大連理工大學電子工程訓練實驗報告

1、.理工大學本科實驗報告基于 51 單片機的直流電機調(diào)速及音樂控制系統(tǒng)課程名稱：電子工程訓練學院（系）：電信學部專業(yè)：自動化班級：學號：學生姓名：實驗教室：成績：2014年11月17日w.w.成績評定項目各項總分得分焊接30最小系統(tǒng)與電源10功能實現(xiàn)45實驗報告10出勤5總分w.電子安裝實驗室安全守則（請在下一頁手抄一份安全守則）1、 每次實驗前，認真預習準備，仔細閱讀實驗安全守則，格按照安全規(guī)進行實驗，確保實驗安全；2、 桌面要保持整潔，不允有雜物，禁止將水杯、瓶裝水放在桌面；3、 電烙鐵在使用前， 必須檢查電源線有無燙損漏線情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即找老師進行安全處理；4、 電烙鐵長時間不使用，應

2、將電源線拔掉；電烙鐵使用后，應放回烙鐵架中，以免燙傷物品；5、 實驗結束后，必須拔掉電烙鐵的電源線；已經(jīng)加熱的電烙鐵，必須冷卻后再放入抽屜中；6、 焊錫中含鉛，不要含在口中，實驗結束后要洗手；7、 穩(wěn)壓電源在使用前，應先調(diào)好要使用的電壓，再進行線路連接，并確保連接的極性正確；8、 搶救觸電人員時， 應首先切斷電源或用絕緣物體挑開電源線，使觸電者脫離電源，千萬不要用手拖拉觸電人員，以免連環(huán)觸電；9、 實驗結束后，必須關閉桌面電源開關，將桌面收拾干凈，工具物品整理好。w.w.題目：基于51 單片機的直流電機調(diào)速及音樂控制系統(tǒng)設計要求以 51 單片機為核心， 設計、焊接并調(diào)試一個實際單片機控制系統(tǒng)，

3、 實現(xiàn)四位一體數(shù)碼管顯示直流電機轉向、轉速，并利用按鍵控制音樂播放。系統(tǒng)設計具體要求：電源電路（ 9V AC - 5V DC ）。51 單片機最小系統(tǒng)。按鍵控制音樂播放。四位一體數(shù)碼管顯示（三極管 8550 驅(qū)動）。直流電機驅(qū)動電路。按鍵控制電機轉動并在四位一體數(shù)碼管顯示。設計原理及系統(tǒng)案設計1) 直流電機：直流電機只要能提供一定的直流就可以轉動， 改變電壓極性可以改變轉動向， 可以通過給直流電機提供脈沖信號來驅(qū)動它， 脈沖信號的占空比可以影響到直流電機的平均速度， 因此可以通過調(diào)整占空比從而能實現(xiàn)調(diào)速的目的（ PWM 調(diào)速）。電機的驅(qū)動電流是比較大的，所以需要用三極管來放大電流。 程序的關鍵

4、就是如實現(xiàn)占空比的調(diào)整， 這個可以通過對 51 單片機定時器重裝初值進行改變，從而改變時間。2) 音樂播放：樂曲是由音調(diào)和節(jié)奏組成的， 這兩種特征都可以用單片機的定時器來實現(xiàn)，所以音樂文件在程序中是一個很大的數(shù)組， 數(shù)組中包含著音樂的兩種控制特征。 音樂的輸出以及播放、 停止控制分別用兩個按鍵來控制。w.總體設計：顯示數(shù)碼管用 P2.0P2.3 進行位選， P0 口控制顯示數(shù)字；直流電機用 P2.5 和 P2.6 輸出 PWM 波形，通過三極管進行驅(qū)動， P1.1 P1.5分別是正反轉控制，加速，減速，啟動，停止按鍵；音樂播放通過P1.0輸出，由 P1.6 控制。各功能模塊硬件電路設計電源電路

5、：電源電路采用 7805 芯片產(chǎn)生 +5V 供電電壓。最小系統(tǒng)：包括電源，接地，晶振，復位，上拉電阻。數(shù)碼管顯示：四位數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。能顯示 4 個數(shù)碼管叫四位數(shù)碼管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按發(fā)光二極管單元連接式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)w.碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM) 的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到 +5V ，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼

6、管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM) 的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。4) 直流電機驅(qū)動：基于三極管的使用機理和特性，在驅(qū)動電機中采用H 橋功率驅(qū)動電路， H 橋功率驅(qū)動電路可應用于步進電機、交流電機及直流電機等的驅(qū)動永磁步進電機或混合式步進電機的勵磁繞組都必須用雙極性電源供電，也就是說繞組有時需正向電流，有時需反向電流，這樣繞組電源需用H 橋驅(qū)動。直流電機控制使用H 橋驅(qū)動電路，當PWM1為低電平 ,通過對 PWM2 輸出占空比不同的矩形

7、波使三極管Q1 、Q6 同時導通 Q5 截止，從而實現(xiàn)電機正向轉動以及轉速的控制；同理，當 PWM2w.為高電平 ,通過對 PWM1 輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1 、Q6 同時導通， Q6 截止，從而實現(xiàn)電機反向轉動以及轉速的控制。系統(tǒng)軟件設計源代碼#define _ctf_C_#include reg51.h#include ctf.h#include#include#include #include /* 自定義變量 */#define uint unsigned int自定義變量#define uchar unsigned char/* 控制位定義 */unsigned char

8、n=0;/n為節(jié)拍常數(shù)變量w.unsigned char code music_tab =0 x18, 0 x30, 0 x1C , 0 x10,格式為 : 頻率常數(shù) , 節(jié)拍常數(shù) , 頻率常數(shù) , 節(jié)拍常數(shù) , 0 x20, 0 x40, 0 x1C , 0 x10,0 x18, 0 x10, 0 x20 , 0 x10, 0 x1C, 0 x10, 0 x18 , 0 x40, 0 x1C, 0 x20, 0 x20 , 0 x20, 0 x1C, 0 x20, 0 x18 , 0 x20, 0 x20, 0 x80, 0 xFF , 0 x20, 0 x30, 0 x1C, 0 x10

9、, 0 x18, 0 x20, 0 x15, 0 x20 , 0 x1C, 0 x20, 0 x20, 0 x20 , 0 x26, 0 x40, 0 x20, 0 x20 , 0 x2B, 0 x20, 0 x26, 0 x20 , 0 x20, 0 x20, 0 x30, 0 x80 , 0 xFF, 0 x20, 0 x20, 0 x1C , 0 x10, 0 x18, 0 x10, 0 x20 , 0 x20, 0 x26, 0 x20, 0 x2B , 0 x20, 0 x30, 0 x20, 0 x2B , 0 x40, 0 x20, 0 x20, 0 x1C , 0 x10, 0

10、 x18, 0 x10, 0 x20 , 0 x20, 0 x26, 0 x20, 0 x2B , 0 x20,w.0 x30, 0 x20, 0 x2B , 0 x40,0 x20, 0 x30, 0 x1C , 0 x10,0 x18, 0 x20, 0 x15 , 0 x20,0 x1C, 0 x20, 0 x20 , 0 x20,0 x26, 0 x40, 0 x20 , 0 x20,0 x2B, 0 x20, 0 x26 , 0 x20,0 x20, 0 x20, 0 x30 , 0 x80,0 x20, 0 x30, 0 x1C , 0 x10,0 x20, 0 x10, 0 x1

11、C , 0 x10,0 x20, 0 x20, 0 x26 , 0 x20,0 x2B, 0 x20, 0 x30 , 0 x20,0 x2B, 0 x40, 0 x20 , 0 x15,0 x1F, 0 x05, 0 x20 , 0 x10,0 x1C, 0 x10, 0 x20 , 0 x20,0 x26, 0 x20, 0 x2B , 0 x20,0 x30, 0 x20, 0 x2B , 0 x40,0 x20, 0 x30, 0 x1C , 0 x10,0 x18, 0 x20, 0 x15 , 0 x20,0 x1C, 0 x20, 0 x20 , 0 x20,0 x26, 0 x

12、40, 0 x20 , 0 x20,0 x2B, 0 x20, 0 x26 , 0 x20,0 x20, 0 x20, 0 x30 , 0 x30,w.0 x20, 0 x30, 0 x1C , 0 x10,0 x18, 0 x40, 0 x1C , 0 x20,0 x20, 0 x20, 0 x26 , 0 x40,0 x13, 0 x60, 0 x18 , 0 x20,0 x15, 0 x40, 0 x13 , 0 x40,0 x18, 0 x80, 0 x00;sbit Beep = P10 ;sbitP10=P25;/ 輸出波形 1sbitP11=P26;/ 輸出波形 2sbitP12

13、=P11;/ 正反轉sbitP13=P12;/ 加速sbitP14=P13;/ 減速sbitP15=P14;/ 停止sbitP16=P15;/啟動sbitP17=P16;void int0()interrupt 1/ 采用中斷 0 控制節(jié)拍 TH0=0 xd8; TL0=0 xef; n-; void delay (unsigned char m)/ 控制頻率延時 unsigned i=3*m;while(-i);w.void delayms(unsigned char a)/ 毫秒延時子程序while(-a);uchar code smg12=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,

14、0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 xB8,0 x8E;程序存儲區(qū)定義字型碼表char data led4=0 x07,0 x0B,0 x0D,0 x0E;/ 位碼uint x;/ 數(shù)碼管顯示的數(shù)值char gw,sw,bw,qw;uchar j;/ 定時次數(shù)，每次20msuchar f=9; /計數(shù)的次數(shù)uchar k;uchar t;/ 脈沖加減/* 延時函數(shù) */delays()uchar i;for(i=4608;i0;i-);/* 數(shù)碼管顯示 */display()uchar i,m;gw=x%10;/ 求速度個位值，送到個位顯示緩沖區(qū)sw=(

15、x/10)%10;/ 求速度十位值，送到十位顯示緩沖區(qū)w.bw=(x/100)%10;/ 求速度百位值，送到百位顯示緩沖區(qū)for(m=0;m20;m+)for(i=0;i4;i+)switch(i)case 0:P0=smggw;P2=led0; delays();break;case 1: P0=smgsw; P2=led1; delays();break;case 2: P0=smgbw; P2=led2; delays();break;case 3:P2=led2; P0=0 xff; delays();break;P2=led3;if(k=0)/ 正轉時顯示 反 FP0=0 xB8;d

16、elays();elseP0=0 x8E;delays();/反轉時顯示 F/*t0定時 *中斷函數(shù) */void t0() interrupt 1 using 3TH0=-(18433/256);/ 重裝 t0TL0=-(18433%256);display();/ 數(shù)碼管顯示f-;if(k=0)w.if(ft)P10=1;elseP10=0;P11=0;elseif(f=9)t=9;if(P14=0)/ 減速while(P14=0); t-;if(t1)t=1;if(P15=0)/ 停止while(P15=0);EA=0;P10=0;P11=0;x=0;/* 主函數(shù) */main (voi

17、d)unsigned char p,m;/m為頻率常數(shù)變量unsigned char i=0;TMOD&=0 x0f;TMOD|=0 x01;TH0=0 xd8;TL0=0 xef;IE=0 x82;w.play: while(1) a:if (P17=1)goto bb;elsep=music_tabi;if(p=0 x00) i=0; delayms(1000);goto play;如果碰到結束符 ,延時 1 秒,回到開始再來一遍else if(p=0 xff) i=i+1;delayms(100);TR0=0;goto a;若碰到休止符 ,延時 100ms, 繼續(xù)取下一音符elsem=m

18、usic_tabi+; n=music_tabi+;取頻率常數(shù) 和 節(jié)拍常數(shù)TR0=1;/ 開定時器 1while(n!=0) Beep=Beep;delay(m);n-;等待節(jié)拍完成 , 通過 P1 口輸出音頻TR0=0;/ 關定時器 1bb:TMOD=0 x11;/T0 式 1定時計數(shù) T1 式 1 計數(shù)TR0=1;TH0=-(18433/256);/裝入初值20MSTL0=-(18433%256);gw=sw=bw=qw=0;/ 數(shù)碼管初始化P0=0 xc0;w.P2=1;while(1)/ 無限循環(huán) if(P17=0) goto aa; else display(); key(); 軟件流程圖主程序：發(fā)聲中斷程序：開始定時到