基于单片机的温度控制直流电动机转速系统设计doc.doc

目录 设计总说明 1 Introduction 3 1绪论 6 1.1引言 6 1.2电机控制发展历史 6 1.3研究背景 9 1.4研究意义 9 1.5系统设计内容 10 2系统方案设计 10 2.1系统的设计要求及主要技术指标 10 2.2系统总体方案 10 2.3总体方案论述 11 3硬件电路设计 12 3.1单片机的选择 12 3.1.1 MCS-51系列单片机 12 3.1.2 AT89C51单片机 12 3.1.3管脚介绍 13 3.1.4单片机晶振电路 15 3.1.5单片机复位电路： 16 3.2温度采集模块设计 17 3.2.1方案论证： 17 3.2.2 DS18B20的内部结构 18 3.2.3 DS18B20温度传感器的存储器 20 3.2.4 DS18B20使用中注意事项 24 3.2.5 温度采集模块的电路连接 25 3.3转速控制模块设计 25 3.3.1直流电机转速调节原理 25 3.3.2电机调速控制方案论证 26 3.3.3 PWM方式选择 27 3.3.4 PWM控制信号的产生方式 27 3.3.5直流电机PWM调速原理 28 3.4直流电机 29 3.4.1有刷直流电机 29 3.4.2无刷直流电机 30 3.5直流电机驱动模块的选择 32 3.5.1方案选择 32 3.5.2 L298驱动芯片 32 3.5.3电机及驱动模块电路连接 34 3.6温度显示模块设计 35 3.6.1液晶显示简介 35 3.6.2 LM016L的结构及功能 36 3.6.3 液晶显示模块的电路连接 40 4系统软件设计 41 4.1系统软件构架 41 4.2各模块程序说明 43 4.2.1温度采集模块 43 4.2.2电动机转速及转向控制模块 43 4.2.3温度显示模块 46 5结论 48 参考文献 48 致谢 49 附录A系统总程序 50 附录B系统仿真图 59 设计总说明 在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计，现在有的90%以上的动力源自于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分。随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。89C51是美国ATMEL公司生产的低电压高性能CMOS8位单片机，片内含4K bytes的可反复檫写的只读程序存储器(PEROM) 和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）, 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MSC-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 温度采集模块可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求 。 利用单片机的一个I/O口的引脚，通过软件对这个引脚不断地输出高低电平来实现PWM波的输出，51系列单片机无PWM输出功能，可以采用定时器配合软件的方法输出。对精度要求不高的场合，非常实用。温度是一种最基本的环境参数，在工农业生产及日常生活中对温度的测量及控制具有重要意义。本设计将介绍一种基于单片机的直流电机转速系统。该系统采用89C51单片机为核心，AT89C51 单片机驱动数字温度传感器DS18B20，进行温度数据采集产生PWM（脉宽调制）信号；通过L驱动芯片来控制直流电机的速度、方向的变化；通过显示。所谓脉冲宽度调制是指用改变电机电枢电压接通与断开的时间的占空比来控制电机转速的方法，称为脉冲宽度调制(PWM)。对于直流电机调速系统，其方法是通过改变电机电枢电压导通时间与通电时间的比值（即占空比）来控制电机速度。 本次设计可以作为简单控制向复杂控制的过度，实现直流电机启动、正反转控制和顺序控制外，还要进行转速控制。为以后复杂控制做基础。 关键词：PWM； 单片机； Introduction In electrical times today, the electric motor continuously is playing the very vital role in the modernized production and the life. According to the material statistics, now some 90% above power supplies from the electric motor, the electric motor and peoples life are closely linked, inseparable. Along wi