單片機(jī)控制直流電機(jī)調(diào)速 ppt課件

1、組長：譚張平組長：譚張平組員：侯娟、彭龍、周琳組員：侯娟、彭龍、周琳 -鐵自鐵自092092單片機(jī)單片機(jī)1010組組目錄目錄一，義務(wù)與要求闡明二，硬、軟件電路設(shè)計(jì)闡明三，程序設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試四，工程總結(jié)一，義務(wù)與要求一，義務(wù)與要求 在實(shí)踐的生活當(dāng)中我們所運(yùn)用到很多的直流電機(jī)來驅(qū)動一些負(fù)載,而在有的時候當(dāng)我們?nèi)藶樾枨笾绷麟妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)速高或低時,我們可以調(diào)理相應(yīng)的按鍵來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速,并要顯示出當(dāng)前電動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)數(shù),滿足人們的需求。使得電器到達(dá)更加的人性化、智能化、科學(xué)化。 可以顯示直流電動機(jī)實(shí)時的轉(zhuǎn)數(shù)。 可以運(yùn)用單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的按鍵調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。 設(shè)計(jì)并焊接出可行的驅(qū)動電路與單片機(jī)結(jié)合運(yùn)用。 了解

2、調(diào)速PWM的原理及直流電動機(jī)的原理及運(yùn)用。 了解單片機(jī)的編程流程和程序編寫。 了解電子線路設(shè)計(jì)的一些規(guī)律性和重要性。二，硬、軟件電路設(shè)計(jì)二，硬、軟件電路設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為中心控制單元器件，以LCD1602液晶顯示芯片顯示直流電動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)數(shù)(直接插到P0口和P2口),運(yùn)用兩級三極管電路加外圍元器件電路來驅(qū)動負(fù)載直流電動機(jī). 利用紅外對管來檢測電動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)數(shù)，并經(jīng)過由555集成電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)電路轉(zhuǎn)換電路將紅外對管檢測到的電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)信號以高低電平的情勢直接輸入單片機(jī)的C/T P3.4口進(jìn)展計(jì)數(shù)。直接利用單片機(jī)上的按鍵來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升或下降。該電路有設(shè)計(jì)簡單，思緒明確,

3、價錢廉價,牽涉的知識面廣,運(yùn)用廣泛但電路的靈敏度不高、誤差大、調(diào)速不穩(wěn)定、調(diào)速范圍小等缺陷，只適用于要求不高的場所。1，硬件設(shè)計(jì)電路闡明1 1LCD1602LCD1602液晶顯示器。液晶顯示器。2 2AT89S51AT89S51單片機(jī)。單片機(jī)。3 3紅外對管測速。紅外對管測速。4 4硬件電路圖任務(wù)原理。硬件電路圖任務(wù)原理。2 2，軟件設(shè)計(jì)闡明，軟件設(shè)計(jì)闡明1程序流程方框圖。2工程程序。3程序調(diào)試。LCD1602LCD1602液晶顯示器液晶顯示器LCD1602LCD1602的引角圖的引角圖 12345678910111213141516VSS VDD VORS R/WEDB0 DB1ADB3DB

4、2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊模塊Vss: +5V電源管腳電源管腳(Vcc)VDD: 地管腳地管腳(GND)Vo: 液晶顯示驅(qū)動電源液晶顯示驅(qū)動電源(0V5VDB0DB7：數(shù)據(jù)線，可以用：數(shù)據(jù)線，可以用8位銜接，位銜接，也可以只用高也可以只用高4位銜接，這里采用位銜接，這里采用8位位A：背光控制正電源：背光控制正電源K：背光控制地：背光控制地單片機(jī)與LCD模塊之間形狀 單片機(jī)與單片機(jī)與LCDLCD模塊之間模塊之間有四種根本操作：有四種根本操作： 1. 1. 寫命令寫命令 2. 2. 讀形狀讀形狀 3. 3. 寫顯示數(shù)據(jù)寫顯示數(shù)據(jù) 4. 4. 讀顯示數(shù)據(jù)讀顯示數(shù)據(jù)RSR/W操作操作00寫

5、命令寫命令操作（初操作（初始化、光標(biāo)定位始化、光標(biāo)定位等）等）01讀狀態(tài)讀狀態(tài)操作（讀操作（讀忙標(biāo)志）忙標(biāo)志）10寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)操作（要操作（要顯示的內(nèi)容）顯示的內(nèi)容）11讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)操作（可操作（可以把顯示存儲區(qū)以把顯示存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出中的數(shù)據(jù)反讀出來）來）RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS=0:命令命令/形狀；形狀；RS=1:數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)R/W：讀寫控制線，：讀寫控制線，R/W=0:寫操作；寫操作；R/W=1:讀操作讀操作E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向線向LCD模塊發(fā)送一個脈沖，模塊發(fā)送一個脈沖，LCD模塊與單片機(jī)模塊與單片機(jī)之間將進(jìn)展一次數(shù)據(jù)交換

6、之間將進(jìn)展一次數(shù)據(jù)交換LCD 1602液晶顯示液晶顯示 讀形狀操作讀形狀操作形狀字的最高位的BF為忙標(biāo)志位，1表示LCD正在忙，0表示不忙。經(jīng)過判別最高位BF的0、1形狀，就可以知道LCD當(dāng)前能否處于忙形狀，假設(shè)LCD不斷處于忙形狀，那么繼續(xù)查詢等待，否那么進(jìn)展下面的操作。查詢忙形狀程序段如下：do i=lcd_r_start(); / 調(diào)用讀形狀函數(shù)，讀取LCD形狀字 i&=0 x80; / 采用與操作屏蔽掉低7位 delay(2);/ 延時 while(i!=0); / LCD忙，繼續(xù)查詢，否那么退出循環(huán)BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0初始化操作初始化操作 LCD初始

7、任務(wù)方式設(shè)置顯示形狀設(shè)置清屏前往輸入方式設(shè)置001DL N F * *設(shè)置單片機(jī)與設(shè)置單片機(jī)與LCD接口數(shù)據(jù)位數(shù)接口數(shù)據(jù)位數(shù)DL、顯示行數(shù)、顯示行數(shù)N、字型、字型FDL=1:8位、位、DL=0:4位；位； N=1:2行、行、N=0:1行行F=1:510、F=0:57例：例：00111000B38H設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)8位，位，2行顯示，行顯示，57點(diǎn)陣字符點(diǎn)陣字符00001DCB設(shè)整體顯示開關(guān)設(shè)整體顯示開關(guān)D、光標(biāo)開關(guān)、光標(biāo)開關(guān)C、光標(biāo)位的字符閃耀、光標(biāo)位的字符閃耀BD=1:開顯示；開顯示；C=0:不顯示光標(biāo)；不顯示光標(biāo)；B=0:光標(biāo)位字符不閃爍光標(biāo)位字符不閃爍例：例：00001100B0

8、CH翻開翻開LCD顯示，光標(biāo)不顯示，光標(biāo)位字符不閃爍顯示，光標(biāo)不顯示，光標(biāo)位字符不閃爍清屏命令字01H，將光標(biāo)設(shè)置為第一行第一列000001 I/D S設(shè)光標(biāo)挪動方向并確定整體顯示能否挪動設(shè)光標(biāo)挪動方向并確定整體顯示能否挪動I/D=1:增量方式右移、增量方式右移、I/D=0:減量方式左移減量方式左移S=1:移位、移位、S=0:不移位不移位例：例：00000110B06H設(shè)置光標(biāo)增量方式右移，顯示字符不挪動設(shè)置光標(biāo)增量方式右移，顯示字符不挪動寫數(shù)據(jù)操作寫數(shù)據(jù)操作 光標(biāo)位置與相應(yīng)命令字光標(biāo)位置與相應(yīng)命令字 列行 1234567891011121314151618081828384858687888

9、98A8B8C8D8E8F2C0C1C2C3C4C5C6C7C8C9CACBCCCDCECF注：表中命令字以十六進(jìn)制方式給出，該命令字就是與LCD顯示位置相對應(yīng)的DDRAM地址。AT89S51AT89S51引見引見AT89S51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程擦除只讀存儲器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory) 8位CMOS微控制器，運(yùn)用高密度、非易失存儲技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器反復(fù)編程。AT89S51以下簡

10、稱 89C51將具有多種功能的8位 CPU與FPEROM結(jié)合在一個芯片上，為很多嵌入式控制運(yùn)用提供了非常靈敏而又價錢適宜的方案，其性能價錢比較高。1. 89S51性能及特點(diǎn) 89S51的主要性能包括： 1與MCS51微控制器產(chǎn)品系列兼容。 2片內(nèi)有4KB可在線反復(fù)編程的快閃擦寫存儲器Flash Memory。 3存儲器可循環(huán)寫入擦除1000次。 4存儲數(shù)據(jù)保管時間為10年。 5寬任務(wù)電壓范圍：Vcc可為2.7V6V。 6全靜態(tài)任務(wù)：可從0Hz至16MHz。 7程序存儲器具有3級加密維護(hù)。 81288位內(nèi)部RAM。 932條可編程IO線。 10兩個16位定時器計(jì)數(shù)器。 11中斷構(gòu)造具有5個中斷源

11、和2個優(yōu)先級。 12可編程全雙工串行通道。13空閑形狀維持低功耗和掉電形狀保管存儲內(nèi)容。 紅外對管測速紅外線發(fā)射管簡介：紅外線發(fā)射管也稱紅外線發(fā)射二極管，屬于二極管類。它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光不可見光并能輻射出去的發(fā)光器件，主要運(yùn)用于各種光電開關(guān)及遙控發(fā)射電路中。紅外線發(fā)射管的構(gòu)造、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是運(yùn)用的半導(dǎo)體資料不同。紅外發(fā)光二極管通常運(yùn)用砷化鎵GaAs、砷鋁化鎵GaAlAs等資料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。 產(chǎn)品參數(shù)：發(fā)射間隔、發(fā)射角度15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度、發(fā)射的光強(qiáng)度、波長。以上決議紅外線發(fā)射管產(chǎn)品的主要性能及運(yùn)用范圍

12、。紅外線接納管特征與原理：紅外線接納管是將紅外線光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件，它的中心部件是一個特殊資料的PN結(jié)，和普通二極管相比，在構(gòu)造上采取了大的改動，紅外線接納管為了更多更大面積的接受入射光線，PN結(jié)面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，普通小于1微米。紅外線接納二極管是在反向電壓作用之下任務(wù)的。沒有光照時，反向電流很小普通小于0.1微安，稱為暗電流。當(dāng)有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子-空穴對簡稱：光生載流子。它們在反向電壓作用下參與漂移運(yùn)動，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流

13、也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)。紅外線接納二極管在普通照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。假設(shè)在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。發(fā)射管與接納管分別經(jīng)過一個的限流電阻后 接到5V的電源電路中接納管要反接，當(dāng)有物體擋在它們中間的時候，接納管截止，在接納管兩端為高電平。當(dāng)它們之間沒有物體時接叫管可以接納那么導(dǎo)通，它兩端為低電平。正是利用這一原理來丈量電動機(jī)轉(zhuǎn)速。硬件電路圖及要作原理此電路包含復(fù)位部分、晶振電路、按鍵部分、顯示部分，并且P0口和LCD1602的接口電路、直流電動機(jī)驅(qū)動電路、紅外測速電路。任務(wù)原理任務(wù)原理復(fù)位部分:復(fù)位電路夠面一個微分電路,

14、在電路任務(wù)時我們需求尋電路進(jìn)展一次復(fù)位,當(dāng)按下復(fù)位按鈕按鈕S3時,單片機(jī)由原來的低電變成高電平完成一個0-1的轉(zhuǎn)換使單片機(jī)復(fù)位到初始形狀。晶振電路: 晶振電路由兩個瓷片電容和石英晶體晶振組成,給單片機(jī)提供脈沖.該電路提供12MHZ/11.0592MHZ的頻率。按鍵部分:該電路運(yùn)用兩個按鈕開關(guān),調(diào)理電路的占空比改動P1.1輸出端口高低電平的寬度驅(qū)動電動的導(dǎo)通時間來改動電動的轉(zhuǎn)速PWM調(diào)制。當(dāng)按下S1時直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升, 當(dāng)按下S2時直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降.。顯示部分：該部分主要是由液晶顯示LCD1602組成，它直接插在單片機(jī)的P0口和P2口就可以直接運(yùn)用了，可以顯示一些特殊字符、字母、數(shù)字等。它內(nèi)

15、部集成度高，組成了一體化顯示器，運(yùn)用方便、容易掌握、價錢廉價。直流電動機(jī)驅(qū)動電路：該驅(qū)動電路簡單，由一個Q2PNPS8550和Q1 NPNS8050、兩個電阻組成的兩極電路構(gòu)成。當(dāng)單片機(jī)的P3.7輸出高電平常Q1導(dǎo)通,集電極C1電壓漸漸減小而Q2這時就導(dǎo)通,發(fā)射極有電流流過驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動. 當(dāng)單片機(jī)的P1.1輸出低電平常Q1截止,集電極C1電壓為高電平而Q2這時 就截止,發(fā)射極沒有電流流過電動機(jī)不轉(zhuǎn)動。紅外測速電路:該電路由一對紅外發(fā)射接納對管、555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、電阻、電容組成。當(dāng)紅外對管中間沒有妨礙時接納管可以接納到發(fā)射管發(fā)射的信號接納管導(dǎo)通，555定時器2、6角為低電平1/3V

16、CC=1.66V,555定時器 3角輸出高電平保送到單片機(jī)P3.4口為高電平單片機(jī)無效不執(zhí)行內(nèi)部程序. 當(dāng)紅外對管中間有妨礙時接納管接納不到發(fā)射管發(fā)射的信號而接納管截止，555定時器2、6角為高電平2/3VCC=3.3V,555定時器 3角輸出高電平保送到單片機(jī)P3.4口為低電平單片機(jī)有效執(zhí)行內(nèi)部程序。程序調(diào)試1、將一切的外圍電路和單片機(jī)聯(lián)接好，接好電源，下載好程序。檢查無誤后開啟開關(guān)。2、首先接入一個方波信號發(fā)處器到單片機(jī)的P3.4口，這時LCD1602液晶顯示器顯示當(dāng)前信號發(fā)生器的頻率值，察看顯示器的數(shù)值和信號發(fā)生器的數(shù)值能否差不多，假設(shè)有誤差這時我們應(yīng)該找到我們程序的定時那里去修正中斷的次數(shù)的數(shù)值，由于我們的定時時間不太準(zhǔn)確的，我們反復(fù)的去調(diào)整假設(shè)顯示值高那么改小中斷數(shù)，反之那么調(diào)大。多調(diào)幾個頻率值，漸漸減小誤差。直到相等能夠會有一點(diǎn)誤差。3、將信號發(fā)生器換成紅外線輸入，接入電動機(jī)電路。察看顯示器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)。假設(shè)正常那么我們