单片机直流电机调速系统设计方案.docx
- 文档编号:4230599
- 上传时间:2022-11-28
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:228.40KB
单片机直流电机调速系统设计方案.docx
《单片机直流电机调速系统设计方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机直流电机调速系统设计方案.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单片机直流电机调速系统设计方案
单片机课程设计报告
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
年月日
电子信息工程专业09级学生单片机原理课程设计任务书
课程设计题目
十、单片机直流电机调速系统
指导教师
职称
设计任务和要求:
1.基本要求
(1)采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速
(2)具有手动速度调整按键(速度+速度-)
2.设计步骤
(1)使用Proteus按设计要求绘制电路图。
(2)按要求编写相应程序。
(3)使用Proteus仿真程序,对程序进行调试。
(4)撰写课程设计报告
3.撰写课程设计报告
课程设计报告容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。
学生在完成上述全部工作之后,应将全部容以先后顺序写成设计报告一份,阐述整个设计容,要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅,字迹工整。
报告书以A4纸打印,装订成册(文字不少于3000字)。
单片机直流电机调速系统
一、设计任务与要求
1.基本要求
(1)采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速
(2)具有手动速度调整按键(速度+速度-)
2.设计步骤
(1)使用Proteus按设计要求绘制电路图。
(2)按要求编写相应程序。
(3)使用Proteus仿真程序,对程序进行调试。
(4)撰写课程设计报告
3.撰写课程设计报告
课程设计报告容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。
学生在完成上述全部工作之后,应将全部容以先后顺序写成设计报告一份,阐述整个设计容,要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅,字迹工整。
报告书以A4纸打印,装订成册(文字不少于3000字)。
二、方案设计与论证
1.方案一
如图1所示,系统以89C51单片机为核心,通过单片机控制,C语言编程实现对直流电机的平滑调速。
可看出此方案电路图复杂,所用元件多,容易出错。
图1
2.方案二
如图2,元件较少,电路简单、直观。
且此电路能实现正反转、加减速功能。
综上所述,选择方案二较好。
三、单元电路设计
1系统组成
直流电机PWM调速方案如图1.1所示:
图1.1
2方案说明
直流电机PWM调速系统以AT89C2051单片机为控制核心,由命令输入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。
2.1直流电机驱动模块
主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。
直流电机可按其结构、工作原理和用途等进行分类,其中根据直流电机的用途可分为以下几种:
直流发电机(将机械能转化为直流电能)、直流电动机(将直流电能转化为机械能)、直流测速发电机(将机械信号转换为电信号)、直流伺服电动机(将控制信号转换为机械信号)。
2.2直流电机的中断键盘控制模块
2.2.1外部中断设置
(1)外部中断允许设置
中断控制寄存器IE的EX0对应INT0,EX1对应INT1,EA为中断的总开关,若要开放外部中断,只要将IE对应的位和总开关EA置1即可。
如:
开放外部中断0的设置:
SETBEX0
SETBEA
开放外部中断0和1的设置:
SETBEX0
SETBEX1
SETBEA
(2)外部中断触发方式设置
单片机外部中断有两种触发方式,一种是电平触发方式,另一种是脉冲触发方式,单片机外部中断触发方式与TCON的IT位有关。
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
电平触发设置方法:
CLRITX,为低电平触发方式。
脉冲触发设置方法:
SETBITX=1,为脉冲下降沿触发方式。
在使用外部中断时,如果不进行设置,则为电平触发方式。
(3)外部优先级设置
外部中断IN0、INT1的中断优先级的设置是通过设置IP寄存器实现的,IP的PX0对应INT0,PX1对应INT1。
PX置1为高级中断,PX为0为低级中断。
×
×
×
PS
PT1
PX1
PT0
PX0
2.2.2外部中断扩展方法
在图2.1为外部中断扩展方法,设X1、X2、X3、X4、X5为外部警情信号,X1代表是加速信号,X1=0表示加速;X2代表减速信号,X2=0表示减速;X3代表正转信号,X3=0表示正转;X4代表反转信号,X4=0表示反转;X5代表停止信号,X5=0表示停止处理。
图2.1
当系统检测到有中断请求时,响应如下中断服务流程图2.2。
图2.2
四、总原理图及元器件清单
1.原理图
图2
2.元件清单
元件序号
名称
型号
数量
1
单片机
AT89C51
1
2
二极管
1N4003
4
3
电阻
3
4
直流电机
MOTOR-ENCODER
1
5
电机驱动芯片
L298
1
6
排阻
RESPACK-8
1
7
开关
5
五、软件部分
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。
振荡、时钟电路和复位电路由80C51单片机部给出。
主体电路:
即直流电机PWM控制模块。
这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转,并且可以调整电机的转速,还可以方便的读出电机转速的大小和了解电机的转向,能够很方便的实现电机的智能控制。
其间,还包括直流电机的直接清零、启动(置数)、暂停、连续功能。
其间是通过80C51单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298驱动芯片来控制直流电机工作的。
该直流电机PWM控制系统由以下电路模块组成:
设计输入部分:
这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。
设计控制部分:
主要由80C51单片机的外部中断扩展电路组成。
六、调试与分析
启动目标系统,按正转,然后接加速开关,我们观察到电机开始运转,每按一次加速,电机的速度都要增加,此时如果按减速,则电机的转速慢慢地减小。
同样按反转转键也看到同样的结果,当按停止键时,电机慢慢停下来。
图6.1是启动时的图像,图6.2是在正转情况下的仿真结果,图6.3是在反转情况下的仿真结果。
图6.1
图6.2
图6.3
七、总结与心得
经过2个星期的课程设计,学到了很多有用的东西,让我对单片机和程序设计都有了新的理解。
首先,对单片机的工作原理和具体的功能实现有了一个更高的认识。
对于硬件电路,以前只是大概了解,实验后对单片机的各个端口,寄存器都有了一个比较系统的认识。
其次,学会了程序编写。
程序编写对于以后的学习都会有很大的帮助。
另外,程序编写还可以帮助理解单片机的硬件电路工作原理,一举两得。
最后,学习单片机实验不仅是学会其电路的工作原理和程序编写,更要学会一种学习的方法。
对待以后的课程,要有一种细心的态度。
这次实验留给我印象最深的是要设计一个成功的电路,必须要有扎实的理论基础,还要有坚持不懈的精神。
设计过程,好比是我们人类成长的历程,常有一些不如意,但毕竟这是第一次做,难免会遇到各种各样的问题。
在设计的过程中发现了自己的不足之处,这是对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
八、致谢
这次毕业设计,凝结了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,想要完成这个设计是难以想象的。
因此,感谢老师的耐心细致指导。
其次,学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮助,每个设计小组配有专门的指导老师,帮助我们能顺利完成整个设计。
最后,还要感谢同学四年来对我的关心与支持,感谢各位老师在学习期间对我的严格要求。
同时也要感谢身边朋友的热心帮助,没有你们的关心与支持,我不可能这么快完成我的毕业设计!
这几个月的岁月是我学生生涯中最有价值的一段时光,也将会成为我以后永远的美好的回忆。
九、参考文献
[1]永辉.现代电子技术[J].智能小车的多传感器数据融合.2005
[2]何立民.单片机与嵌入式系统应用[J].基于HCS12的小车智能控制系统设计.2007
[3]方建军.何广平.智能机器人[M].北京:
化学工业.2004
[4]立.电子世界[J].电动小车的循迹.2004
[5]滕志军.今日电子[J].基于超声波检测的倒车雷达设计.2006
[6]徐科军.传感器与检测技术[M].北京:
电子工业,2007
[7]潘新民.王燕芳.微型计算机控制技术实用教程[M].
附件
ORG0000H
SJMPDISPLAY
ORG0003H
LJMPBUTTON
ORG000BH
LJMPDINGSHI
RSEQUP3.0
RWEQUP3.1
EEQUP3.4
ORG0030H
DISPLAY:
SETBEA
SETBEX0
SETBIT0
MOVTMOD,#01H
MOVTL0,#0FFH
MOVTH0,#0FFH
SETBET0
CLRP0.5
CLRP0.6
CLRP0.7
SETBTR0
MOVDPTR,#TAB
MOVR0,#00H
MOVR1,#16
MOVR3,#00H
MOVR4,#00H
LP9:
LCALLCHUSHI
LP2:
ACALLBUSY
MOVA,#00H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
ACALLDATAS
INCDPTR
DJNZR1,LP2
LP3:
CJNER3,#00H,LP4
CJNER4,#00H,LP4
SJMPLP3
LP4:
MOVR7,#00H
MOVR5,#09H
ACALLBUSY
MOVP1,#0C0H
ACALLENABLE
MOVDPTR,#MMTAB
ACALLBUSY
LP5:
MOVA,#00H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
INCDPTR
ACALLDATAS
ACALLBUSY
DJNZR5,LP5
MOVDPTR,#STAB
MOVA,R2
MOVP1,A
ACALLDATAS
ACALLBUSY
MOVA,R3
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
ACALLDATAS
ACALLBUSY
MOVA,R4
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
ACALLDATAS
LP8:
CJNER7,#00H,LP7
LJMPLP8
LP7:
SJMPLP4
CHUSHI:
ACALLBUSY
MOVP1,#00000001B
ACALLENABLE
ACALLBUSY
MOVP1,#00111000B
ACALLENABLE
ACALLBUSY
MOVP1,#00001111B
ACALLENABLE
ACALLBUSY
MOVP1,#00000110B
ACALLENABLE
ACALLBUSY
MOVP1,#80H
ACALLENABLE
RET
ENABLE:
SETBE
CLRRS
CLRRW
CLRE
RET
DATAS:
SETBE
SETBRS
CLRRW
CLRE
RET
BUSY:
CLRE
MOVP1,#0FFH
CLRRS
SETBRW
SETBE
JBP1.7,BUSY
RET
ORG2000H
DINGSHI:
CPLP0.7
JNBP0.7,Z1
MOVA,#0FFH
SUBBA,R0
MOVTH0,A
SETBTR0
RETI
Z1:
MOVTH0,R0
SETBTR0
RETI
BUTTON:
PUSHACC
CLREX0
CLREA
INCR7;
MOVA,#0FFH
MOVP2,A
MOVA,P2
JNBACC.0,AA0
JNBACC.1,KK0
JNBACC.2,ZZ
JNBACC.3,FF
JNBACC.4,WW0
AJMPQQ
AA0:
CJNER0,#0FFH,AA1
AJMPQQ
AA1:
MOVA,R0
ADDA,#5
MOVR0,A
AJMPQQ
KK0:
CJNER0,#00,MM
AJMPQQ
MM:
MOVA,R0
SUBBA,#5
MOVR0,A
AJMPQQ
QQ:
MOVA,R0
MOVB,#5
DIVAB
MOVB,#10
DIVAB
MOVR3,A
MOVR4,B
SETBEX0
LCALLDELAY
LCALLDELAY
LCALLDELAY
LCALLDELAY
SETBEA
POPACC
RETI
ZZ:
SETBP0.5
CLRP0.6
MOVR2,#2BH
LCALLDELAY
LCALLDELAY
LCALLDELAY
SETBEX0
SETBEA
POPACC
RETI
FF:
CLRP0.5
SETBP0.6
MOVR2,#2DH
LCALLDELAY
LCALLDELAY
LCALLDELAY
SETBEX0
SETBEA
POPACC
RETI
WW0:
CLRP0.5
CLRP0.6
LCALLDELAY
LCALLDELAY
LCALLDELAY
SETBEX0
SETBEA
POPACC
RETI
DELAY:
MOVR5,#0E0H
MM0:
MOVR6,#30H
MM1:
DJNZR6,MM1
DJNZR5,MM0
RET
TAB:
DB53H,45H,54H,20H
DB53H,50H,45H,45H
DB44H,20H,50H,4CH
DB45H,41H,53H,45H
STAB:
DB30H,31H,32H,33H
DB34H,35H,36H,37H
DB38H,39H,41H,42H
DB43H,44H,45H,46H
MMTAB:
DB43H,4FH,52H,52H
DB45H,4EH,54H,20H
DB3AH
END
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 直流电机 调速 系统 设计方案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)