基于單片機(jī)的直流電機(jī)PMW調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 基于單片機(jī)的直流電機(jī)PMW調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院 理工學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 年 級 2010 級 學(xué) 號 2010114050 姓 名 陳倩倩 指 導(dǎo) 教 師 周銀福 成 績 2014年4月22日目 錄摘要1關(guān)鍵詞1Abstract1Keywords:11 引言21.1 背景意義21.2 本設(shè)計(jì)任務(wù)22 總體設(shè)計(jì)方案22.1 方案一：PWM調(diào)速22.2 方案二：晶閘管調(diào)速33 單元模塊設(shè)計(jì)43.1 H橋驅(qū)動電路設(shè)計(jì)方案43.2 調(diào)速原理63.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)73.3.1 STC89C5273.3.2 H橋驅(qū)動電路93.3.3基于霍爾傳感器的測速模塊101霍爾傳感

2、器的工作原理103.3.4顯示模塊方案113.3.5按鍵功能133.4 調(diào)速設(shè)計(jì)模塊133.4.1 PWM波軟件軟件設(shè)計(jì)133.4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框架圖144 系統(tǒng)功能調(diào)試154.1 調(diào)試軟件介紹154.2 系統(tǒng)原理圖164.3 主程序流程圖16總 結(jié)18參考文獻(xiàn)19致 謝20附錄 程序清單21西南大學(xué)育才學(xué)院2014屆電子信息工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的直流電機(jī)PMW調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本文介紹一種基于STC89C52單片機(jī)控制的PMW直流電機(jī)脈寬調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)以廉價(jià)的STC89C52單片機(jī)為控制核心，以直流電機(jī)為控制對象，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過按鍵進(jìn)行調(diào)整 。利用單片機(jī)作為控制核心設(shè)計(jì)直流電機(jī)

3、的調(diào)速系統(tǒng)，解決以往復(fù)雜的模擬電路設(shè)計(jì)問題，增加對直流電機(jī)速度的可控性，提高調(diào)速系統(tǒng)的精度，且成本低廉，具有很好的使用價(jià)值。關(guān)鍵詞：直流電機(jī) PMW脈寬調(diào)速 STC89C52Abstract: this paper introduces a pulse width PMW based on STC89C52 single chip microcomputer control dc motor speed control system. System with cheap STC89C52 as the control core, dc motors as control object. the

4、 speed of the motor cocoa through buttons to increase or decrease. Using single chip microcomputer as control core design of a dc motor speed control system, solve the complex problem of analog circuit design, increase of the dc motor speed control, improve the accuracy of speed control system, and

5、low cost, has the very good use value.Keywords: dc motor, PMWpulse width speed regulation, STC89C52第 26 頁 共 27 頁1 引言1.1 背景意義在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，自動控制系統(tǒng)，電子儀器設(shè)備、家用電器、電子玩具等等方面，直流電機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟悉的錄音機(jī)、電唱機(jī)、錄相機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、工業(yè)設(shè)備等，都不能缺少直流電機(jī)。所以直流電機(jī)的控制是一門很實(shí)用的技術(shù)。直流電機(jī)具有良好的啟動性能和調(diào)速特性，它的特點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高

6、。與交流調(diào)速相比，直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，維護(hù)工作量小。隨著大功率晶體管的問世以及矢量控制技術(shù)的成熟，使得矢量控制變頻技術(shù)獲得迅猛發(fā)展，從而研制出各種類型、各種功率的變頻調(diào)速裝置，并在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。適用范圍：直流調(diào)速器在數(shù)控機(jī)床、造紙印刷、包裝機(jī)械、印制電路板設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、等行業(yè)廣泛應(yīng)用。高性能的交流傳動應(yīng)用比重逐年上升，在工業(yè)部門中，用可調(diào)速直流傳動取代交流傳動將成為歷史的必然。 盡管如此，我認(rèn)為設(shè)計(jì)一個直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，不論是從學(xué)習(xí)還是實(shí)踐的角度，對一名電子信息工程專業(yè)的大學(xué)生都會產(chǎn)生積極地作用。1.2 本設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù): 單片機(jī)為控制核心的直流電

7、機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容以及技術(shù)參數(shù)：1) 直流電機(jī)的啟動、停止；2) 直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；3) 直流電機(jī)的加速、減速；4) 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速在數(shù)碼管上顯示。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 方案一：PWM調(diào)速采用由達(dá)林頓管組成的H型PWM電路（圖2.1）。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。我們采用了定頻調(diào)寬方式，因?yàn)椴捎眠@種方式，電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定；并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實(shí)

8、現(xiàn)上比較方便。且對于直流電機(jī)，采用軟件延時(shí)所產(chǎn)生的定時(shí)誤差在允許范圍。圖2.1 PWM調(diào)速電路顯示器其結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示：單片機(jī)速度采集電路電機(jī)鍵 盤電機(jī)驅(qū)動電路圖2.2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)框圖2.2 方案二：晶閘管調(diào)速采用閘流管或汞弧整流器的離子拖動系統(tǒng)是最早應(yīng)用靜止式變流裝置供電的直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。1957年，晶閘管（俗稱“可控硅”）問世，到了60年代，已生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，并應(yīng)用于直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，即晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）。如圖3，VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。晶閘管整流裝

9、置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性；晶閘管可控整流器的功率放大倍數(shù)在以上，其門極電流可以直接用晶體管來控制，不再像直流發(fā)電機(jī)那樣需要較大功率的放大器。在控制作用的快速性上，變流機(jī)組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。因此，在60年代到70年代，晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）代替旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（G-M系統(tǒng)），得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難；晶閘管對過電壓、過電流和過高的與都十分敏感，若超過允許值會在很短的時(shí)間內(nèi)損壞器件。另外，由諧波與無功功率

10、引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，造成“電力公害”，因此必須添置無功補(bǔ)償和諧波濾波裝置。圖2.3 晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）兼于方案二調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，因此本設(shè)計(jì)采用方案一。3 單元模塊設(shè)計(jì)3.1 H橋驅(qū)動電路設(shè)計(jì)方案圖3.1所示的H橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機(jī)，電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。圖3.1H橋驅(qū)動電路要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖3.2

11、所示，當(dāng)左端加低電平，右端加高電平時(shí)，Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右流過電機(jī)，然后再經(jīng) Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動。 圖3.2 H橋驅(qū)動電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動圖3.3所示為另一對三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。圖3.3 H橋驅(qū)動電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動3.2 調(diào)速原理直流電動機(jī)根據(jù)勵磁方式不同，直流電動機(jī)分為自勵和他勵兩種類型。不同的勵磁方式的直流電動機(jī)機(jī)械特性曲線有所不同。但是對于直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下公式：n=U/Ccf-IR內(nèi)/CrCcf 。其中：U電壓; R

12、內(nèi)勵磁繞組本身的電阻；f每極磁通（Wb）；Cc電勢常數(shù); Cr轉(zhuǎn)矩常量；I-負(fù)載電流。由上式可知，直流電機(jī)的速度控制既可采用電樞控制法，也可采用磁場控制法。磁場控制法控制磁通，其控制功率雖然較小，但低速時(shí)受到磁極飽和的限制，高速時(shí)受到換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應(yīng)較差。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的方法是電樞控制法。電樞控制是在勵 磁電壓不變的情況下，把控制電壓信號加到電機(jī)的電樞上，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用其中脈寬調(diào)制（PMW）應(yīng)用更為廣泛。脈寬調(diào)速利用一個固定的頻率來控制電源的接通或斷開，并通過改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長短，即改變直流電機(jī)電樞

13、上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此，PMW又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。圖3.4電樞電壓占空比圖根據(jù)上圖，如果電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，占空比為D=t1/T，則電機(jī)的平均速度為：VD=Vmax*D，可見只要改變占空比D，就可以得到不同的電機(jī)速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。3.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.3.1 STC89C52 STC89C52是美國Atmel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），STC89C52有40個引腳，3

14、2個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線。主要功能特性：·兼容MCS51指令系統(tǒng)。·8k可反復(fù)擦寫(>1000次)Flash ROM，32個雙向I/O口，256x8bit內(nèi)部RAM，時(shí)鐘頻率0-24MHz，可編程UART串行通道。·3個16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，2個串行中斷，2個外部中斷源，共6個中斷源，2個讀寫中斷口線。其引腳排列圖如下圖3.5：圖3.5 STC89C52的引腳排列引腳功能如下：·Vcc：電源電壓·GND：地·P0口：P0口是

15、一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。·P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流（IIL）。·P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電

16、阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流（IIL）。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號。·P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上位電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的

17、P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表3.1所示。·RST：復(fù)位輸入 。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片復(fù)位。·ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個ALE脈沖。·EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA

18、端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。表3.1 P3口的第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0（外中斷0）P3.3INT1（外中斷1）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） ·XTAL1：振蕩器反相放大器的及

19、內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。·XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.3.2 H橋驅(qū)動電路基于三極管的使用機(jī)理和特性，在驅(qū)動電機(jī)中采用H橋功率驅(qū)動電路直流電機(jī)控制使用H橋驅(qū)動電路如圖3.7，當(dāng)PWM1為低電平,PWM2為高電平時(shí)，使三極管Q1、Q6同時(shí)導(dǎo)通Q2、Q5截止，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)正向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制；同理，當(dāng)PWM1為高電平,PWM2為高電平時(shí)，使三極管Q2、Q5同時(shí)導(dǎo)通Q1、Q6截止，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制。圖3.6 H橋的電機(jī)驅(qū)動電路3.3.3基于霍爾傳感器的測速模塊1霍爾傳感器的工作原理 霍爾效應(yīng)：在一塊半導(dǎo)體薄片上，當(dāng)它被置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，如果在它相

20、對的兩邊通以控制電流I，且磁場方向與電流方向正交，則在半導(dǎo)體另外兩邊將產(chǎn)生一個大小與控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘積成正比的電勢EH，即EH=KHIB，其中KH為霍爾元件的靈敏度。該電勢稱為霍爾電勢，半導(dǎo)體薄片就是霍爾元件。 工作原理：霍爾開關(guān)集成電路中的信號放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場強(qiáng)度變化的霍爾電壓EH放大后再經(jīng)信號變換器、驅(qū)動器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號。信號輸出端每輸出一個周期的方波，代表轉(zhuǎn)過了一個齒。單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)N，因此可求出單位時(shí)間內(nèi)的速度VNT。2霍爾傳感器的電路原理圖霍爾效應(yīng)：EH=KHIB 其中KH是系數(shù)，I是電流，B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動

21、時(shí)，有磁鐵一端轉(zhuǎn)到霍爾器件時(shí)，電壓就會改變，而產(chǎn)生一個脈沖送入單片機(jī)。圖3.7霍爾傳感器的測速電路3.3.4顯示模塊方案方案一： 選擇主控為ST7920的帶字庫的LCD12864來顯示信息。12864是一款通用的液晶顯示屏，能夠顯示多數(shù)常用的漢字及ASCII碼，而且能夠繪制圖片，描點(diǎn)畫線，設(shè)計(jì)成比較理想的結(jié)果。方案二：采用四個LED發(fā)光二極管顯示，其成本低，簡單明了，容易顯示控制。綜合以上方案，我們選擇了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠LED來作為速度級別顯示。3.8LED原理圖3.3.5按鍵功能3.9按鍵框架圖按鍵部分，有5個按鍵，按鈕如上圖所示：S3鍵是正轉(zhuǎn)按鈕，S4鍵是反轉(zhuǎn)按鈕，S5鍵是加速按鈕，S6鍵是減速按

22、鈕，S7鍵停止按鈕。3.4 調(diào)速設(shè)計(jì)模塊3.4.1 PWM波軟件軟件設(shè)計(jì)在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長短。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。也正因?yàn)槿绱?，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。圖3.10PWM方波設(shè)方波周期T=20ms，由計(jì)時(shí)器T0 來實(shí)現(xiàn)。定時(shí)時(shí)間：t=N·Tcy fosc=12NHz Tcy=1us計(jì)數(shù)值為：N=t/Tcy=20ms/1us=20000t1脈沖先設(shè)初始值為10ms，則根據(jù)公式可得N=10000。通過按鍵來改變t1

23、的值，如按加速鍵時(shí)，t1由10000變?yōu)?1000，按減速鍵時(shí)，t1由原來的10000變?yōu)?000，這樣就改變了占空比。3.4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框架圖：本系統(tǒng)采用89C52控制輸出數(shù)據(jù)，由PWM信號發(fā)生電路產(chǎn)生PWM信號，送到直流電機(jī)，直流電機(jī)驅(qū)動裝于電機(jī)軸上的碼盤來對電機(jī)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測量。圖3.11系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框架圖通過按鍵電路，信號輸入進(jìn)單片機(jī)，然后從單片機(jī)通過驅(qū)動電路使電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)有磁鐵一段轉(zhuǎn)到霍爾器件時(shí)，電壓改變而產(chǎn)生信號又送入單片機(jī)，單電機(jī)再把信號通過數(shù)碼管驅(qū)動電路，最終使得數(shù)值在數(shù)碼管上顯示。4 系統(tǒng)功能調(diào)試4.1 調(diào)試軟件介紹Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/200

24、0/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個信號層，16個電源-地層和16個機(jī)加工層。按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含6個功能模塊：電路工程設(shè)計(jì)部分、印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)、自動布線系統(tǒng)、電路模擬仿真系統(tǒng)、可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)、高級信號完整性分析系統(tǒng)。存儲器和特殊功能寄存器的存取、中斷功能、靈活的指針KeilC52軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼

25、，就能體會到KeilC52生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。KEIL C52編譯器由uVision2集成開發(fā)環(huán)境與編輯器和調(diào)試器以及C52編譯器組成。其中uVision2集成開發(fā)環(huán)境中的工程(project)是由源文件、開發(fā)工具選項(xiàng)以及編程說明三部分組成的;編輯器和調(diào)試器包括源代碼編輯器、斷點(diǎn)設(shè)置、調(diào)試函數(shù)語言、變量和存儲器。Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個元件庫。Proteus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖

26、形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Kei

27、l和MPLAB等編譯器。一臺計(jì)算機(jī)、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實(shí)驗(yàn)教程，就可相當(dāng)于一個設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。以虛代實(shí)、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室。在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等課程，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試等。當(dāng)電路設(shè)計(jì)完成之后，為了減少在電路板上調(diào)試時(shí)的難度，保證電路設(shè)計(jì)的正確性，將Keil c52編譯生成的*.HEX 文件載入Proteus軟件，實(shí)現(xiàn)電路仿真。4.2 系統(tǒng)原理圖圖4.1直流電機(jī)的調(diào)試功能仿真如下圖1、正轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，數(shù)碼管最高位顯示上“口”,其它三位先所給定頻率。2、反轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，數(shù)碼管最高位顯示下“口”,其它三位先所給定頻

28、率。4.3 主程序流程圖-開始按鍵是否按下系統(tǒng)化初始化按鍵正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)加速 減速 加速 減速讀取鍵值顯示器數(shù)值增大顯示器數(shù)值減少顯示器數(shù)值增大顯示器數(shù)值減少按停止鍵停機(jī)程序圖4.2主程序流程圖總 結(jié)采用單片機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，則直流電機(jī)具有良好的啟動性能和調(diào)速特性，它的特點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高，因而具有較寬的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深懂得了要不斷把所學(xué)知識學(xué)以致用，也發(fā)現(xiàn)了自己的知識薄弱，還需通過自身不斷努力，不斷提高自己的分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也提高了我的專業(yè)技能，拓展了我的專業(yè)知識面，

29、使我更加體會到要想完成一件事必須認(rèn)真、踏實(shí)、勤于思考、和謹(jǐn)慎穩(wěn)重。參考文獻(xiàn)1 傅豐林模擬電子線路基礎(chǔ) M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.1.2 江志紅51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案列精選 M. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.12.3 王選民 智能儀器原理及設(shè)計(jì) M. 北京:清華大學(xué)出版社，2008.7.4 文東 孫鵬飛 C語言程序設(shè)計(jì) M. 北京：中國人民大學(xué)出版社，2009.2.5 楊加國 單片機(jī)原理與應(yīng)用及C52程序設(shè)計(jì) M. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.3.6 王曉明，電動機(jī)的單片機(jī)控制M.北京航空航天大學(xué)出版社，2002.7先鋒工作室.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例M.清華大學(xué)出

30、版社，2003.8黃堅(jiān)，自動控制原理及其應(yīng)用M.高等教育出版社，2004.9康華光，陳大欽.模擬電子電路M.高等教育出版社，2004.10李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2001.致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，凝結(jié)了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝周老師對我的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間周老師指導(dǎo)我，幫助我清理設(shè)計(jì)思路 ，完善操作方法，并對我所做的設(shè)計(jì)提出有效的改進(jìn)方案。老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神讓我受益終生。作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全

31、的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個設(shè)計(jì)是難 以 想 象 的。因 此 ，特 別 需 要 感 謝 周 銀 福 老 師 給予 的 耐 心 細(xì) 致 的 指 導(dǎo) ，在 此 ，再一次向周銀福教師以及關(guān)心幫助我的教師同學(xué)表示最誠摯的謝意！ 其次，學(xué)校在這方面也給我們提供了很大的支持和幫助，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)比較重視，每個設(shè)計(jì)小組配有專門的指導(dǎo)老師，幫助我們能順利完成整個設(shè)計(jì)。對于學(xué)校和老師為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)所提供的極大幫助和關(guān)心，在此我致以衷心的感謝！ 最后，還要感謝同學(xué)四年來對我的關(guān)心與支持，感謝各位老師在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求。同時(shí)也要感謝身邊朋友的熱心幫助，沒有你們的關(guān)心與支持，我不可能這么快完成我的畢業(yè)

32、設(shè)計(jì)！這幾個月的歲月是我學(xué)生生涯中最有價(jià)值的一段時(shí)光，也將會成為我以后永遠(yuǎn)的美好的回憶，在這里有治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而不失親切的老 師，也 有 互 相 幫 助 情 同 骨 肉 的 同 學(xué) ，更 有 和 諧 、融 洽 的 學(xué) 習(xí) 生 活 氛 圍，這 里 將 是我永遠(yuǎn)向往的地方。借此論文之際，我想向所有人表達(dá)我的最誠摯的謝意，愿我們將來都越來越好。附錄 程序清單#include<reg52.h> #include<absacc.h> #include <intrins.h> /* /*自定義變量*/#define uint unsigned int /自定義變量#defin

33、e uchar unsigned char char gw,sw,bw,qw;uchar j; /定時(shí)次數(shù)，每次20msuchar f=5; /計(jì)數(shù)的次數(shù)sbit P10=P10; /PWM輸出波形1sbit P11=P11; /PWM輸出波形2sbit P12=P12; /正反轉(zhuǎn)sbit P13=P13; /加速sbit P14=P14; /減速sbit P15=P15; /停止sbit P16=P16; /啟動uchar k;uchar t; /脈沖加減/*/*/*控制位定義*/uchar code smg12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x73,0x71;/程序存儲區(qū)定義字型碼表char data led4=0x08,0x04,0x02,0x01; /位碼uint x; /數(shù)碼管顯示的數(shù)值display(); /數(shù)碼管顯示 delays(); /延時(shí)函數(shù)key();d