基于单片机的电机正反转控制设计(第组).doc

滨 江 学 院 单片机专题课程设计 第十组 组 长 周乃义 组 员 沈洁琦，姚一骏，张成浩，周玉峰 张军梅，张鹏，周强，张健，朱伟伟 院 系 自动控制系 专 业 自动化 指导教师 周旺平 二○一二 年 六 月 二十四 一、实验目的和要求 1.1目的和意义 模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。 1.2设计的主要目标任务 1、直流电机的正转 2、直流电机的反转 3、直流电机的加速 4、直流电机的减速 5、直流电机的停止 6、直流电机的复位 1.3设计的具体实现要求 通过时钟振荡电路、指示电路、电机驱动电路、复位电路、独立键盘电路五部分组成单片机的电机正反转控制的硬件设计。经过仿真调试，实物连接，排故分析，要求在第一次按下正转/反转按钮时，直流电动机正转，第二次按下正转/反转按钮时，直流电动机反转，一直循环下去；当第一次按下加速/减速按钮且电动机处于正转时，直流电动机正转加速，当第二次按下加速/减速按钮且电动机处于正转时，直流电动机正转减速，一直循环下去；同理，当第一次按下加速/减速按钮且电动机处于反转时，直流电动机正转加速，当第二次按下加速/减速按钮且电动机处于反转时，直流电动机反转减速，一直循环下去；当按下停止按钮时，直流电动机立即停止运转；当按下复位按钮时，单片机立即复位；另外，当按下正转/反转按钮时，正转/反转指示灯亮，同时加速/减速指示灯和停止指示灯处于熄灭状态；当按下加速/减速按钮时，加速/减速指示灯亮，同时加速/减速指示灯和停止指示灯处于熄灭状态；当按下停止按钮时，停止指示灯亮，同时正转/反转指示灯和加速/减速指示灯处于熄灭状态；当按下复位按钮时，复位指示灯亮，松开复位按钮，复位指示灯立即熄灭。 二、硬件设计 基于单片机的电机正反转控制的硬件设计主要包括：时钟振荡电路、指示电路、电机驱动电路、复位电路、独立键盘电路五部分组成。 2.1 AT89C52单片机 AT89C52单片机主要由下面几个部分组成：1个8位中央处理单元（CPU）、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。 1. AT89C52主要性能： 1）与MCS-51 兼容2）4K字节可编程闪烁存储器寿命1000次写/擦循环数据保留时间10年3）全静态工作：0Hz-24Hz4）三级程序存储器锁定5）128*8位内部RAM6）32可编程I/O线7）两个16位定时器/计数器8）6个中断源9）可编程串行通道10）片内振荡器和时钟电路 AT89C52是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down Mode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一个硬件复位为止。 图2.1 AT89C52引脚图 VCC：供电电压。 VSS：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的八位。在FIASH编程时，P0 FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地