單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速PWM

1、單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速（ PWM）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速（PWM）實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù)：設(shè)計(jì)谷：1、總體方案設(shè)計(jì)2 、選擇可編程接口芯片3 、涉及硬件電路4 、編寫匯編語言程序5 、程序調(diào)試及驗(yàn)證6 、編寫課程設(shè)計(jì)說明書工作計(jì)劃與進(jìn)度安排：時(shí)間安排：1、總體設(shè)計(jì)1天2、 選擇芯片及設(shè)計(jì)硬件電路1天3、 編寫匯編語言程序1天4、 程序調(diào)試及驗(yàn)證1天5、 編寫課程設(shè)計(jì)說明書0.5天6、答辯0.5天指導(dǎo)教師：2015年6月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2015年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2015年 月 日目錄1 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 21.1 課

2、程設(shè)計(jì)的目的 21.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 22 總體設(shè)計(jì) 22.1 硬件總體方案設(shè)計(jì) 22.2 軟件總體方案設(shè)計(jì) 33 硬件設(shè)計(jì) 33.1 主要芯片介紹 33.2 硬件電路設(shè)計(jì) 54、軟件設(shè)計(jì) 65、結(jié)束語 7附錄 8程序清單 81課程設(shè)計(jì)的目的和要求1.1課程設(shè)計(jì)的目的1、了解直流電機(jī)PWM調(diào)速的原理。2、學(xué)習(xí)ADC0809勺工作原理，掌握其編程方法。1.2課程設(shè)計(jì)的基本要求1、通過ADC0809采樣05V的電壓值（由電位器產(chǎn)生）2、根據(jù)采樣值產(chǎn)生占空比不同的脈沖信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速2總體設(shè)計(jì)2.1硬件總體方案設(shè)計(jì)硬件方案設(shè)計(jì)的詳細(xì)框圖如圖2.1所示：通過ADC0809采樣由電位計(jì)產(chǎn)生的0

3、5V的電壓值，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，輸入給MCS-51單片機(jī)，并由單片機(jī)調(diào)節(jié)占空比，輸出脈沖信 號(hào)，進(jìn)一步控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。復(fù)位電路晶振電路單 片驅(qū)動(dòng)直流電位器電機(jī)電機(jī)電路壓采集rA/D電路圖2.12.2軟件總體方案設(shè)計(jì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫一個(gè)能輸出方波的子程序。如先讓 PWh置1,延時(shí)一段時(shí)間后，再 將PWM清零，再延時(shí)，如此反復(fù)就能達(dá)到輸出方波的目的。通過調(diào)節(jié) 電位器的電壓輸出改變輸出方波的占空比， 達(dá)到調(diào)速的目的。主要包 括定時(shí)程序、A/D轉(zhuǎn)換的讀入程序、PW啲輸出程序、以及延時(shí)程序。3硬件設(shè)計(jì)3.1主要芯片介紹MCS-51芯片介紹：MCS-51系列單片機(jī)是美

4、國In tel公司開發(fā)的8位單片機(jī)，又可以分為多個(gè)子系列。MCS-5係列單片機(jī)共有40條引腳，包括32條I/O接口引腳、4條控制引腳、2條電源引腳、2條時(shí) 引腳說明：P0.0P0.7 : P0 口 8位口線，第一功能作為通用I/O接 口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口。 P1.0P1.7 : P1 口 8位口線，通用I/O 接口無第二功能。 P2.0P2.7 : P2 口 8位口線，第一功能作為通用 I/O接口，第二功 能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)傳送高 8 位地址。 P3.0P3.7 : P3 口 8位口線，第一功能作為通用 I/O接口，第二功 能作為為單片機(jī)的控制信號(hào)。ALE/ PROG

5、地址鎖存允許/編程脈沖輸 入信號(hào)線（輸出信號(hào)）PSEN片外程序存儲(chǔ)器開發(fā)信號(hào)引腳（輸出信 號(hào)）EA/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器使用信號(hào)引腳/編程電源輸入引腳 RST/VPD復(fù)位/備用電源引腳。鐘引腳P1.0 140VCCP1.1 239 P0.0/AD 0P1.2 338 P0.1/AD1P1.3 437P0.2/AD 2P1.4 一536 P0.3/AD 3P1.5 6803135P0.4/AD 4P1.6 734P0.5/AD 5P1.7 833P0.6/AD 6RST 9805132P0.7/AD 7RXD/P3.0 1031 EA/VppTXD/P3.1 11875130ALE/PROGI

6、NT0/P3.21229PSENINT1/P3.31328P2.7/A 15T0/P3.41427P2.6/A 14T1/P3.51526P2.5/A 13WR/P3.6 1625P2.4/A 12RD/P3.7 1724P2.3/A 11XTAL2 1823P2.2/A 1QXTAL1 1922P2.1/A 9VSs 2021P2.0/A 8ADC0809芯片介紹：ADC0809是一種比較典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS：藝，可實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片有8 路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路， 其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100卩s左右，采用雙排28引腳封裝，其引腳說明如

7、下:IM3IN4IIN5IM75 5709101113101403CL00K¥站巾EFGMDC12 的2?2625?423|21如1915171615ADCDE09-INJINI2IM0-ADDA AWB ADOCALED706D5 M DO 比 ff I 05圖3.2IN0IN7 : 8路模擬量輸入ADDAr ADDC地址線用于選擇模擬量輸入通道ALE地址鎖存允許信號(hào)START轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信D0- D7:數(shù)據(jù)輸出線OE輸出允許信號(hào)，低電平允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出CLOCK 時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，通常使用 500KHzEOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，為0代表正在轉(zhuǎn)換，1代表轉(zhuǎn)換結(jié)Vcc:+ 5V電壓 VREF(

8、 + )、VREF( ):參考電壓3.2硬件電路設(shè)計(jì)(1) PWM調(diào)速電路原理及說明 JUMP跳線為極性選擇。2、3腳短 接(模塊上選擇 D 端)為雙極性； 1 、 2 腳短接(模塊上選擇 S 端) 為單極性。 單極性時(shí)， PWMIN 為高，電機(jī)兩端無電壓； PWMIN 為低， 電機(jī)兩端為正電壓。雙極性時(shí)，PWM If為高，電機(jī)兩端為負(fù)電壓；PWM IN為低，電機(jī)兩端為正電壓。(2) PWM0速電路基本測(cè)試方法 將CPU模塊的P1.0P1.1分別接 至CPU掛箱的K1K3 T0接PWM0速模塊的PWM IN模塊的跳線1、 2腳短接。運(yùn)行測(cè)試程序，改變 K1K3的值，電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)隨之變化。7IfH

9、lwAlze冊(cè)刃 WI7B/4"IHC14L1raurt-iflALJ1、工町陛5F5Tk.tw3心R1L7W7FQMfe mjiLip； 2 殆! 陽卻4 P2.FMEPI 1P3 1/TiCPfJ社匹_ h VWTF起SbFl MH 陽Fl 4Pf C N召m r片T跡ItlI MVswirBQCrhv ikgoun帕IMFunrun<U九匚ijn4jr-<SE圖3.34軟件設(shè)計(jì)由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機(jī)所能處理的僅為數(shù)字信 號(hào)，所以要經(jīng)過ADC0809各電位器的輸出裝換為數(shù)字信號(hào)。因此編程 時(shí)要啟動(dòng)INO,啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，并用軟件延時(shí)一段時(shí)間等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，

10、然后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并將其存入指定的寄存器供調(diào)用。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫一個(gè)能輸出方波的 子程序。如先讓PWI® 1,延時(shí)一段時(shí)間后，再將PWM清零，再延時(shí), 如此反復(fù)就能達(dá)到輸出方波的目的。通過調(diào)節(jié)電位器的電壓輸出改變 輸出方波的占空比，達(dá)到調(diào)速的目的。對(duì)應(yīng)的程序框圖如圖5.1所示:L社I瀆取豊按匡”莓入A DC.I 1卩山胡舸出高電卡|凋月延時(shí).丸廷時(shí)赫|圖5.15結(jié)束語通過一周的單片課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多有用的東西，讓我對(duì)單片 機(jī)和匯編語言程序設(shè)計(jì)都有了新的理解。首先，對(duì)MCS-51單片機(jī)的工作原理和具體的功能實(shí)現(xiàn)有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。對(duì)于硬件電路，

11、以前只是大概了解，實(shí)驗(yàn)后，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)端口，寄存器都有了一 個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。其次，學(xué)會(huì)了匯編語言的程序編寫。匯編語言具有編寫的程序效率高，占用的存儲(chǔ)空間小，運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，相 比于高級(jí)語言和機(jī)器語言都有一定的優(yōu)勢(shì)。因此，掌握匯編語言的程 序編寫對(duì)于以后的學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 另外，匯編語言的學(xué)習(xí)還 可以幫助理解單片機(jī)的硬件電路工作原理，一舉兩得。 再次，單片 機(jī)的功能很強(qiáng)大， 所能實(shí)現(xiàn)的功能并不僅限于這次課程設(shè)計(jì)。 單片機(jī) 還能實(shí)現(xiàn)更多更實(shí)用的功能，應(yīng)該學(xué)會(huì)觸類旁通，舉一反三，在課程 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，開發(fā)自己的創(chuàng)造力。最后，感一周老師們的悉心指導(dǎo)！附錄程序清單ADC EQU 35HCLOCK BITP2.4;定義 ADC寸鐘位ST BIT P2.5EOC BIT P2.6OE BIT P2.7PWM BIT P3.7ORG 00HSJMP STARTORG 0BHLJMP INTT0START: MOV TMOD,#02HMOVTH0,#20MOVTL0,#00HMOVIE,#82HSETBTR0WAIT:CLRSTSETBSTCLRSTJNBEOC,$SETBOEMOVADC