基于AT89S52单片机的直流电机六键控制.doc

项目设计报告 项目名称： 直流电机的控制 课 程 名 称： 单片机原理与接口技术 学 院： 机 电 学 院 专 业： 机械工程及自动化 学　 号： 2010090301331 2010090301323 姓　 名： 刘亚东 宋吉鹏 成 绩： 2013年 5月 29日 直流电机的控制 1、 设计任务与要求 1.1设计任务： 设计基于51单片机的直流电机测控系统。 基本功能：可6键控制直流电机的启动/停止、加速/减速和正转/反转。 扩展功能：可在LED显示器上实时显示直流电机的运行状态。 1.2设计要求： 基本功能： （1）利用2按键控制直流电机的启停与停止。系统上电后，等待启动命令；按“启动”键后，直流电机开始正转（默认转向和转速）；在转动过程中，按“停止”键后直流电机停止转动，程序回到上电状态。要求按键作消抖处理。 （2）利用2按键改变直流电机的转动方向，使其在转动过程中按“正转”键时直流电机正转；按“反转”键时直流电机反转，要求按键作消抖处理。 （3）利用PWM控制直流电机的转速，通过改变PWM信号的占空比可改变直流电机的转速。设PWM信号的周期为8ms，PWM的占空比可在8ms的1/16～15/16范围内选择。利用2按键设定PWM的占空比，改变直流电机的转速，使其在转动过程中按“加速”键时PWM的占空比增加1/16，按“减速”键时PWM的占空比减少1/16。占空比默认值为8/16。 扩展功能： 电机运行后，在LED显示器上实时显示直流电机的占空比值。 1.3材料清单 序号 数量 直流电机的控制 规格 1 1 直流电机 2 1 直流电机驱动器 3 6 独立式按键 4 1 128*64带汉字库 点阵LCD显示器 ST7920 2、总体方案设计 对基于MCS-51系列单片机实现直流电机调速系统进行研究和设计，能够在不同按钮的作用下分别实现电机的启动、停止、正转、反转、加速、减速控制；能够实现对直流电机的PWM的调速设计。增大占空比，增加转速，减小占空比，减小转速。 通过按键的输入，对控制器发出指令，由此来输出电机的启停、正反转、以及加减速和LED的显示。 3、硬件设计 3.1?各单元模块功能及电路设计，绘制电路原理图； 1）按键设计 该系统中运用到六个控制按钮，即正转、反转、启动、停止、加速、减速，由于按钮较少，所以采用独立键电路，这种按键电路的按键结构相对行列式按键电路更简单，更使人易懂。 2）显示设计 使用LED实时显示直流电机的占空比，方法简单，容易控制，成本低。 3.2?电路参数的计算及元器件的选择。 电路晶振频率为12MHz 4、软件设计 4.1? 阐述程序设计思路及程序架构，详细说明各程序功能； 本项目主要任务是完成对直流电机的正反转，启停，以及调速控制，应用的方法是PWM脉冲调速。 ①在主程序里，首先对计时器初值，计时器控制寄存器，输出口，PWM控制计算，正反转标志位进行初始化设置。然后跳入LED显示子程序，根据PWM控制相关数据在LED上显示占空比。返回后跳入按键扫面子程序，根据P3口的按键状态，进入所对应的按键控制标志位，经延时消抖实现相关控制，然后返回子程序。 ②启动定时器后，主程序循环调用按键状态扫描子程序和LED显示子程序，等待定时器中断。 ③当定时器T0溢出，进入T0中断程序，进行占空比计数，利用占空比的计算进行高电平输出。如果高电平输出未完，返回主程序，继续步骤②.如果过高电平输出完毕，则关闭定时器T0，打开定时器T1.返回主程序，继续步骤② 。 ④当定时器T1溢出，进入T1中断程序，控制低电平输出进行剩余占空比计数，利用占空比的数值判断进行低电平输出。如果低电平输出未完，返回主程序，继续步骤②。如果低电平输出完毕，则关闭定时器T1，打开定时器T0。返回主程序，继续步骤② 。 4.1.2 直流电机PWM调速原理 方案一：采用定时器做为脉宽控制的定时方式，这一方式产生的脉冲宽度极其精确，误差只在几个us。 方案二：采用软件延时方式，这一方式在精度上不及方案一，特别是在引入中断后，将有一定的误差。，故采用方案一。 本项目应用两个定时器定时，定时器T0和定时器T1分别对高电平和低电平进行定时。 4.1.3 利用两个定时器实现PWM脉冲调款 对R1设初值为16,41H 设初值8，在高电平计时中，T0每中断一次，R1减1，并与41H比较，不等则返回主程序，继续T0计时，相等则关闭定时器T0，打开定时器T1返回子程序，