流程图和设计原理图

2012.6.24-2012.6.25

着重编写和调试运行程序

2012.6.26-6.27

结合硬件配置系统环境，并进行系统验证

2012.6.28

整理所有资料撰写电子文档

目录

一、课程设计目的和要求：

3

二、课程设计题目：

4

三、课程设计平台环境：

4

四、实现功能及特色：

4

五、任务分配：

4

六、客户端程序设计内容分析：

4

1、总电路功能介绍4

2、原理图、流程图6

3、实验资源配置8

4、直流电机运行及方向控制程序:

8

七、感想体会：

14

八、参考文献14

课程设计任务书及成绩评定15

一、课程设计目的和要求：

1、掌握接口硬件开发平台的使用方法，利用现有的实验平台和PC机，组成一个微机模拟应用系统，结合一个实际的接口技术问题在实验台上编程模拟实现。

2、由一个主控机监控和若干个下位机组成，主控机负责数据处理，下位机负责访问接口。

3、掌握基本接口电路的综合应用。

4、掌握接口电路的驱动程序和界面软件的设计与编制，学会调试与测试接口软件的一般方法。

5、微机接口技术及接口芯片的综合应用。

二、课程设计题目：

第3题：

微机直流电机控制

设计一直流电机控制系统，实现对电机的正转，反转和速度控制。

三、课程设计平台环境：

Windows2000+实验台+VC++6.0

四、实现功能及特色：

采用MFID实验平台和直流电机模块进行硬件的连接及编写软件控制方向，使直流电机可以进行正反方向运转。

五、任务分配：

1.画出工作流程图和设计原理图（吴通）

2.着重编写和调试运行程序（吴通、朱韬）

3.结合硬件配置系统环境，并进行系统验证（周思亮、杨晨）

4.整理所有资料撰写电子文档（朱韬、杨金）

六、客户端程序设计内容分析：

1、总电路功能介绍

1）直流电机PWM调制控制系统具有加速、减速、正转、反转、停止控制功能。

操作开关通过中断控制直流电机的加速、减速、正转、反转、停止控制功能，并通过LCD液晶显示。

振荡、时钟电路和复位电路由80C51单片机内部给出。

直流电机转动速度由LCD液晶显示。

操作开关状态由液晶显示器显示。

2）直流电机转速

直流电机的数学模型可用下图表示，电机的电枢电动势Ea的正方向与电枢电流Ia的方向相反，Ea为反电动势；电磁转矩T的正方向与转速n的方向相同，是拖动转矩；轴上的机械负载转矩T2及空载转矩T0均与n相反，是制动转矩。

直流电机的数学模型

根据基尔霍夫第二定律得U=Ea-Ia（Ra+Rc）得直流电机的转速公式n=Ua-IR/CeΦ,推出n=Ea/CeΦ，可以看出，对于一个已经制造好的电机，当励磁电压和负载转矩恒定时，它的转速由回在电枢两端的电压Ea决定，电枢电压越高，电机转速就越快，电枢电压降低到0V时，电机就停止转动；改变电枢电压的极性，电机就反转。

2、原理图、流程图

1）整个工程的原理接线图：

直流电机实原理图

2）流程图：

实验框图:

3）实验平台与扩展板用26芯排线相连

3、实验资源配置

1）电源：

机内供电，将平台的电源开关拔到“内”的位置上。

2）本实验所涉及的资源：

8255，直流电机，4只TIP122，1K电阻6只，500Ω电阻2只，ø5红色发光二极管1只，ø5绿色发光二极管1只，C1815三极管4只，IN4004二极管4只。

3）I/O端口地址：

8255的4个端口地址为300H～303H。

其中A口=300H，B口=301H，C口=302H，命令口=303H

4）软件资源：

MF2KI集成开发环境软件提供了丰富的汇编语言和C/C++语言程序开发工具

4、直流电机运行及方向控制程序:

#include

#include

#include

#include

#include

#definePAXBYTE[0x1FFF]//A口地址;

#definePBXBYTE[0x3FFF]//B口地址;

#definePCXBYTE[0x5FFF]//C口地址;

#defineCONXBYTE[0x7FFF]//*控制字地*/;

ucharkey=0;//定义key为全局变量

uinta=100;

ucharn=5;//单次增加的步长，用于输出脉冲占空比控制

uintk1=0,mn=10;//设置mn为转向标志位

ucharbai,shi,ge;

uintseg_code[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x98,0xff};//0~9的七段显示代码;

/*THEMAINPROCESS*/

voidmain（）

{

CON=0x80;

P1_5=0;//使电机停转;

TMOD=0x15;//定时器1工作在模式1

TH1=0xFF;//定时器1的溢出中断时间为50ms；

TL1=0xb0;

ET1=1;

TR1=1;

while

（1）

{

key=GetKey（）;

/*case1~case9是预先设定的速度，方便电机直接调节到该速度，避免通过’+’键调节*/

switch（key）

{case'1':

{a=10;break;}

case'2':

{a=25;break;}

case'3':

{a=40;break;}

case'4':

{a=55;break;}

case'5':

{a=70;break;}

case'6':

{a=90;break;}

case'7':

{a=110;break;}

case'8':

{a=130;break;}

case'9':

{a=150;break;}

case'+':

{P1_4=0;control（）;break;}//电机加速

case'-':

{control（）;break;}//’-‘代表减速

case'=':

{P1_7=0;P1_6=1;mn=0;control（）;break;}//电机顺时针转

case'c':

{P1_7=1;P1_6=0;mn=1;control（）;break;}//逆时针转

case'/':

{control（）;}//‘/‘键按下时，电机开始转动

default:

break;//不影响电机运行

}

}

}

/*THEENDOFMAINPROCESS*/

/*THEINTERRUPTIONFUNCTION*/

voidtime（）interrupt3//中断号为3，即是定时器1溢出中断

{//此处是计时50ms中断一次

TR1=0;//此函数用于显示速度

k1+=TL0;

display（a/100,a%100/10,a%10,mn）;

/*if（count==51）

{

sprintf（s,"%04d",k1%1000）;//注意sprintf的用法；//确保有四位输出

count=1;

k1=0;

}

display（a,bai,shi,ge）;*/

TH1=0x3c;

TL1=0xb0;

TH0=0x00;

TL0=0x00;

TR1=1;

}

/*THEINTERRUPTIONFUNCTION*/

/*THEGETKEYFUNCTIONWHICHWASUSEDTOGETTHEINFORMATIONFROMTHEKEY*/

/*行信号从P1口的低四位读进，列信号从P2口的高四位读进*/

ucharGetKey（）

{

P1_0=0;

P1_1=1;

P1_2=1;

P1_3=1;

P2_0=1;

P2_1=1;

P2_2=1;

P2_3=1;

_nop_（）;_nop_（）;//适当的延时以便消除抖动

if（!

P2_0）return'7';

if（!

P2_1）return'8';

if（!

P2_2）return'9';

if（!

P2_3）return'/';

P1_0=1;

P1_1=0;

P1_2=1;

P1_3=1;

_nop_（）;_nop_（）;

if（!

P2_0）return'4';

if（!

P2_1）return'5';

if（!

P2_2）return'6';

if（!

P2_3）{P1_4=0;return'*';}

P1_0=1;

P1_1=1;

P1_2=0;

P1_3=1;

_nop_（）;_nop_（）;

if（!

P2_0）return'1';

if（!

P2_1）return'2';

if（!

P2_2）return'3';

if（!

P2_3）return'-';

P1_0=1;

P1_1=1;

P1_2=1;

P1_3=0;

_nop_（）;_nop_（）;

if（!

P2_0）return'c';

if（!

P2_1）{P1_4=0;return'0';}//P1_4和P1_5脚通过一个“与”门用来防止误启动

if（!

P2_2）return'=';

if（!

P2_3）return'+';

return0;

}

/*延时程序*/

/*THEDELAYFUNCTION*/

voiddelay（uinti）

{

uintj,k;

for（;i>0;i--）

for（j=10;j>0;j--）

for（k=10;k>0;k--）;

}

/*THEDISPLAYFUNCTION*/

voiddisplay（ucharbai,ucharshi,ucharge,uintmn）

{

PB=0x08;//00001000

PA=seg_code[ge];

delay

（2）;

PB=0x04;//00000100

PA=seg_code[shi];

delay

（2）;

PB=0x02;//00000010

PA=seg_code[bai];

delay

（2）;

PB=0x01;//00000001

PA=seg_code[mn];

delay

（2）;//注意这儿的延时越短越好，应为处理终端的时间越短，对电机//的实时性显示就越好；

}

/*THECONTROLFUNCTION*/

/*

由于参数a是一个全局变量，代表着脉冲的占空比，每次调用函数时;

必须注意参数a值;

*/

/*如果按键为‘-’，‘+’（加速减速）以及‘c'，’=‘（正转反转）时，不需跳出循环，按其他键时，需要跳出循环，必须需要重新设置占空比*/

/*P1_4和P1_5脚通过一个“与”门用来防止误启动*/

voidcontrol（）

{

EA=1;

while

（1）

{

if（a>=150）

a=150;//设置了a的最大值，限定了电机的最高速度

if（a<=10）

a=10;//设置了a的最小值，限定了电机的最高速度

P1_5=1;//与P1_4信号形成控制L298的控制信号达到控制转速的目的

delay（a）;//调用延时，形成脉宽的调节

P1_5=0;//电机逐渐停转;

delay（160-a）;

/*以下的程序改变a的值达到改变脉冲宽度的目的*/

key=GetKey（）;

if（key=='-'）//减速

a=a-n;

elseif（key=='+'）

{a=a+n;}//加速

elseif（key=='='）//如果按下’=‘键，则电机顺时针转;

{

P1_6=1;

P1_7=0;

mn=0;

}

elseif（key=='c'）//反转

{P1_7=1;

P1_6=0;

P1_4=1;

mn=1;

}

elseif（key=='*'||key=='0'）//如果按下停止键’*‘或者’0’;

{P1_5=0;P1_4=1;//ENA=0（P1_5=0）电机停转;

break;

}

elseif（key!

=0）//如果没有按键按下，则继续在此while循环中运行

{

switch（key）

{

case'1':

{a=10;break;}

case'2':

{a=25;break;}

case'3':

{a=40;break;}

case'4':

{a=55;break;}

case'5':

{a=70;break;}

case'6':

{a=90;break;}

case'7':

{a=110;break;}

case'8':

{a=130;break;}

case'9':

{a=150;break;}

default:

break;

}

}

}

EA=1;

}

七、感想体会：

1、这次课程设计是一次非常好的锻炼机会,历时一个星期左右，通过这一个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的不怎么牢固，看到了自己的实践经验更是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

2、课程设计是培养学我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程.此次直流电机控制课程设计，我仍体会颇深。

从中学到很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的很多的不足，自己知识的很多漏洞，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

虽然这只是一次的较简单的课程设计，可是也耗费了我们不少的心血。

3、感激学校让我有这次学习设计的机会，让我受益匪浅，这次学习对于我们没有真正实践经验的同学来说，绝对是一次成长的机会。

八、参考文献

［1］微型计算机接口技术及应用刘乐善等华中科技大学出版社2000年

［2］计算机控制技术朱玉玺等电子工业出版社2006年

［3］微机汇编语言基础教程网络教程2007年

［4］汇编语言与微机原理教程（第二版）顾元刚等2003年

课程设计任务书及成绩评定

课题名称：

微机直流电机控制

完成者：

吴通朱韬周思量杨晨杨金

1、设计的目的与要求。

1、掌握接口硬件开发平台的使用方法，利用现有的实验平台和PC机，组成一个微机模拟应用系统，结合一个实际的接口技术问题在实验台上编程模拟实现。

2、由一个主控机监控和若干个下位机组成，主控机负责数据处理，下位机负责访问接口。

3、掌握基本接口电路的综合应用。

4、掌握接口电路的驱动程序和界面软件的设计与编制，学会调试与测试接口软件的一般方法。

5、微机接口技术及接口芯片的综合应用。

2、设计进度及完成情况

日期

内容

2012.6.15-6.18

搜集相关的设计资料，确定选题；

20012.6.19-6.20

搜集并熟悉相关课题资料，整理出设计思路；

20012.6.21

将整体思路模块化，并对本组成员进行工作分组；

2012.6.22-6.23

整理思路，画出工作流程图和设计原理图

2012.6.24-2012.6.25

着重编写和调试运行程序

2012.6.26-6.27

结合硬件配置系统环境，并进行系统验证

2012.6.28

整理所有资料撰写电子文档

3、成绩评定

学号

姓名

设计成绩（老师填写）

09408214

吴通

09408216

朱韬

09408215

周思亮

09408213

杨晨

09408212

杨金

评定老师：

（签字）

二00年月日