單片機(jī)控制直流電機(jī)

1、20122013學(xué)年 第一學(xué)期如擾寥浣單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)專 業(yè)：電子信息工程班 級(jí)：姓 名=指導(dǎo)教師：電氣工程系2012年10月21日1、任務(wù)書課題名稱單片機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)指導(dǎo)教師（職稱）執(zhí)行時(shí)間2012-2013學(xué)年第一學(xué)期 第 周學(xué)生姓名學(xué)號(hào)承擔(dān)任務(wù)設(shè)計(jì)目的采用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)控制直流電機(jī)并測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。單片 機(jī)擴(kuò)展有A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832。設(shè)計(jì)要求(1) 通過改變A/D輸入端可變電阻來改變A/D的輸入電 壓，D/A輸入檢測(cè)量大小，進(jìn)而改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。(2) 手動(dòng)控制。在鍵盤上設(shè)置兩個(gè)按鍵一直流電動(dòng)機(jī)加 速鍵和直

2、流電機(jī)減速鍵。在手動(dòng)狀態(tài)下，每按一次鍵，電機(jī) 的轉(zhuǎn)速按照約定的速率改變。摘要電動(dòng)機(jī)作為最主要的動(dòng)力源，在生產(chǎn)和生活中占有重要地位。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制過去多用 模擬法，隨著計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展以及新型電力電子功率器件的不斷涌現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)的控制 也發(fā)生了深刻的變化，本系統(tǒng)利用直流電機(jī)的速度與施加電壓成正比的原理，通過滑動(dòng)變 阻器向ADC0809輸入控制電壓信號(hào)，經(jīng)AD后，輸入到AT89C51中，AT89C51將此信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā) 給DAC0832,通過功放電路放大后，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。關(guān)鍵字：電動(dòng)機(jī)；AT89C51；單片機(jī)目 錄單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告任務(wù)書摘 要I第一章整體設(shè)計(jì)01.1設(shè)計(jì)原理01.2整體設(shè)計(jì)

3、0第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)12.1按鍵電路12.1.1 AT89C5112.1.2按鍵電路22.2顯示電路32.2.1 MAX721932.2.2工作原理42.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊52.3.1 ADC080852.3.2工作原理62.4 D/A轉(zhuǎn)換模塊72.4.1 DAC083272.4.2工作原理82.5總電路圖8第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)103.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)104.1按鍵掃描程序114.2顯示子程序134.3定時(shí)中斷處理程序154.4 A/D轉(zhuǎn)換程序15第四章系統(tǒng)仿真174.1仿真步驟174.2仿真結(jié)果分析18結(jié)論19附錄19參考文獻(xiàn)29第一章整體設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)原理直流電機(jī)是通過兩個(gè)磁場(chǎng)的互作用產(chǎn)生旋

4、轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖所示，固定部分（定子）上, 裝設(shè)了一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止的主磁極N和S,在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子 與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首 端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換 向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換 向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷B1和B2,當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過換向片和電刷 與外電路接通。定子通過永磁體或受激勵(lì)電磁鐵產(chǎn)生一個(gè)固定磁場(chǎng)，由于轉(zhuǎn)子由一系列電磁體構(gòu)成，當(dāng)電 流通過其中一個(gè)繞組時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。對(duì)有刷直流電機(jī)而言，轉(zhuǎn)

5、子上的換向器和定子的 電刷在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)為每個(gè)繞組供給電能。通電轉(zhuǎn)子繞組與定子磁體有相反極性，因而相互 吸引，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)至與定子磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子到達(dá)對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)，電刷通過換向器為 下一組繞組供電，從而使轉(zhuǎn)子維持旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直流電機(jī)的速度與施加的電壓成正比，輸出轉(zhuǎn)矩則與電流成正比。由于必須在工作期 間改變直流電機(jī)的速度，直流電機(jī)的控制是一個(gè)較困難的問題。直流電機(jī)高效運(yùn)行的最常 見方法是施加一個(gè)PWM （脈寬調(diào)制）方波，其占空比對(duì)應(yīng)于所需速度。電機(jī)起到一個(gè)低通 濾波器作用，將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為有效直流電平。特別是對(duì)于微處理器驅(qū)動(dòng)的直流電機(jī)，由 于PWM信號(hào)相對(duì)容易產(chǎn)生，這種驅(qū)動(dòng)方式使用的更為廣泛。1

6、.2整體設(shè)計(jì)為了使用單片機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，對(duì)單片機(jī)的基本要求應(yīng)有足夠快點(diǎn)速度；有捕捉功能?？傮w設(shè)計(jì)方案如圖所示鍵盤向單片機(jī)輸入相應(yīng)控制指令，由單片機(jī)通過P1 口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的8位BCD編 碼，該編碼通過DAC0832譯成相應(yīng)的模擬電壓，經(jīng)過信號(hào)放大實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的控 制。可變電阻接ADC0808轉(zhuǎn)變成相應(yīng)電壓的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)通過P2 口讀取，再由P1 口輸出 與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的8位BCD編碼。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)則通過四位數(shù)碼管顯示出來。電動(dòng)機(jī)所處 速度級(jí)以速度檔級(jí)數(shù)顯示。正轉(zhuǎn)時(shí)最高位顯示“三”，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)時(shí)最 高位顯示“F”，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速。每次電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后開始顯示，停止

7、時(shí)數(shù)碼管顯示出 “0000”。第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)總設(shè)計(jì)方案可知硬件電路是以單片機(jī)為核心輔以適當(dāng)?shù)碾娐芬酝瓿梢蠊δ?。?要包括顯示模塊，AQ轉(zhuǎn)換模塊，D/A轉(zhuǎn)換模塊等模塊。2.1按鍵電路2.1.1 AT89C51AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Progianunable and Erasable Read Only Memoiy)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只 讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制

8、造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組 合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn) 版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。U2182930 1 U 1 XTAL2rP0.1ZAD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4RSTP0.5/AD5P0.6/AD6P0.7ZAD7P2.0/A8P2.1/A9PSENP2.2/A10P2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0 P1.1P1.2

9、P3.0ZRXD P3.1/TX0 P3.2/INT0 DO O /IKIT4rl.o P1.4P1.5P1.6 Dd Tro.o/IN 11 P3.4/TO P3.5/T1P3.6/WR do T/nrrl./41 23 STARB CS WR ； & Eg 7 0E : 8翱：碩38 : AD127 ： AD238 : AD325 QD434a”32 ! AD723 .24 ；呂:上:旦:28- 10DAO11DA112DA213DA314DA415DA516DAS17DA721 :22 :圖2.1按鍵電路的設(shè)計(jì)AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部R

10、AM, 32個(gè) FO 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口， 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可 選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口 及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有 部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。2.1.2按鍵電路如圖2.1所示，單片機(jī)的P2.1和P2.2 口分別接一個(gè)按鍵用于控制電機(jī)。當(dāng)按下S1鍵 時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，進(jìn)入加速狀態(tài)；當(dāng)按下S2鍵時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢，進(jìn)入減速狀態(tài)。通 過SI, S2兩個(gè)按鍵可以達(dá)到鍵盤

11、控制電機(jī)的作用。2.2顯示電路2.2.1 MAX7219MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器,它連接微處理 器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個(gè)獨(dú)立的LED。其 上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的 靜態(tài)RAM用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。只有一個(gè)外部寄存器用來設(shè)置各個(gè)LED的段電流。 MAX7221與SPL、QSPL以及MICROWIRE相兼容，同時(shí)它有限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū) 動(dòng)來減少EMI（電磁干擾）。一個(gè)方便的四線串行接口可以聯(lián)接所有通用的微處理器。每 個(gè)數(shù)據(jù)可以尋址在更新時(shí)不需要改寫所有的

12、顯示。MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對(duì)每 一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個(gè)設(shè)備包含一個(gè)150pA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù) 字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LED發(fā)光的 檢測(cè)模式。功能特點(diǎn)：1、10MHz連續(xù)串行口2、獨(dú)立的LED段控制3、數(shù)字的譯碼與非譯碼選擇4、15OJ.IA的低功耗關(guān)閉模式5、亮度的數(shù)字和模擬控制6、高電壓中斷顯示7、共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)8、限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動(dòng)來減少EMI （MAX7221）9、SPI, QSPL MICROWIRE 串行接口（ MAX7221）10、24腳的DIP和SO封裝222工作原理XTAMXTAL

13、2RSTPSEN ALEEAU1PO O/ADOP0.1XAD1P0.2ZAD2P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A9P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6XA14P2.7/A1514 16 邁2?亙l722*A B CD EF G DP11122133STAR0L/IN LOADCLkCS ； 5 UR : & EClCOE8F1.0 P1.1P1.2P1.3 P1 4 P1.5 P1.6 P1.7P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3 4/

14、TOP3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD39 :ADO .38 IAD1 :37?AD2T36 :AD3*35 AD434 AD5 :33 :AD6*32 !AD7*1 -21： r22 ；23 :24? 11 J：25 二 a26 27 :雀: I10 !DAD11 :DA1 :12 :DA213 :DA3：14 !DA415 :DA5：16 rDA6：仃:DA7亠40ZjDIGO DIG4DIG2DIG3 DIO4DIG5DIG6DIG7R26kISET DOUT4824MAX7219 圖2.2顯示電路的設(shè)計(jì)如圖2.2所示，可變電阻接ADC0808轉(zhuǎn)變成相應(yīng)電壓的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)

15、通過P0 口 讀取，再由P1 口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的8位BCD編碼到MAX7219o經(jīng)由MAX7219處理后 通過四位數(shù)碼管顯示出來。電動(dòng)機(jī)所處速度級(jí)以速度檔級(jí)數(shù)顯示。正轉(zhuǎn)時(shí)最高位顯示 “三”，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)時(shí)最高位顯示“F”，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速。每次電 動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后開始顯示，停止時(shí)數(shù)碼管顯示出“0000”。2.3 AD轉(zhuǎn)換模塊2.3.1 ADC0808ADC0808是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式AD模數(shù)轉(zhuǎn) 換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路 模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯

16、片。主要特性1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?）轉(zhuǎn)換時(shí)間為lOOps（時(shí)鐘為640kHz時(shí)），130ps （時(shí)鐘為500kHz時(shí)）4）單個(gè)十5V電源供電。5）模擬輸入電壓范圍0十5V,不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。6）工作溫度范圍為-40十85攝氏度。7）低功耗，約15mWoADC0809的工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路 模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換， 之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，?示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束

17、，結(jié)果數(shù)據(jù)己存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān) 鍵問題是如何確認(rèn)AQ轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下 述三種方式。（1）定時(shí)傳送方式對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是己知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128（.15,相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延 時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定己經(jīng)完成了，接著 就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（2）查詢

18、方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0808的EOC端。因此可以用查詢方 式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（3）中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先 送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。丄.丄STAR*.CS 5:胺6EOC7OEEU2XTAL1n amaarU.UAUU P0.1/AD1 口H OJAHHKTAL2HU.ZAU2PQ.3WO3DH 4 JAH dHU.4/AUH

19、n padaRSTru.aiKUuPQ.6MO6 口fl 7JAH7rU.r/AUfP2.0/A9on 1 jaoPSEN ALE EAP2 2TA10P2.觸 1P2.4/A12P2 5fA13P2 盹 14P2.7/A15P1.0 P1.1P1.2n 1 OP3.QIRXD oo t/rvnr*d. If IaU P3.2NT0 P3儷T do Armr I.Jr 1.4 n 1 z：HJ 1 UP3STT1DO AAhJDD Qr I .D rHJ bry/h DQ T/onrl./rd./KU980CS1293D39 aoo37 QD26 皿335 心34的 BO632 AD?U3(C

20、LU3UiLT 8:A：:110A1 120A2 ；13 DA314 DA4 T150A5；竹Dfi1?DA7*00:羊() DA9 ECc ?1心21ED6 20乙 D5 19心舊A田8.応 0 15畑1 2ADD 1?CLOCKINOSTARTINIIN2IN3IN4IN5IN6 IN?1 2 3 4 56 7 DQ UTUTUTUTUTUTUTUT ooo oooo OADDA ADDB ADDCALEVREF(+|OEVREF(-).ADC08O8 .2627甲225復(fù)22121E圖23 AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)2.3.2工作原理如圖2.3所示，外部電源通過滑動(dòng)變阻器向ADC0808輸入控制

21、電壓信號(hào)，經(jīng)A/D處理后，輸入到AT89C51中，交由AT89C51處理，進(jìn)行下一步動(dòng)作。2.4 D/A轉(zhuǎn)換模塊2.4.1 DAC0832DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià) 格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn) 換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。主要特性參數(shù)1分辨率為8位；2. 電流穩(wěn)定時(shí)間lus；3. 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；4. 只需在滿量程下調(diào)整其線性度；5. 單一電源供電（十5V+15V）；6. 低功耗，20mWaDAC0832的工作方式DA

22、C0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在直通狀態(tài)。具體 地說，就是使和都為低電平，DAC寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外， 使輸入寄存器的控制信號(hào)ILE處于高電平、處于低電平，這樣，當(dāng)端來一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)， 就可以完成1次轉(zhuǎn)換。第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)。就是 使和為低電平，LE為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號(hào)處于無效狀態(tài)而直通；當(dāng) 和端輸入1個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，使得DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。J2XFALIXTAL2RSTPSENALE EA-

23、I；：2 .STAhK2GJS憶DA612 TiPO.OXADOP0.1ZAD1P0.2ZAD2R3.3/AD3PD.4ZAD4TO.5/AD5RJ.B/AD6R3.7/AD7P2.QS8P2.WS F22/A10 F23A11 F2.4A42 F25A13 F2SA14 F2.7A15CS 5WR ! 6亠 EOD 7P1.0P1.1Pl.2PI.3PI.4PI.5PI.6PI.7P3.0/RXDP3.1XTXDP3.2/NTOP3.3/IN7TP3.4/1O P3.5H1P36MP3.7/RD対ADQ 38； AD4 37 A02 36；飯 3“ AC仁 列心：33 ： AI6 . 32!

24、 AD7 21：22：5aS亟JJCSVCCWR1AMISiLgen/Bsr2)vnl? hlOIvnZV r EDPI3AtenDI2DI4I1DI5DIODI6VREFDI7RFB：0UT2GKDI0UT1DM0832J7花D負(fù)4X； cw DAJ2 (3： DA3 (4； g4 彳5： DA5 16 DAf 77； g?圖24 DA轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)2.4.2工作原理如上圖2.4所示，電壓信號(hào)輸入后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換輸入到AT89C51,由單片機(jī)通過P1 口 輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的8位BCD編碼，該編碼通過DAC0832譯成相應(yīng)的模擬電壓，經(jīng)過信號(hào) 放大實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的控制。2.5總電路圖由各子模

25、塊設(shè)計(jì)給得出總硬件電路設(shè)計(jì)如下圖2.5所示/Lino- zmo-ZQ s ss s 更x2$二 8応1一Qoozo 8U.# 出HAOzeduw呂sass卜 OOUJ81=Ior 僅 CHOOgn7 CO VZ Z 2t ing1VREF0)8UJgOo ooogoto062 匸9Xd Llb.cd Qxysed QE Cd Qx.SLsdzd JWQgd $2wggd ZLWKZd 二 WCZd OLWZZd ewLZd svdzdUH8;:6LU OE；：SrCa:IIS8 0殳Eod S2 活Od KN右 Od oa zzod KNiod 0960a046WZ5813一5099Q30 m

26、.、丄 yn。OvoJ NomQ Ld1S05MXfjrji rCNDL*r-L=5)t=5;if(P14=0) 減速 while(P14=0);t-；t=l；if(P15=0)停止while(P15=0);EA=O;Pl 0=0;Pll=0;4.2顯示子程序顯示子程序用于處理DAC0832處理出來的8位BCD,利用數(shù)組方式定義顯示緩存區(qū),緩存區(qū)有8位，分別存放各個(gè)數(shù)碼管要顯示的值。流程圖如下圖3.3所示圖3.3顯示程序流程圖由流程圖設(shè)計(jì)程序如下:*數(shù)碼管顯示 */displavQuchar i;gw=x%10;求速度個(gè)位值，送到個(gè)位顯示緩沖區(qū)sw=(x/10)%10;求速度十位值，送到十位顯

27、示緩沖區(qū)bw=(x/100)%10;求速度百位值，送到百位顯示緩沖區(qū)qw=x/1000;求速度千位值，送到千位顯示緩沖區(qū)for(i=0;i4;)P2=ledi;if(i=O)顯示個(gè)位PO=smggw;delavs();else if(i=l) 顯示十位PO=smgsw;delavs();else if(i=2) 顯示百位PO=smgbw;delaysQ；else if(i=3) 顯示千位if(k=O)正轉(zhuǎn)時(shí)顯示”三”P0=0x49;delaysQ;反轉(zhuǎn)時(shí)顯示嚇elseP0=0x71;1卄；M晶振，可產(chǎn)生最高約為4.3定時(shí)中斷處理程序定時(shí)中斷處理程序：釆用定時(shí)方式1,因?yàn)閱纹瑱C(jī)使用1265.5m

28、s的延時(shí)。對(duì)定時(shí)器置初值B1E0H可定時(shí)20ms,即系統(tǒng)時(shí)沖精度可達(dá)0.02so當(dāng)20ms由流程圖設(shè)計(jì)程序如下：ADC0809： 啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換子程序/void stail_adc0809(void)/adcs=0;允許進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換adwi-0;delay_5Ous;adw】=l;WR由低變高時(shí)、AD開始轉(zhuǎn)換 /adcs=l;停止AD轉(zhuǎn)換delay_50us(10);讀 A/D 數(shù)據(jù)子程序/read_ad()umt ad_data;adl_7=0xff;/adcs=O;/允許讀/adid=O;讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果delay_50us(5);ad_data=adl_7;把數(shù)據(jù)存到ad_data中/

29、adrd=l;adcs=l;停止A D讀取ietinn(ad_data);第四章系統(tǒng)仿真4.1仿真步驟加載目標(biāo)代碼文件 打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“Pe浜am File”欄中添加上面編 譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-12.hex”；在Clock Frequency欄中輸入晶振頻率為12MHz ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)設(shè)置為640kHzo啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，各按鍵功能如圖中所注，LED中顯示的為當(dāng)前電壓的數(shù)字信 號(hào)值，即當(dāng)前轉(zhuǎn)速的檔位（0-256）,通過調(diào)整從滑動(dòng)變阻器輸出的電壓值，可以觀察到直 流電機(jī)不同的轉(zhuǎn)速。通過按鍵加減速，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，數(shù)碼管顯示的數(shù)字也相應(yīng)改變。結(jié) 果如圖4.1所示

30、：U2!?HU3IWLOCX) WOC 7AON6LOADCCLK0E FGDCSISET013?COUTJ2XTAL1POCTACMP0VAX51POAD?XIAL2P0 3fgP0 “心叭心POTP0&心on 了”2P2OA5P2WP2WRPS6HP2 3X11KEP24/A12EAP2沖，P2 7Mt5P10P3ORXDP11P31OXDP12P33WT0P13P33ir.J1ar6vJI A OJT3 i(u3q: E亠學(xué)SSOQTW0Q0 moaa 2Ig:Roos20100013s-6 目 XVWass arMgcd ed 0S2 LINNCd QIN 百 Cd aXlACd cw

31、ofG9g2；:c-tCJxd oven20gg& wiff zafJ8J-as冷r：n8LUUJctlccYofiF!BH1*ss8舄ass 8S 8835.8 EQWSOd SQV&od sWLOd86nvb-x二芒X! g i!O!i!NOOSKn附錄二系統(tǒng)程序#include#includez，lcdl602. h#includez，fonction. huchar count二0, count2二1;uchar key_num二0;uint speed5;/bit direct_flag=l, run_flag=0;/方向標(biāo)志 運(yùn)行標(biāo)志 uchar pwmdata二50;sbit r

32、ight二P27;sbit left=P2 6;/=void dsp ()if (run_flag) gotoxy(l, 0) ;display_string(/zrunningz，) ; / 顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)去停止情況else gotoxy(1, 0);display_string(“ stop );/if (direct_flag) gotoxy (12, 0) ; display_string(，/-z，) ;/顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向箭頭方向else gotoxy (12, 0) ;display_string (-“)；/ gotoxy(2, 1);display_data(0, speed

33、/300);display_data(l, speed/3%100);/顯示當(dāng)前速度轉(zhuǎn)速gotoxy (10, 1) ; display_data(0, pwmdata/100) ; display_data (1, pwmdata%100);/ pwmdata占空比void key_set()if(key_num!=0)switch(key_num)case 1:run_f1ag=run_flag;break;case 2:direct_flagFl;break;case 3:direct_flag二0;break;case 4:pwmdata+;if(pwmdata=100)pwmdata

34、二100;break;case 5：pwmdata-一；if(pwmdata=100)pwmdata二0;break;key_num=O; /清零/=void main()/一-硬件初始化EA二 1;ETO二1;TMOD二0X51;THO二(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TRO二1;/TH1二0;TL1二0;TRI二1;/.EXO二1;ITO二1;/控制端口初始化right二0;left二0;init_lcd();gotoxy(0,0);display_stringC stop dt：-);/stop 2 running 1gotoxy(0,1)

35、;display_string(，z000r/s 050%) ;/211/for(;)count2+;i.f (count100) count2=l;if (run_flag=0)right二0;left=0;else if (count2二pwmdata)if(direct_flag)right二1;left二0;else right=0;left二1;else right二0;left二0;f i 丄卜 丄.卜 丄.卜 卜 卜 丄丄丄卜 丄丄丄丄卜 卜丄丄.卜 丄丄丄void init_led(void)/初始化lcdl602delay(15);write_com(lcd_mode);de

36、lay (20);wr i t e_c om (und i sp 1 ay_cur sor);delay(20);write_com(0x06): /let cursor movedelay(20);write_com(0x01); /clear leddelay (20);f f 卜 丄.卜 丄.卜 卜丄.卜卜 卜 卜 卜 丄.卜 丄卜 卜 卜 卜丄.卜丄.卜 丄void gotoxy (uchar x,uchar y)if (y=0)write_com(0x80+x);elsewrite_com(OxcO+x);/ / %lx 卜 丄.卜 丄.卜 %! 卜 丄.卜 %! 卜 卜 丄“ 卜 卜 丄.卜 丄卜 卜 卜 卜 丄.卜 丄.卜 丄void display_data(bit kuandu,