直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、-. z.畢業(yè)論文題目直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)英文題目DC Motor Speed Control System-. z.摘要本文主要是設(shè)計(jì)一個以單片機(jī)為主控芯片，通過按鍵改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向，并能實(shí)時顯示轉(zhuǎn)速和脈沖數(shù)。本文首先初步確定了總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求分模塊進(jìn)展設(shè)計(jì)。首先對設(shè)計(jì)用到的主要芯片如AT89C52單片機(jī)、霍爾元件、LCD1602液晶顯示進(jìn)展了參數(shù)和性能的介紹。根據(jù)所要到達(dá)的設(shè)計(jì)目的分模塊進(jìn)展了設(shè)計(jì)。在單片機(jī)模塊主要設(shè)計(jì)了單片機(jī)最小系統(tǒng)。在驅(qū)動模塊主要設(shè)計(jì)了H橋驅(qū)動電路。在測量模塊運(yùn)用霍爾元件對電機(jī)進(jìn)展測速并輸出信號給單片機(jī)中斷端口。在顯示模塊采用LCD1602液晶顯

2、示，單片機(jī)通過輸出電壓信號給液晶實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示。在按鍵模塊由于按鍵數(shù)量比I/O口數(shù)量少，為了接線方便決定采用獨(dú)立按鍵的連接方式。最后將各模塊與單片機(jī)相連接，通過軟件進(jìn)展編程從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。關(guān)鍵詞：直流電機(jī)；單片機(jī)；分模塊-. z.ABSTRACTIn this paper, the design of a microcontroller based control chip, through the button to change the motor speed and rotation direction, and can display real-time speed and the n

3、umber of pulses. In this paper, the overall design scheme is preliminarily determined, and the modules are designed according to the requirements of the design. First, the design of the main chip used in such as AT89C52 microcontroller, Holzer ponents, LCD1602 liquid crystal display parameters and t

4、he performance of the introduction. According to the design goal to achieve the design of modules were designed. The single chip microputer module is designed. In the drive module, the main design of the H bridge driver circuit. In the measurement module using Holzer ponents of the motor speed and o

5、utput signal to the microcontroller interrupt port. In the display module using LCD1602 liquid crystal display, microcontroller through the output voltage signal to the liquid crystal display in real time. In the key module because the number of keys is less than the number of I/O port, in order to

6、facilitate the connection to determine the use of independent key connection mode. In the end, each module is connected with the single chip microputer, and the software is programmed to realize the function of the design.Keywords: continuous current dynamo; singlechip; Sub module-. z.目錄TOC o 1-4 h

7、u HYPERLINK l _Toc28150摘要 PAGEREF _Toc28150 IHYPERLINK l _Toc28810ABSTRACT PAGEREF _Toc28810 IHYPERLINK l _Toc38611.緒論 PAGEREF _Toc3861 1HYPERLINK l _Toc99981.1 設(shè)計(jì)的背景 PAGEREF _Toc99981HYPERLINK l _Toc43531.2 直流電機(jī)的開展 PAGEREF _Toc4353 1HYPERLINK l _Toc224001.3 單片機(jī)以及微處理器控制系統(tǒng)的開展 PAGEREF _Toc22400 1HYPER

8、LINK l _Toc281741.4 本選題的理由及意義 PAGEREF _Toc28174 1HYPERLINK l _Toc47822. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc4782 1HYPERLINK l _Toc5732.1 本論文研究的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc573 1HYPERLINK l _Toc310662.2 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分析 PAGEREF _Toc31066 1HYPERLINK l _Toc279862.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc27986 1HYPERLINK l _Toc177732.4 直流電機(jī)調(diào)速PAGEREF _To

9、c17773 1HYPERLINK l _Toc85163. 硬件電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8516 1HYPERLINK l _Toc83723.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8372 1HYPERLINK l _Toc274473.1.1 STC89C52單片機(jī)介紹 PAGEREF _Toc27447 1HYPERLINK l _Toc276883.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc27688 1HYPERLINK l _Toc2229 晶振電路 PAGEREF _Toc22294 1HYPERLINK l _Toc244403.2.2

10、.3 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc24440 1HYPERLINK l _Toc295713.2 電源電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc29571 1HYPERLINK l _Toc219503.2.1 電源接口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21950 1HYPERLINK l _Toc87393.2.2 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8739 1HYPERLINK l _Toc146253.3 測速電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc14625 1HYPERLINK l _Toc162123.3.1 霍爾傳感器簡介 PAGEREF _Toc16212 1HYPERLINK

11、 l _Toc194963.3.2 霍爾測速電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc19496 1HYPERLINK l _Toc181903.4 液晶顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc18190 1HYPERLINK l _Toc253723.4.1 LCD1603液晶簡介 PAGEREF _Toc25372 1HYPERLINK l _Toc123803.4.2 顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc12380 1HYPERLINK l _Toc165293.5 按鍵電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16529 1HYPERLINK l _Toc213833.6 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計(jì) PA

12、GEREF _Toc21383 1HYPERLINK l _Toc34823.6.1 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與分析 PAGEREF _Toc3482 1HYPERLINK l _Toc34413.6.2 H橋驅(qū)動電路 PAGEREF _Toc3441 1HYPERLINK l _Toc97234. 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc9723 1HYPERLINK l _Toc130654.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc13065 1HYPERLINK l _Toc263714.2 主程序 PAGEREF _Toc26371 1HYPERLINK l _Toc255574.3

13、鍵盤掃描程序 PAGEREF _Toc25557 1HYPERLINK l _Toc257394.4 初始化程序 PAGEREF _Toc25739 1HYPERLINK l _Toc181374.5 LCD1602設(shè)置和顯示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc18137 1HYPERLINK l _Toc56524.6 各中斷程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc5652 1HYPERLINK l _Toc119814.6.2 定時器中斷0程序 PAGEREF _Toc11981 1HYPERLINK l _Toc318054.6.1 定時中斷1程序 PAGEREF _Toc31805 1HYPE

14、RLINK l _Toc219614.6.2 外部中斷1程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21961 1HYPERLINK l _Toc5203結(jié)論 PAGEREF _Toc5203 1HYPERLINK l _Toc21832致謝 PAGEREF _Toc21832 錯誤！未定義書簽。HYPERLINK l _Toc17278參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc17278 錯誤！未定義書簽。HYPERLINK l _Toc9095附錄1 PAGEREF _Toc9095 1HYPERLINK l _Toc29263附錄2 PAGEREF _Toc29263 1-. z.1.緒論1.1 設(shè)計(jì)的背

15、景：隨著科學(xué)技術(shù)的開展，人們對產(chǎn)品越來越追求精細(xì)化。這得益于自動化生產(chǎn)技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)中占有越來越重要的地位。要加工精細(xì)的元器件，只有高性能的電機(jī)才能為加工提供所需要的動力。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)*圍寬、調(diào)節(jié)方便靈活等良好特性，廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)加工、智能機(jī)器人等領(lǐng)域。隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅猛開展，中國制造業(yè)從勞動密集型向自動化、智能化轉(zhuǎn)型升級，對電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度，啟動、正反轉(zhuǎn)反響速度等性能提出了更高要求。為此設(shè)計(jì)更高要求的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，對于中國的產(chǎn)業(yè)開展具有不可估量的作用。1.2 直流電機(jī)的開展直流電機(jī)比交流電機(jī)更早被創(chuàng)造，但早期的直流電機(jī)技術(shù)還很不成熟，平安性、經(jīng)濟(jì)性、制造運(yùn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們的要求。與交流

16、電機(jī)相比直流電機(jī)很晚才轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。傳統(tǒng)的直流控制調(diào)速以模擬器件控制為主，控制精度不高，具有很大的局限性。隨著計(jì)算機(jī)時代的到來，特別是微處理器的創(chuàng)造運(yùn)用，這一局面很快被打破。PWM控制技術(shù)很早就成熟，一直苦于沒有很好的產(chǎn)生PWM脈沖的器件。單片機(jī)與PWM技術(shù)的結(jié)合，改變了過去依靠模擬器件對直流電機(jī)進(jìn)展控制的時代。直流電機(jī)在礦產(chǎn)開發(fā)冶煉、工業(yè)生產(chǎn)、自動化、智能化等行業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用。傳統(tǒng)的直流電機(jī)只能進(jìn)展最根本的控制，控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時代的開展需要，更不能與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，阻礙了智能化的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，單片機(jī)已經(jīng)深刻的影響著直流電機(jī)控制技術(shù)的開展，伴隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷完善與開展，自動化

17、技術(shù)也獲得了新的開展機(jī)遇，使自動化技術(shù)深入到生產(chǎn)生活的方方面面。單片機(jī)技術(shù)不是一孤立的存在，它與許多學(xué)科有著千絲萬縷的聯(lián)系，引起了新技術(shù)的產(chǎn)生與新事物的開展。單片機(jī)應(yīng)用在許多科學(xué)領(lǐng)域，帶動了一批產(chǎn)業(yè)的開展與新學(xué)科的誕生，促進(jìn)了單片機(jī)技術(shù)的不斷開展。由于體積小、重量輕、功能強(qiáng)大、抗干擾能力強(qiáng)、控制靈活、應(yīng)用方便、價格低廉等特點(diǎn)，對計(jì)算機(jī)的性能有了不斷改良，在許多行業(yè)領(lǐng)域中越來越多的出現(xiàn)單片機(jī)的身影。由于直流電機(jī)的速度控制很容易起動和制動性能良好的特點(diǎn)，并且可以*圍廣泛的改變速度和功率，在冶金，機(jī)械制造等工業(yè)部門的已被廣泛使用。勵磁控制與電樞電壓控制是直流電機(jī)調(diào)速常見的兩種方法。1.3 單片機(jī)以及

18、微處理器控制系統(tǒng)的開展在計(jì)算機(jī)的開展過程中微處理器的出現(xiàn)具有劃時代的意義，隨著科技的開展特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)，微處理器也由當(dāng)初的價格昂貴性能單一，到如今的性能強(qiáng)大價格卻廉價，這其中電力電子技術(shù)的開展功不可沒。電力電子技術(shù)的不斷推陳出新，出現(xiàn)了許多新的元器件與更為簡便的新型電路，增強(qiáng)了大功率元器件的功能，便于使更多功能集成在一起，使微處理器控制電機(jī)變得可能。微處理器以弱電控制強(qiáng)電具有簡單、方便、平安的特點(diǎn)，便于通過編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電機(jī)控制，使電機(jī)的性能優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到最大，更符合當(dāng)今智能控制的開展趨勢，還讓傳統(tǒng)的各種電機(jī)控制系統(tǒng)煥發(fā)新的生機(jī)獲得更大的開展。最初的微處理器功能簡單，只能通過控制觸

19、電開關(guān)對電機(jī)速度進(jìn)展控制。如今微處理器往往自帶可編程器，微處理器的功能獲得了大大的提高?，F(xiàn)在遠(yuǎn)程控制在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。通過對可編程器的編程，由現(xiàn)場總線將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時傳送到遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)了信息的交互，為少人控制乃至無人控制的工廠的實(shí)現(xiàn)打下了根底。也可以通過編程同時控制多臺電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)電機(jī)之間運(yùn)行數(shù)據(jù)的交換，使電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)真正做到了自動化、智能化。直流電機(jī)的調(diào)速性能相比交流電機(jī)優(yōu)良。但直流電機(jī)換向采用機(jī)械換向器，換向磨損大，容易出現(xiàn)換向火花。相比交流電機(jī)直流電機(jī)構(gòu)造復(fù)雜易出現(xiàn)故障，維修難度大，可靠性也遠(yuǎn)不如交流電機(jī)。隨著高性能微處理器如DSP的出現(xiàn)，直流電機(jī)性能得到很好的發(fā)揮。為直

20、流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方式的創(chuàng)新與開展提供了可能。DSP等高性能微處理器每秒運(yùn)算速度可達(dá)百億兆以上且可進(jìn)展矩陣運(yùn)算，在先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床中得到廣泛的采用。1.4 本選題的理由及意義現(xiàn)代科技日新月異，電氣傳動也早由傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)為采用數(shù)字化的微處理器控制。近年來工業(yè)自動化、智能機(jī)器人等高新產(chǎn)業(yè)的興起，直流電機(jī)具有調(diào)速性能好，無級調(diào)速，適用于需要頻繁啟動、對過載要求高的場合的由于性能優(yōu)良而被大規(guī)模采用。以往的直流調(diào)速系統(tǒng)都是模擬控制只能控制電機(jī)的*一方面的性能，往往顧此失彼不能綜合控制系統(tǒng)參數(shù)，不便于編程實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，已大大落后于時代的要求，不能滿足工業(yè)系統(tǒng)對動力傳動的加工需求。隨著中國工業(yè)化的進(jìn)一步升級

21、，市場對直流電機(jī)的需求大大增加，迫切需要高性能的直流電機(jī)。因而生產(chǎn)符合市場要求的直流電機(jī)迫在眉睫，而一臺直流電機(jī)性能的發(fā)揮，一個好的調(diào)速系統(tǒng)是必不可少。為此，設(shè)計(jì)一種通過編程實(shí)時可以高精度的控制電機(jī)，在當(dāng)下微處理器廣泛應(yīng)用在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域的背景下，具有提升直流控制電機(jī)控制精度的重要意義?；谝陨侠碛稍O(shè)計(jì)了基于以上理由設(shè)計(jì)了運(yùn)用單片機(jī)為主控模塊，控制電機(jī)速度的-. z.2. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、系統(tǒng)最終設(shè)計(jì)的目標(biāo)、和可行性方案的提出；下面幾個小節(jié)都分別有詳細(xì)的闡述。2.1 本論文研究的主要內(nèi)容總體構(gòu)造如圖2-1所示。單片單片機(jī)圖2-1系統(tǒng)硬件根本框圖該系統(tǒng)能夠通過按

22、鍵對直流電機(jī)進(jìn)展速度加減、轉(zhuǎn)向控制、實(shí)時顯示等功能。單片機(jī)收到按鍵給的控制信號由IO口輸出PWM脈沖，驅(qū)動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，測速模塊將檢測到的速度信息傳回單片機(jī)進(jìn)展處理并計(jì)算出轉(zhuǎn)速，輸出給顯示模塊顯示速度大小，從而通過按鍵改變速度大小和轉(zhuǎn)向，根據(jù)顯示數(shù)值調(diào)整到達(dá)減少誤差的效果。2.2 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分析直流調(diào)速系統(tǒng)是綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、測速技術(shù)和SPW控制技術(shù)將與直流電機(jī)有關(guān)的系統(tǒng)有機(jī)的綜合起來。本直流調(diào)速系統(tǒng)要*現(xiàn)的根本功能有對直流電機(jī)進(jìn)展正反轉(zhuǎn)控制、對直流電機(jī)進(jìn)展速度控制等倆大功能。直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制用戶通過按鈕發(fā)送一個信號給單片機(jī)由單片機(jī)輸出脈寬調(diào)制信號，送到直流電機(jī)，通過改變輸出端口控制

23、電子轉(zhuǎn)向。直流電機(jī)速度控制用戶通過按鍵發(fā)信號給單片機(jī)由單片機(jī)IO口輸出脈寬調(diào)制信號驅(qū)動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，檢測電路將電機(jī)轉(zhuǎn)速信息傳回單片機(jī)，并進(jìn)展轉(zhuǎn)速顯示。用戶通過按鍵時間長短改變一個周期內(nèi)接通和斷開時間長短，即改變占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)使用單片機(jī)STC89C52可通過編程方便的產(chǎn)生所需要的脈寬調(diào)制信號，在功能、經(jīng)濟(jì)性上更符合設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)可通過對單片機(jī)編程使該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對直流電機(jī)進(jìn)展正反轉(zhuǎn)控制、對直流電機(jī)進(jìn)展速度控制并能實(shí)時顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速和脈沖數(shù)。2.4 直流電機(jī)調(diào)速2.4.1 直流電機(jī)的調(diào)速方式的優(yōu)缺點(diǎn)。PWM直流調(diào)整系統(tǒng)。其原理是產(chǎn)生一系列不同脈寬的脈沖信號，由功率放

24、大器驅(qū)動，然后由直流控制信號和三角波調(diào)制電路驅(qū)動功率放大器。直流電機(jī)的電樞通入PWM電壓，可進(jìn)展準(zhǔn)確的控制。調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速*圍寬，效率高，響應(yīng)速度快，電流紋波小，對電網(wǎng)的污染小等優(yōu)點(diǎn)。(2)電樞串電阻調(diào)速。電樞回路串接電阻后,電動機(jī)的機(jī)械特性的斜率隨電阻的改變而改變,在恒負(fù)載下使轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。串電阻調(diào)速的控制裝置構(gòu)造連接相對容易;負(fù)載容易改變轉(zhuǎn)速的大小,調(diào)速對于空載時不起作用,在重載條件下運(yùn)行功耗太大速度變化不明顯。改變電樞電壓調(diào)速。電動機(jī)的機(jī)械特性隨電樞電壓的變化而變化，因此調(diào)速*圍很寬。晶閘管整流裝置調(diào)節(jié)電樞電壓，但在低速運(yùn)行時功率因數(shù)較低，在交流側(cè)出現(xiàn)較多的諧波分量，對電網(wǎng)不利。改變電

25、動機(jī)主磁通。通過減弱磁通可對電機(jī)進(jìn)展無極調(diào)速，所謂恒功率調(diào)速就是速度從額定轉(zhuǎn)速開場增加。電樞電流變化所需的時間長，所以速度變化較慢，可小電源驅(qū)動。(5)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。電流調(diào)節(jié)器接收反響電流，速度調(diào)節(jié)器接收轉(zhuǎn)速信號。調(diào)節(jié)器采用P-I算法進(jìn)展控制。2.4.2 PWM調(diào)速系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):脈寬調(diào)制系統(tǒng)，電路的開關(guān)可以頻繁通斷，因此可以快速響應(yīng)，干擾對系統(tǒng)的影響小。由于開關(guān)頻率高，通過電機(jī)自身的電感可方便獲得小脈沖直流電具有濾波的作用，系統(tǒng)的低速性能好，速度穩(wěn)定性好，速度調(diào)節(jié)*圍寬，電樞電流連續(xù)性好，電機(jī)不容易出現(xiàn)故障，消耗能源少。3、脈寬調(diào)制系統(tǒng)中，電路中的電力電子器件相比晶閘管整流器消除了電網(wǎng)

26、污染，開關(guān)損耗小，設(shè)備利用率高，效率和功率因素大大提高。4、主電路所需的功率元件少，線路簡單，控制方便。-. z.3. 硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)3.1.1 STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。主要特性如下：1.增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時鐘/機(jī)器周期和12時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2.工作電壓：5.5V3.3V5V單片機(jī)/3.8V2.0V3V單片機(jī)3.工作頻率*圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051

27、的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz4.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5.片上集成512字節(jié)RAM6.通用I/O口32個，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。7.ISP在系統(tǒng)可編程/IAP在應(yīng)用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口R*D/P3.0,T*D/P3.1直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片8.具有EEPROM功能9.具有看門狗功能10.共3個16位定時器/計(jì)數(shù)器。即定時器T0、T1、T211.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中

28、斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12.通用異步串行口UART，還可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)多個UART13.工作溫度*圍：-40+85工業(yè)級/075商業(yè)級14.PDIP封裝STC89C52RC單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備圖3-1 STC89C52RC引腳圖STC89C52RC引腳功能說明VCC40引腳：電源電壓VSS20引腳：接地P0端口P0.0P0.7，3932引腳：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個引

29、腳能驅(qū)動8個TTL負(fù)載，對端口P0寫入1時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時，要求外接上拉電阻。P1端口P1.0P1.7，18引腳：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動吸收或者輸出電流方式4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。3.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)光有單

30、片機(jī)還不能立馬開場工作，單片機(jī)要起作用需要外接一些輔助電路，單片機(jī)才能運(yùn)行起來。這些輔助電路構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，其主要包括時鐘電路與復(fù)位電路如圖 2-1 所示。30pFC330pFJ230pFC330pFJ2圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)圖單片機(jī)的最小系統(tǒng)由晶體振蕩器、電容C22、C23組成的時鐘電路，R27、C1、KS組成的電復(fù)位電路及AT89C52單片機(jī)構(gòu)成。CPU的時鐘信號由12MHZ的無源晶體振蕩器和單片機(jī)自帶的放大器一起組成的振蕩器生成。電容C22、C23可起頻率微調(diào)作用，電容值在5pF30pF之間選擇，本電路選30pF。電容C1和電阻R27構(gòu)成上電復(fù)位電路。電源開啟時，電源對電容C1充電，

31、在CPU的復(fù)位端產(chǎn)生一高脈沖。CPU復(fù)位的條件是復(fù)位端的高電平的持續(xù)時間大于兩個機(jī)器周期。電容C1可濾除高頻干擾，防止單片機(jī)誤復(fù)位。按鍵ks和電阻R27構(gòu)成按鍵復(fù)位電路。 晶振電路圖3-3 晶振電路它扮演的角色是提供一個參考時鐘信號給單片機(jī)系統(tǒng)，所有的工作都是基于單片機(jī)的工作時鐘信號的工作的速度。我們把一個 11.0592M 的晶振它每秒鐘振蕩 11,059,200 次接在STC89C52 單片機(jī)的 18 腳和 19 腳的晶振引腳上，外加兩個30pF 的電容，電容的作用是幫助晶振起振，并維持振蕩信號的穩(wěn)定。 復(fù)位電路復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩局部組成，如圖3-4

32、圖3-4 復(fù)位電路圖 (1)上電復(fù)位：RC充放電回路，由復(fù)位引腳RST接一10uF的電容到電源，再接一10K的電阻到地構(gòu)成。當(dāng)上電時，使RST引腳上至少保持兩個周期的機(jī)器時間，使單片機(jī)復(fù)位。隨著RC放電，單片機(jī)開場正常工作。 (2)按鍵復(fù)位：在復(fù)位電容上并聯(lián)一個按鍵，通過按鍵控制電容充放電。當(dāng)按鍵按下時，電容開場充電使RST得到一個高電平，而且由于電容充滿電需要一定的時間，這段時間的高電平足夠使單片機(jī)復(fù)位。3.2 電源電路設(shè)計(jì)3.2.1 電源接口電路設(shè)計(jì)圖3-5 電源電路圖我們所選用的 STC89C52，它需要 5V 的供電系統(tǒng)，P1是電源接口2、3腳接地，1腳實(shí)際是VCC，S1是自鎖開關(guān),由

33、自鎖開關(guān)控制電源在電路中接通關(guān)斷的，其中3腳接P1電源插口電源的1腳，5腳接電路的VCC。整個設(shè)計(jì)所需要的電源經(jīng)過電源接口由自鎖開關(guān)控制輸入。3.2.2 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理變壓變壓整流濾波穩(wěn)壓AC220VDC5V圖3-6 設(shè)計(jì)原理圖首先通過變壓將220V高壓降為電路能承受的低壓。此時的電流還沒變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過對電流進(jìn)展整流，才變?yōu)橹芷谧兓闹绷髅}沖。對電流進(jìn)展濾波處理，消除脈沖得到更好的直流電。最后為保證輸出穩(wěn)定的直流電壓，對電流進(jìn)展穩(wěn)壓操作，提高直流電壓的穩(wěn)定性。硬件電路設(shè)計(jì) 3-7直流穩(wěn)壓電源如圖3-7所示電路輸入220V的交流電最后輸出5V的直流電。我們用電源變壓器將220V的交

34、流電降到8V，再經(jīng)過橋式整流橋電路由四個1N4007晶體管構(gòu)成將8V的交流電變成7.2V的直流電。由電容C5、C6進(jìn)展濾波，C6的作用是防止自激。最后采用78H05三端穩(wěn)壓芯片進(jìn)展穩(wěn)壓輸出5V直流電。3.3 測速電路設(shè)計(jì)3.3.1 霍爾傳感器簡介A3144E霍爾元件44E OH44E 霍爾傳感器霍爾開關(guān)集成電路應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理，采用半導(dǎo)體集成技術(shù)制造的磁敏電路，它是由電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器，溫度補(bǔ)償電路和集電極開路的輸出級組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個數(shù)字電壓訊號。產(chǎn)品特點(diǎn)體積小、靈敏度高、響應(yīng)速度快、溫度性能好、準(zhǔn)確度高、可靠性高典型應(yīng)用無觸

35、點(diǎn)開關(guān)、汽車點(diǎn)火器、剎車電路、位置、轉(zhuǎn)速檢測與控制、平安報警裝置、紡織控制系統(tǒng)極限參數(shù)25電源電壓VCC24V輸出反向擊穿電壓Vce50V輸出低電平電流IOL50mA工作環(huán)境溫度TAE檔: -2085，L檔: -40150貯存溫度*圍TS -651503.3.2 霍爾測速電路設(shè)計(jì)3-8測速局部電路圖這是霍爾測速模塊，霍爾元件1腳接電源、2腳接地、3腳信號輸出腳接單片機(jī)的外部中斷上，還接了一個電阻接電源上，是一個上拉電阻起到信號穩(wěn)定的作用。3.3.2 霍爾元件測速原理由霍爾效應(yīng)原理可知:由公式V=KBI可知。當(dāng)通過霍爾元件的電流大小確定不變時，只要改變霍爾元件周圍的磁場的大小就可改變霍爾元件輸出

36、電壓的大小。在直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸上粘貼一長條，并在長條兩端分別安裝上1個磁鋼，磁鐵和霍爾元件最近距離在2mm左右，太近可能會在電機(jī)轉(zhuǎn)動時碰到霍爾元件，太遠(yuǎn)霍爾元件可能會檢測不到磁鐵。在磁鋼的附近固定安裝一個霍爾傳感器，通過間接方式對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)展測量。當(dāng)長條旋轉(zhuǎn)到霍爾元件附近時，磁鋼通過改變磁場的大小使霍爾傳感器輸出低電平。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，霍爾傳感器將輸出的脈沖信號傳送回單片機(jī)，通過計(jì)算測出轉(zhuǎn)盤的運(yùn)轉(zhuǎn)速度.此電路簡單可靠，便于測量電機(jī)轉(zhuǎn)速。電路具體連接方式如下列圖所示。圖3-9霍爾測速原理圖圖3-10霍爾傳感器接線圖3.4 顯示電路設(shè)計(jì)3.4.1 LCD1603液晶簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯

37、示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式LCD，1602字符型液晶顯示器1602LCD主要技術(shù)參數(shù)顯示字符容量:162個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最正確工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳無背光或16腳帶背光接口，各引腳接口說明如表3-1所示:表3-1引腳功能編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK

38、背光源負(fù)極1602LCD的指令說明1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，所示如表3-2表3-2指令說明序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容3.4.2 液

39、晶顯示電路設(shè)計(jì)液晶屏第一行輸出每分鐘電機(jī)轉(zhuǎn)速。第二行顯示占空比，顯示當(dāng)前的pwm占空比0100%。占空比數(shù)值越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。液晶局部的電路圖如下列圖3-11所示：圖3-11 液晶局部電路圖液晶顯示都是和單片機(jī)的IO口相連。主要注意的是3腳，3腳接的是串接的兩個電阻。串聯(lián)的兩個電阻分壓，節(jié)點(diǎn)這里會輸出一個電壓值，3腳其實(shí)就是采集一個電壓值，這個電壓值是零點(diǎn)幾伏。3腳是調(diào)節(jié)灰度的，就是這兩個電阻。R6值10K，R7一般是選取200歐到1.5K具體依據(jù)廠家不同電阻的選取是有一定差異的，如果選取不當(dāng)液晶就會顯示的比擬暗或都根本看不清，如果出現(xiàn)液晶看不清的狀況就要看是不是這兩個電阻接錯了，選取適宜灰

40、度，顯示效果最好的狀態(tài)。在本設(shè)計(jì)中，我們將LCD的D0-D7分別與單片機(jī)的相連。單片機(jī)的P0 口接810k歐姆的排阻作為上拉電阻，分別接1602 的第7 到14引腳，通過602 的3 腳接在串聯(lián)電阻R6和R7的的中間獲得分壓來調(diào)節(jié)液晶的灰度。液晶顯示原理對單片機(jī)編程輸出相應(yīng)的電壓點(diǎn)亮顯示模塊相應(yīng)字符。液晶顯示器相比傳統(tǒng)數(shù)碼管顯示更利于與單片機(jī)結(jié)合具有編程簡單線路連接方便的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、移動通信等眾多領(lǐng)域。3.5 按鍵電路設(shè)計(jì)stopfanzhenggdecaddstopfanzhenggdecadd圖3-12 按鍵局部電路系統(tǒng)一共有6個按鍵，單片機(jī)附近的獨(dú)立按鍵是

41、系統(tǒng)的復(fù)位按鍵，按下單片時機(jī)復(fù)位。下面一排是控制按鍵：1鍵：加速鍵，可以短按，占空比加1，也可長按，占空比連續(xù)加；2鍵：減速鍵，可以短按，占空比減1，也可長按，占空比連續(xù)減；3鍵：正轉(zhuǎn)切換鍵，按下后電機(jī)正轉(zhuǎn)；4鍵：反轉(zhuǎn)切換鍵，按下后電機(jī)反轉(zhuǎn)；5鍵：開場暫停鍵，按一下開場，再按一下暫停。本設(shè)計(jì)低電平有效的方式來讀取按鍵，按鍵沒按下時，單片機(jī)I/O口為高電平，當(dāng)有鍵按下的時候，單片機(jī)I/O口為低電平，程序執(zhí)行相應(yīng)操作。這里按鍵模塊每個按鍵都接了地比方K3他的3腳和4腳是相通的，1腳和2腳是相通的；3腳和4腳相通利用按鍵的導(dǎo)通規(guī)律所以每個按鍵都接到了地，則只要相應(yīng)的按鍵按下去，單片機(jī)IO口就會檢測到

42、低電平實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制程序。單片機(jī)鍵盤有獨(dú)立和矩陣式兩種鍵盤連接方式：獨(dú)立鍵盤連接方法是將每個按鍵連接到不同的I/O口上，這種接法程序設(shè)計(jì)比擬簡單且系統(tǒng)更不容易混亂出錯，但浪費(fèi)了珍貴的I/O口資源，當(dāng)按鍵數(shù)量少于I/O口數(shù)量時適用；而矩陣式鍵盤式占用的I/O少，I/O口利用率高，但是接法程序比擬復(fù)雜，適用于需要大量按鍵的電路。由于按鍵數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于I/O口的數(shù)量，綜合考慮獨(dú)立式鍵盤能最大限度的發(fā)揮優(yōu)勢。通過程序檢測單片機(jī)I/O口上下電平狀態(tài)，來獲取相應(yīng)按鍵閉合狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的每個鍵占用一條I/O口，所有的按鍵都接了地。當(dāng)按下鍵時，此I/O 口與地連接短路I/O 口即為低電平狀態(tài)。按鍵釋放后，單片

43、機(jī)對應(yīng)的I/O接口由于內(nèi)部有上拉電阻連接電源，其輸入即為高電平狀態(tài)。則無論哪個鍵按下，程序通過判斷單片機(jī)I/O口電平的上下狀態(tài)，便可了解相應(yīng)按鍵的閉合狀態(tài)。3.6 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計(jì)調(diào)速采用PWM脈寬調(diào)制，工作原理：用許多幅值不變寬度改變的波形無限接近所需波形的形狀。通過改變矩形波的占空比，可以調(diào)整脈沖寬的寬度。PWM的定義:通過對單片機(jī)編程控制，利用單片機(jī)對模擬信號進(jìn)展采樣數(shù)字化來驅(qū)動電路的一種技術(shù)。在測量、通信、功率控制與變換等領(lǐng)域有顯著運(yùn)用。對連續(xù)變化的模擬信號其幅度和時間的大小沒有硬性要求。3.6.1 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與分析3-13電機(jī)驅(qū)動電路電動機(jī)PWM驅(qū)動模塊的電路采用H橋驅(qū)

44、動，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具體電路見上圖。本驅(qū)動電路采用PWM脈寬調(diào)制原理設(shè)計(jì)而成。PWM電路由三極管組成，如下圖Q1、Q3、Q5是NPN型的三極管基極高電平有效，Q2、Q4、Q6是PNP型的三極管基極低電平有效。P34、P37兩個輸入端上下電平控制三極管是否導(dǎo)通或截止。當(dāng)P34、P37分別輸入高電平和低電平時，Q1導(dǎo)通下面的地拉低電壓使Q3截止、Q4導(dǎo)通；Q2截止由于R2上拉電阻接電源，使Q6導(dǎo)通、Q5截止，電源通過Q6到電機(jī)再到Q4回到地形成回路控制電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)P34輸入低電平、P37輸入高電平，Q1截止由于R2上拉電阻接電源，使Q3導(dǎo)通、Q4截止；Q2與地連接使Q6截止、Q5導(dǎo)通。電源通過Q3到電機(jī)

45、再到Q6回到地形成回路控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。如下圖有四個4148二極管叫做續(xù)流二極管。當(dāng)我們電機(jī)轉(zhuǎn)動或者斷開的一瞬間會產(chǎn)生一個反向的電動勢，而這個反向的電動勢會擾亂我們的電路主要影響液晶顯示屏。加上這個續(xù)流二極管起到一個保護(hù)作用：當(dāng)有一個反向電動勢的時候通過二極管形成一個回路，把這個反向電動勢通過二極管和電機(jī)消耗掉。這就是二極管的保護(hù)作用。而這個104是一個濾波電容起到信號穩(wěn)定的作用。3.6.2 H橋驅(qū)動電路H橋電機(jī)驅(qū)動電路，它由四個三極管和一個電機(jī)構(gòu)成。因?yàn)殡娐沸螤铑愃朴谟⑽腍，所以命名為H橋電路。對角線Q1和Q4三極管對和Q2和Q3三極管對，同一時刻只能有一對導(dǎo)通。據(jù)不同的三極管對的導(dǎo)通通電的情況

46、，電流會從Q1至Q4或Q3到Q2流過電機(jī)，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。3-14 H橋驅(qū)動電路圖從電路不難看出，要控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，必須使對角線上Q1、Q2兩個三極管導(dǎo)通。當(dāng)Q1、Q2兩個三極管基極高電平，Q3、Q4兩個三極管基極低電平時，Q1、Q4兩個三極管導(dǎo)通，Q3、Q2兩個三極管截止。電源經(jīng)Q1到電機(jī)再到Q4回到地形成回路從而控制電機(jī)正轉(zhuǎn)。同理反轉(zhuǎn)只要Q1、Q2兩個三極管基極低電平，Q3、Q4兩個三極管高電平。-. z.軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)本章將在硬件電路的根底上對軟件編程進(jìn)展設(shè)計(jì)?；贑語言，分別對主程序、鍵盤掃描子程序、初始化程序、中斷程序以及顯示子程序加以設(shè)計(jì)，通過流程圖可

47、以更清晰的展現(xiàn)各局部的設(shè)計(jì)思路。4.2 主程序如下列圖所示，本設(shè)計(jì)的主程序設(shè)計(jì)主要是設(shè)定初值和確定初始狀態(tài)。程序首先是給STC89C52送取一個占空比為50%的數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)速初值設(shè)置為0，初始化電機(jī)為正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鍵盤子程序的調(diào)用處理。設(shè)定占空比、轉(zhuǎn)速初值設(shè)定占空比、轉(zhuǎn)速初值初始化標(biāo)志位和電機(jī)狀態(tài)調(diào)用鍵盤掃描程序調(diào)用初始化程序開 始是否有按鍵按下？執(zhí)行相應(yīng)程序YN圖4-1 主程序流程圖4.3 鍵盤掃描程序獨(dú)立式鍵盤由五個按鍵組成，分別是控制電機(jī)的加速鍵、減速鍵、正轉(zhuǎn)切換鍵、反轉(zhuǎn)切換鍵、開場暫停鍵。人按鍵不可防止會發(fā)生抖動，抖動會使單片機(jī)屢次讀取，延時就是為了確認(rèn)有按鍵發(fā)生，等鍵盤穩(wěn)定了再對其處理。所以

48、這里選擇了軟件去抖動，實(shí)現(xiàn)法是先查尋按鍵，通過if語句來實(shí)現(xiàn)，如果判斷if(num1=0)檢測到按鍵按下，delay(5)立即延時5毫秒讓抖動消失后再進(jìn)展一次按鍵狀態(tài)檢測再讀一次I/O 口的值，如果num1值為1 表示按鍵按下的時間不到5 毫秒，視為按鍵抖動干擾信號。當(dāng)num1讀出的值是0時，則仍保持按鍵閉合狀態(tài)低電平，則確認(rèn)為真正有鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。其程序流程圖如圖4-2。圖4-2 鍵盤掃描流程圖4.4 初始化程序由于后面要用到中斷程序，所以先在這里對中斷要用到的定時器0、定時器1及外部中斷1等先進(jìn)展初始值、觸發(fā)方式等的設(shè)置，以方便后面中斷程序的編寫。首先對LCD1602進(jìn)展了顯示

49、格式初始化，設(shè)置其初始顯示的字符狀態(tài)和預(yù)留出的空位，為后面編程提供方便。程序的流程圖如下列圖4-3所示：16021602初始化中斷初始化設(shè)置1602初始顯示狀態(tài)并顯示設(shè)置定時器初始狀態(tài)程序入口返 回圖4-3 初始化流程圖4.5 LCD1602設(shè)置和顯示程序設(shè)計(jì)4.5.1 LCD1602指令和數(shù)據(jù)讀寫程序設(shè)計(jì)LCD1602的使用需先向其發(fā)送指令，讀取之后執(zhí)行指令設(shè)置送進(jìn)數(shù)據(jù)時所用的地址位置，再讀取數(shù)據(jù)并執(zhí)行。其中寫入指令和數(shù)據(jù)的程序框圖如下列圖4-4所示：設(shè)置設(shè)置1602狀態(tài)選擇控制對象執(zhí)行指令寫指令/數(shù)據(jù)程序入口返 回圖4-4 LCD1602指令和數(shù)據(jù)讀寫程序流程圖4.5.2 LCD1602顯

50、示轉(zhuǎn)速和占空比格式設(shè)置程序該程序設(shè)置轉(zhuǎn)速是從LCD1602的第一行第三位開場依次往后顯示執(zhí)行的結(jié)果是分別將每一位依次計(jì)算顯示，從萬位開場計(jì)算，顯示在萬位相應(yīng)的位置；再計(jì)算千位顯示在千位的位置上；計(jì)算百位，計(jì)算十位，顯示在十位上；最后計(jì)算個位，顯示在個位上。該局部程序的程序流程圖如下列圖4-5所示：設(shè)置設(shè)置1602顯示地址在第幾行的第幾位顯示計(jì)算轉(zhuǎn)速/占空比執(zhí)行顯示程序顯 示程序入口返 回圖4-5 LCD1602顯示轉(zhuǎn)速和占空比格式程序流程圖4.6 各中斷程序設(shè)計(jì)4.6.2 定時器中斷0程序這局部程序的設(shè)計(jì)主要是通過定時器0的計(jì)時、預(yù)設(shè)的標(biāo)志位與占空比的比擬來控制單片機(jī)PWM的輸出占空比，從而實(shí)

51、現(xiàn)用PWM技術(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。具體的程序流程圖如下列圖4-6所示：圖4-6 定時器中斷0程序流程圖4.6.1 定時中斷1程序該局部程序的執(zhí)行是由初始化程序中的外部中斷指令控制的?；魻杺鞲衅鞯?腳信號輸出腳接單片機(jī)的外部中斷上，主要是用來中斷事件發(fā)生使霍爾元件進(jìn)展轉(zhuǎn)速測量的。下列圖4-7為該程序的流程圖：轉(zhuǎn)速、標(biāo)志位置轉(zhuǎn)速、標(biāo)志位置0Yflag=200？標(biāo)志位flag自加調(diào)用顯示轉(zhuǎn)速程序定時器1定時N中斷程序入口返 回圖4-7 定時器中斷1程序流程圖4.6.2 外部中斷1程序設(shè)計(jì)該局部程序的執(zhí)行是由初始化程序中的外部中斷指令控制的。單片機(jī)外部中斷1引腳與霍爾元件相連，主要是用來配合硬件電路中

52、的霍爾元件進(jìn)展轉(zhuǎn)速測量的。下列圖4-8為該程序的流程圖：轉(zhuǎn)速標(biāo)志位自加轉(zhuǎn)速標(biāo)志位自加中斷程序入口返 回圖4-8 外部中斷1程序流程圖-. z.結(jié)論經(jīng)過半個月的艱辛設(shè)計(jì)到今天終于完成了。本設(shè)計(jì)由本人和同學(xué)共同完成。本人主要設(shè)計(jì)硬件局部，同學(xué)負(fù)責(zé)軟件局部。本課題的主要內(nèi)容是要求采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的速度進(jìn)展控制，通過輸入實(shí)現(xiàn)速度的控制和轉(zhuǎn)動方向的選擇。通過查閱資料和借鑒優(yōu)秀設(shè)計(jì)經(jīng)歷，綜合分析任務(wù)要求，我決定采用從下到上的設(shè)計(jì)硬件電路。本人主要將硬件分成以下模塊進(jìn)展設(shè)計(jì)。他們分別是單片機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、速度測量模塊、顯示模塊、按鍵控制模塊。單片機(jī)模塊，本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用兼容性好，我選擇STC89C

53、52為系統(tǒng)的主控芯片，負(fù)責(zé)速度信號處理。但只有單片機(jī)芯片，仍不能獨(dú)立運(yùn)行。為此本人設(shè)計(jì)了單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主要包括電源電路、晶振電路、復(fù)位電路。在電機(jī)驅(qū)動模塊，由于采用PWM脈沖調(diào)寬，在考慮經(jīng)濟(jì)性根底上，決定自己設(shè)計(jì)H橋驅(qū)動電路。根據(jù)三極管的導(dǎo)通情況控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)速測量模塊，主要選用霍爾傳感器芯片，采用非接觸式測量方式，測量電機(jī)轉(zhuǎn)速。在顯示模塊，采用LD160液晶顯示模塊，可以方便的顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速和PWM脈沖數(shù)。相比傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示，液晶顯示大大簡化了系統(tǒng)線路和設(shè)計(jì)難度。在按鍵模塊，由于本設(shè)計(jì)按鍵數(shù)量遠(yuǎn)小于IO口數(shù)，且按鍵之間互不干擾，本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵連接方式。獨(dú)立式按鍵可簡化程序，使

54、系統(tǒng)更穩(wěn)定。在電源模塊，由于單片機(jī)和電機(jī)需要5V直流電壓供電，所以設(shè)計(jì)了直流穩(wěn)壓電源輸出5V直流電壓進(jìn)展供電。綜合以上設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)的單片機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，雖然還存在種種缺乏但根本滿足任務(wù)要求。缺乏之處在于由于能力所限，沒有加過載保護(hù)。加載程序后本設(shè)計(jì)可通過正、反按鍵控制轉(zhuǎn)向，加、減按鍵控制轉(zhuǎn)速。參考文獻(xiàn)何立民電子設(shè)計(jì)自動化J 電子技術(shù), 2008， (56) ：5-9王曉明.電動機(jī)的單片機(jī)控制.航空航天大學(xué).2002.5周興華.用單片機(jī)控制直流電機(jī)變速J.電子制作.2006.第6期.錢顯毅電子電路設(shè)計(jì)N 科技時報，2009-3-12(C1)陳伯時主編.電力拖動自動控制系統(tǒng)：運(yùn)動控制系統(tǒng)M. ：機(jī)械工

55、業(yè)，2003*朝.電機(jī)控制原理M.*：航空航天大學(xué)出版，1998蔡純潔，邢武.PIC 16/17單片機(jī)原理和應(yīng)用M.*中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，1997謝維成單片機(jī)原理與應(yīng)用D ：清華大學(xué)，2003王曉明等單片機(jī)控制直流電機(jī)原理M.機(jī)械工業(yè)，2000單片機(jī)在直流調(diào)速中的應(yīng)用技術(shù)研究_任華偉11 丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)，2005年7月12 王蘇. 直流電機(jī)PWM調(diào)速研究及單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)J. 機(jī)電工程技術(shù), 2008,(11) 2005.13 方力. 基于單片機(jī)的直流電動機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 機(jī)械制造與自動化, 2011,(06)14 蒲龍梅，李泓.單片機(jī)控制的直流PWM調(diào)速裝置的研究J技術(shù)探

56、討與研究.2006,03.15樓然苗、李光.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，: 航空航天大學(xué)，2007.16 HITECH Software.PICC ANSI C piler uses guide EB.2002.17 SamsungElectronics.S3C44BO*RiscmicrocontrollerARMinstructionsheet.200218 Mt.Prospect.MCS51FamilyofMicrocontrollersArchitecturalOverview.September.199319 DSPC. Proceedings of 2010 International Co

57、nference on Management Science and Engineering (MSE 2010) (Volume 1). 2010-10-1720 *iaodong Zhang Bingshu Wang Yongjun; Application Research of PWM Inverter in the Cascade Speed Control System of Inner-feedback MotorC. Proceedings of 2009 9th International Conference on Electronic Measurement & Inst

58、rumentsICEMI20092009-08-16-. z.附錄1-. z.附錄2-. z.-. z.#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int void displaym();sbit en=P25;/1602 6管腳sbit rs=P27;/1602端口4管腳sbit rw=P26;/lcd1602控制端口 5管腳sbit num1=P10;/占空比加1sbit num2=P11;/占空比減一sbit num3=P12;/正轉(zhuǎn)sbit num4=P13;/反轉(zhuǎn)sbit num5=P14;/開場停頓切換sbit

59、 out=P34;/PWM輸出用于正傳sbit out1=P37;/PWM輸出用于反轉(zhuǎn)uint zhuansu,flag,m,flag_1,zheng,fan,kai;void delay(uint z)/延時1ms函數(shù) uint *,y; for(*=0;*z;*+) for(y=0;y110;y+);void write_(uchar )/向1602寫控制指令 rs=0; P0=; delay(5); en=1; delay(5); en=0;void write_data(uchar date)/向1602寫數(shù)據(jù) rs=1; P0=date; delay(5); en=1; delay(

60、5); en=0;void init()/初始化函數(shù) en=1; rw=0; write_(0*01);/lcd初始化 write_(0*38);/5*7顯示 write_(0*0c);/關(guān)閉光標(biāo) TMOD=0*01;/定時器方式116位計(jì)數(shù)方式 TH0=0*d8; TL0=0*f0;/定時器裝入初值10ms EA=1;/開總中斷 ET0=1;/定時器0開中斷 TR0=1;/定時器0啟動 E*1=1;/外部中斷1開啟 IT1=1;/外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式 TH1=0*ff; TL1=0*9c;/定時100us ET1=1;/定時器1開中斷 TR1=1;/定時器1啟動 write_(0*80