直流小電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

1、題 目 直流小電機(jī)測(cè)速系統(tǒng)一.題目要求設(shè)計(jì)題目：直流小電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)描述：采用單片機(jī)、uln2003為主要器件，設(shè)計(jì)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度開(kāi)環(huán)可調(diào)。具體要求：1、電機(jī)速度分 30r/m、60r/m、100r/m共3檔；2 、通過(guò)按選擇速度；3 、檢測(cè)并顯示各檔速度。實(shí)驗(yàn)器件：實(shí)驗(yàn)板、STC89C52直流電機(jī)、晶振（12MHZ、電容（30pFx 2、10uFx 2）、）uln2003、小按鍵、按鍵（4個(gè)）、數(shù)碼管、以及電阻等摘要在電氣時(shí)代的今天， 電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人們?nèi)粘Ｉ钪?都起著十分重要的作用。 直流電機(jī)作為最常見(jiàn)的一種電機(jī)， 具有 非常優(yōu)秀的線性機(jī)械特性、 較寬的調(diào)速圍、 良

2、好的起動(dòng)性以及簡(jiǎn) 單的控制電路等優(yōu)點(diǎn)， 因此在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中都得到了十分廣 泛的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了直流電機(jī)測(cè)速系統(tǒng)的基本方案， 闡述了該系統(tǒng)的 基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性及其設(shè)計(jì)方法。本系統(tǒng)采用 PWM 測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用 MCS-51單片機(jī)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控 制。本設(shè)計(jì)主要研究直流電機(jī)的控制和測(cè)量方法， 從而對(duì)電機(jī)的 控制精度、響應(yīng)速度以及節(jié)約能源等都具有重要意義。關(guān)鍵詞：直流電機(jī)單片機(jī)PWM 轉(zhuǎn)速控制硬件部分1. 時(shí)鐘電路系統(tǒng)采用12M晶振與兩個(gè)30pF電容組成震蕩電路，接 STC89C52的 XTAL1 與 XTAL2引 腳2.按鍵電路三個(gè)按鍵分別控制電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速，采用開(kāi)環(huán)控制

3、方法3.電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)部分電機(jī)的運(yùn)行通過(guò) PWM波控制。PWM波通過(guò)STC89C52的P2.4口輸出。pmn 占何2 .S/A19J&/M47/J115辰匸 tn>o 3JINTCT 3JNTT 34/TU3.3/T1Q獨(dú) ?.7FDJ2士 士AMMIt_L1 工 工 -JU _L£LC1丄M2OO3A :TEXT”J2顯示部分采用4位共陽(yáng)極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速顯示。數(shù)碼管的位選端14分別接STC89C52勺P2.0P2.3管腳。完整仿真電路圖軟件部分系統(tǒng)軟件采用 Keil 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā) 程序如下：#include <reg51.h>sbit P2_0=P2A

4、0;/ 數(shù)碼管位sbit P2_1= P2A1；sbit P2_2=P2A2;sbit P2_3=P2A3;sbit P2_4=P2A4;/ 電機(jī)位sbit keysp30=P1A1; /30sbit keysp60=P1A2; /60sbit keysp100=P1A3; /100codeunsignedchartable=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;電機(jī)轉(zhuǎn)速 spd 的各個(gè)位unsigned int spd; / 電機(jī)轉(zhuǎn)速unsigned char ge,sh

5、i,bai,qian; /unsigned int counter=0;/ 光電傳感器脈沖數(shù)unsigned int pwm; /pwm 占空比unsigned int mid;/ 占空比設(shè)置值unsigned int c;/ 設(shè)定多長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算一次速度void display();/ 數(shù)碼管顯示電機(jī)速度void delay(); /延遲函數(shù)void ctrlpwm(); /控制電機(jī)占空比void speed(); /計(jì)算電機(jī)速度，放于 motorspeed 變量中void keys();/ 按鍵掃描void main()P2=P2&0x0f;vid=0;initial();while(

6、1)keys();display();ctrlpwm();speed();void initial()/ 初始化程序EA=1; / 開(kāi)啟總中斷EX0=1; / 開(kāi)啟外部中斷 0IT0=1; / 設(shè)置成下降沿觸發(fā)方式TMOD=0x01; /設(shè)置定時(shí)器 0為模式 1，即 16 位計(jì)數(shù)模式TH0=(65536-10000)/256; / 計(jì)數(shù)時(shí)間為 10ms TL0=(65536-10000)%256;ET0=1;/ 開(kāi)啟定時(shí)器 0 中斷TR0=1;/ 啟動(dòng)定時(shí)器 0void keys() / 鍵盤掃描if(keys1 = 0)delay();if(keysp1 = 0)vid=1; if(keys

7、2 = 0)delay();if(keys2 = 0)vid=3;if(keys3 = 0)delay();if(keys3 = 0) vid=5;void speed()if(c>=100) /100*10ms=1s 計(jì)算一次電機(jī)轉(zhuǎn)速frq1=counter/3;/ 轉(zhuǎn)的圈數(shù)除以時(shí)間counter=0; / 清零脈沖數(shù)c=0; / 清零標(biāo)志void ctrlpwm()if(pwm>=0 && pwm<vid) P2_4=1;else if(pwm>=mid && pwm<10)P2_4=0; else pwm=0;void _TI

8、MER0() interrupt 1 TH0=(65536-10000)/256; / 重新裝入初值，計(jì)數(shù)時(shí)間為 10msTL0=(65536-10000)%256;pwm+;c+;void _INT0() interrupt 0counter+;void display() / 數(shù)碼管顯示函數(shù) ge=spd%10; shi=spd/10%10; bai=spd/100%10;qian=spd/1000%10;P0=tableqian;delay();P0=0xff;P2_0=1;P2_1=0;P0=tablebai;delay();P0=0xff;P2_1=1;P2_2=0;P0=table

9、shi;delay();P0=0xff;P2_2=1;P2_3=0;P0=tablege; delay();P0=0xff;void delay() / 延遲函數(shù)unsigned char i;for(i=10;i>0;i-) ;系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試包括兩方面，軟件的仿真和硬件電路最后的測(cè)試。 軟件的仿真利用 Proteus Pro 7.5 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試。 利用 keil 軟件 編寫程序， 并將程序加載到單片機(jī)上。 主要測(cè)試系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn) 證程序邏輯的正確性，結(jié)果顯示正確。硬件調(diào)試是指硬件系統(tǒng)完成后對(duì)硬件電氣性能的測(cè)試。 主要測(cè)試各功 能的完整性可靠性，以及系統(tǒng)電氣性能的穩(wěn)定性。

10、實(shí)驗(yàn)總結(jié)這一次的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了不少的東西， 由于有前幾次的經(jīng)驗(yàn)， 這次課程 設(shè)計(jì)總的來(lái)說(shuō)還是比較順利的。從原理圖的設(shè)計(jì)，電路板的焊接到寫課程設(shè)計(jì)論文，在這個(gè)過(guò)程中我們也 遇到了很多的困難， 如成員間分工不明確， 程序大家都不熟悉等。 這次課程設(shè)計(jì) 給我最大的體會(huì)就是有很多東西如果不是自己親自動(dòng)手，只在書本上是學(xué)不到 的，設(shè)計(jì)初期要考慮周到， 否則后期會(huì)帶來(lái)很多不必要的麻煩。 雖然可能會(huì)多花 一些時(shí)間，但這比空想要有效的多。做事情一定要細(xì)心，更要耐心，遇到問(wèn)題要 慢慢去檢查，然后仔細(xì)分析后再解決；除此之外，還要有合作精神，注重團(tuán)隊(duì)合 作，和合作者一起做，相互鼓勵(lì)，互相彌補(bǔ)不足之處，很多難點(diǎn)的

11、突破都來(lái)自于 與同學(xué)的交流，交流使自己獲得更多信息，開(kāi)拓了思路，這樣很多事情就成了。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用到了實(shí)踐中，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)，也加深了自己對(duì)理論知 識(shí)的理解和掌握，在解決困難的過(guò)程中，獲得了許多專業(yè)方面的知識(shí) , 拓展了視 野。提高了理論水平和實(shí)際的動(dòng)手能力， 學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的方法， 激發(fā)了我們的 探索精神。這樣的課程設(shè)計(jì)是很好的鍛煉機(jī)會(huì) , 通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使我深入了解到課 程設(shè)計(jì)在大學(xué)學(xué)習(xí)的重要性， 課程設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我們的實(shí)踐動(dòng)手能力， 也為大四后 學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。本次實(shí)習(xí)我與我的組員做的是直流電機(jī)測(cè)速， 當(dāng)老師給出題目時(shí)， 我們還是 按照以前實(shí)習(xí)的解題步驟一步步的做，首先是查

12、找相關(guān)的資料，如PWM 的工作原理。查完資料后，運(yùn)用以前我們所學(xué)的 C 語(yǔ)言知識(shí)對(duì)我們的題目進(jìn)行模塊 化分類。剛開(kāi)始查閱完資料進(jìn)行編程時(shí)，錯(cuò)誤百出，畢竟好久沒(méi)用C 編程了，按照出現(xiàn)的錯(cuò)誤慢慢的將程序改好， 當(dāng)然也請(qǐng)教了一些這方面的高手指教。 然后 我們組成員將其進(jìn)行仿真， 焊電路板進(jìn)行硬件連接， 將程序下到單片機(jī)上， 發(fā)現(xiàn) 顯示是有錯(cuò)誤的， 然后又將軟件程序來(lái)來(lái)回回修改好多次， 才最終正確！ 從中發(fā) 現(xiàn)理論與實(shí)踐還是有很大的差距， 我們應(yīng)該多多的動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐， 而且我們以前 學(xué)的知識(shí)一定不能丟棄，真的是書到用時(shí)方恨少。同時(shí)感老師的辛勤付出， ！ 這次實(shí)驗(yàn)使用了軟件keil和Proteus 7

13、Professiona,其中keil用來(lái)編寫C語(yǔ)言程 序，以及編譯連接使之產(chǎn)生后綴名為 hex 的文件，將其燒錄在軟件 Proteus 7 Professional 中進(jìn)行測(cè)試仿真調(diào)試。這次實(shí)習(xí)的重點(diǎn)就是如何編寫程序以及仿真 中的行騙各個(gè)管腳的連接問(wèn)題，主要的芯片有51、uln、led 顯示、電機(jī)。首先分清各管腳起什么作用，比如說(shuō)晶振要與 51 的 XTAL1 和 XTAL2 連接等等。其次 還要知道那個(gè)管腳是高電平哪個(gè)是低電平、 跟誰(shuí)連才能達(dá)到選通。 通過(guò)同組同學(xué) 所編程序，就可以清楚的知道這些芯片的連接， 再細(xì)心的對(duì)照各個(gè)管腳的初始化、 定義來(lái)連接各個(gè)芯片。 在仿真的時(shí)， 我學(xué)到的就是熟練

14、掌握使用 keil 和 proteus 7 Professional軟件，比如知道在 proteus 7 Professional中如何正確的找出單片機(jī)、 uln、led 顯示、電機(jī)等這些芯片，怎么將 keil 中運(yùn)行好的程序燒錄到 proteus 7 Professional 中，然后正確的運(yùn)行。當(dāng)同組的同學(xué)咁好板子后，接通電源時(shí)發(fā)現(xiàn) led 顯示不夠亮，所以就進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)再接入放大器放大信號(hào)就可以使 led 更 好的顯示出來(lái)?？偟膩?lái)說(shuō)這次實(shí)習(xí)， 受益匪淺， 不僅熟悉了兩個(gè)軟件的使用更進(jìn)一步的將所 學(xué)的知識(shí)實(shí)踐了出來(lái)， 以前沒(méi)有怎么接觸過(guò)這兩個(gè)軟件， 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我索要學(xué)習(xí)的 還很多。合作也是我收獲很多的一點(diǎn)。通過(guò)兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)；經(jīng)過(guò)對(duì) 51 單片機(jī)各管腳性能的了解，以及 用途的深刻學(xué)習(xí)；對(duì) 2003 芯片的使用場(chǎng)合，以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的了解；數(shù)碼管各個(gè) 管腳顯示的原理的學(xué)習(xí)； 使我對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)布局有了大體的了解； 本次課程設(shè)計(jì)