基于单片机的运动控制系统

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1、摘要运动控制系统主要是电动机的控制，如今电动机在人们的工业生产和生活中起着十分重要的作用，其中直流电机以其优异的性能一直具有广泛的应用，而数字化控制是运动控制系统一个重要发展趋势。本设计为基于单片机的运动控制系统，以AT89C52单片机作为控制核心，小型直流电机作为控制对象。硬件部分包括电源电路、矩阵键盘、L298电机驱动电路、液晶显示等；软件部分包括按键扫描、PWM波生成、转速测量、PID调节、液晶显示以及上位机设计等。利用定时器计算出电机实时转速，将实时转速在LCD1602上显示并通过串口发送给上位机，然后将实时转速与矩阵键盘设定的转速值比较，再经过PID调节，改变PWM波的占空比

2、，从而调节电机转速。经过多次调试，本系统基本能够实现转速无静差，而且抗扰动性能良好。关键词：单片机，PWM波，PID调节，直流闭环调速，上位机ABSTRACTThemotioncontrolsystemismainlydesignedforelectricmotor．Nowadays,theelectricmotorplaysacrucialroleinindustrialproductionandpeople’sdailylife.AndDCmotoriswidelyusedforitsoutstandingperformance.Meanwhile,digitalcontrolis

3、animportantdevelopmenttendencyinmotioncontrolsystem.Thisisadesignofmotioncontrolsystembasedonsinglechipmicrocomputer，whichisthecyberneticcorewhilethecontrolobjectisasmallDCmotor.Inthesystem，thehardwarepartconsistsofpowercircuit、matrixkeyboard、DCmotordriverusedL298N、liquidcrystaldisplayetc;Andthe

4、softwarepartconsistsofkey-scansubroutine、PWMwavesubroutine、speedmeasurement、PIDregulation、LCDsubroutineandsupervisorsoftwareetc.Thesinglechipmicrocomputerworkoutthereal-timespeedwithitsinnertimer.Thenthereal-timespeedisshownonLCD1602andissenttosupervisorsoftwarethroughserialport.Next,thesinglech

5、ipmicrocomputerwillcomparethereal-timespeedwiththeset-speed，andaftertheregulationofPIDcontroller，thedutycycleofPWMwaveischanged.Asaresult，thespeedofDCmotorischanged.Aftermanytimesofsystemdebugging，thissystemisabletoeliminatesteady-stateerrorofspeedandhavegooddisturbance-resistantperformance.KEY　

6、WORDS:SingleChipMicrocomputer,PWMWave,PIDregulation,closed-loopDCmotorspeedregulation，supervisorsoftware目录第1章绪论………………………………………………………………………11.1运动控制系统的组成…………………………………………………11.2运动控制系统的发展…………………………………………………21.3单片机在电动机控制中的优点…………………………………………31.4上位机在控制工程中的作用……………………………………………41.5本次设计所研究的内容和意义……………………………

7、……………4第2章系统总体设计……………………………………………………………52.1系统设计及功能…………………………………………………………52.2调速方案选择……………………………………………………………52.3调压方案选择……………………………………………………………62.4控制回路选择……………………………………………………………72.5上位机界面设计选择……………………………………………………9第3章硬件设计…………………………………