基于直流电机的小车运动控制 薛忠余.doc

目录 摘要 2 前言 3 1. 系统概述 4 2.直流电机工作原理 5 2.1 直流电机的结构 5 2.2 直流电机的分类 5 2.3 直流电动机的工作原理 6 2.4 直流电机的可逆运行原理 7 3.硬件设计 8 3.1 供电电源模块 8 3.2 控制器模块 8 3.3 电机驱动模块 11 4.软件设计 13 4.1主程序设计 13 总结 14 参考文献 15 致谢 16 摘要 本文主要介绍了基于直流电机的小车运动控制设计。该车以玩具小车为车体，直流电机及其控制电路为整个系统的驱动部分，AT89S51单片机为整个系统的控制核心，采用ST188反射式光电传感器来检测小车的运行速度，并通过一个4位一体的数码管显示出来，使用驱动芯片74HC245[Abstract] : In this paper, the car based DC motor motion control design , the toy car as the car body , DC motor and control circuit for the driving part of the whole system , AT89S51 microcontroller core for the control of the entire system , using ST188 reflective photoelectric sensor to detect the cars speed , and through a 4-in-one digital display up , use the driver IC 74HC245 to control the digital tube display . the system uses the 5V DC voltage power supply , DC motor-driven use PWM control technology , the flexibility to easily control the speed . Key words: DC motor , MCU , car 前言 随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。各种智能化小车在市场玩具中也占一个很大的比例。根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大改变：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上，已经成为玩家行业发展的主流。因此，遥控加智能的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的。 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。 智能电动车是由一个电动玩具车改造而成，更换了电动玩具车的电机和驱动电路，增加了电控系统。电控系统的主要任务是使智能电动车按既定控制方法行驶。 智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。  1.系统概述 整个系统基于玩具小车的机械结构，小车控制系统总体结构如图1．1所示。以AT89S51 单片机为控制核心，主要由电源模块、控制器模块、直流电机驱动模块、测速模块和显示模块组成。首先，由电源模块产生5V的直流电压，供单片机、电机驱动芯片、数码管驱动芯片和测速模块使用，单片机输出相应的控制信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动，直流电机的驱动电路采用PWM电路,精确调整电动机转速。测速模块通过光电编码盘来检测小车的速度，将检测得到的脉冲信号送入单片机的 T0 口进行计数, 同时完成脉冲数计算，通过定时计数器来计时间，算出实时速度，并通过一个四位一体数码管显示出来，从而验证PWM控制技术对小车速度的控制；使用驱动芯片74HC245。。  2.直流电机工作原理 输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 直流电机在当今生活的各方面应用越来越广泛，直流电机的调速控制是电机应用的一个重要技术保障。直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力