毕业设计：单片机直流电机调速系统.doc

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 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