基于51单片机的直流电机控制系统.doc

郑州轻工业学院 课程设计说明书 题目：基于51单片机的直流电机控制系统设计 姓 名： 院 （系）： 电气信息工程学院 专业班级： 电子信息工程专业 学 号： 指导教师： 成 绩： 时间： 2011 年 12 月 12 日至 2011 年 12 月 26 日 郑州轻工业学院 题目 基于51单片机的直流电机控制系统设计 专业、班级 电子信息工程08级1班 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容：控制系统主要是以8051单片机为核心组成的控制系统， 本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例， 而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比， 因此， 由MCU内部的可编程计数器阵列输出PWM波， 以调整电机两端电压与控制波形的占空比， 从而实现调速基本要求： 1、掌握编程的原理和方法。 2、熟悉基本特征和方法。3、掌握。 4、熟练运用设计。主要参考资料： [2]?何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.. [3]?史国生.交直流调速系统[M].北京:化学工业出版社,2002.161-174. 完 成 期 限： 2011.12.12-2011.12.26 指导教师签名： 课程负责人签名： 2011年 12月 11日 摘要 本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。控制系统主要是以8051单片机为核心组成的控制系统， 本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例， 而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比， 因此， 由MCU内部的可编程计数器阵列输出PWM波， 以调整电机两端电压与控制波形的占空比从而实现调速第一章：设计任务 5 第二章：总体设计方案 5 第三章 系统硬件电路设计 6 第四章 系统的软件设计 7 第五章：程序 8 第六章：PCB图 8 第七章：元件清单 8 第八章：参考文献 8 第九章：心得体会 8 第一章：设计任务 任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数: 功能主要包括： 直流电机的正转； 直流电机的反转； 直流电机的加速； 直流电机的减速； 直流电机的转速在数码管上显示； 直流电机的启动； 直流电机的停止； 第二章：总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。 键盘向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P1.0与P1.1其中一口输出与转速相应的PWM脉冲，另一口输出低电平，经过ULN2003芯片控制电路，实现电动机转向与转速的控制。电动机的运转状态通过数码管显示出来。电动机所处速度级以速度档级数显示。正转时最高位显示“三” ，其它三位为电机转速；反转时最高位显示“F”，其它三位为电机转速。每次电动机启动后开始显示，停止时数码管显示出“0000”。 第三章 系统硬件电路设计 整体框图如下 第四章 系统的软件设计 本系统编程部分工作采用KELI-C51语言完成，采用模块化的设计方法，与各子程序做为实现各部分功能和过程的入口，完成键盘输入、按键识别和功能、PWM脉宽控制和数码管显示等部分的设计。 单片机资源分配如下表： P0 显示模块接口 键盘中断 P1 键盘模块接口 P1.0/P1.1 PWM电机驱动接口 系统时钟 ①PWM脉宽控制：本设计中采用软件延时方式对脉冲宽度进行控制，延时程序函数如下： /*****************延时函数*************************/ delays() { uchar i; for(i=5000;i0;i--); } ②键盘中断处理子程序：采用中断方式，按下键，完成延时去抖动、键码识别、按键功能执行。 要实现按住加/减速键不放时恒加或恒减速直到放开停止，就需在判断是否松开该按键时，每进行一次增加/减少一定的占空比。 ③显示子程序：利用数组方式定义显示缓存区，缓存区有8位，分别存放各个数码管要显示的值。 ④定时中断处理程序：采用定时方式1，因为单片机使用12M晶振，可产生最高约为65.5ms的延时。对定时器置初值B1E0H可定时20ms，即系统时钟精度可达0.02s。当20ms定时时间到，定时器溢出则响应该定时中断处理程序，完成对定时器