小直流电机调速系统实验报告

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1、小直流电机调速系统实验报告第五组课程名称微机原理及应用课程综合作业学院专业信息工程卓越工程师年级班别2013级2班学号3113002780学生姓名黄健鹏合作者陈晓明吴仁伟指导老师张巧芬报告页数252015年6月30日25目录第一章绪论3第二章设计要求3第三章设计原理3第四章程序原理4工作原理概述4第五章硬件电路4ADC0809:4AT89C517ADC0809与8051单片机的接口设计电路11LED数码显示电路设计12AT89C51与直流电机的连接13第六章程序设计13定义符号13主程序的设计14采样子程序15转换

2、子程序16显示子程序17中断子程序18第七章仿真与调试195.1软件介绍195.2仿真过程19第八章总结21附录程序代码2125第一章绪论单片微型计算机的诞生是计算机发展史上的一个新的里程碑。近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、

3、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。对直流电机调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。本课程设计主要是通过对电位器的调节实现电机的加速、减速操作。并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制，在设计中，

4、采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。第二章设计要求以单片机为核心，设计一个小直流电机的调速控制装置。使用ADC0809采样电位器的值，并在显示器上显示，将此信号值作为方波占空比，通过0832芯片输出经放大后控制电机转速。第三章设计原理本题目是以单片机为核心的数字电压表与PWM信号驱动直流电机电路的组合

5、体。本题目的难点在于如何利用AT89C51内部定时计数器，产生占空比可调的PWM驱动信号。本设计使用定时计数器T0，选择其工作状态l（16位定时计数器，软件载人计数初值）．通过改变软件载入的计数初值实现PWM信号占空比的调节。下面介绍具体过程。ADC0809采样得到电压信号的数字值addata；初始化T0，使TH0=(256*addata)／256．TL0=(addata*256)%256，令输出out=0（因为addata取值为256，而定时计数器为1625位，故在此将其放大256，以实现0~256挡的调节）；中

6、断处理，若原来out=0．使TH0=～((256*addata)/256)．TL0=～((addata*256)%256)，令输出out=l；若原来out=0．使TH0=(256*addata)/256，TL0=(addata*256)%256，令输出out=0。不断循环执行上述3步，可以实现通过改变输入电压信号来调整PWM占空比。需要注意的是，第3步中用到了按位取反运算～，其功能是为了保证PWM的周期始终稳定在从0x0000计数到0xffff所需的时间上。位运算的执行效率远高于普通十进制的代数运算，应尽量使用。第

7、四章程序原理本设计的硬件电路只要包括最小系统、显示器、控制电路、驱动电路三大部分。最小系统只要是为了使单片机正常工作。控制电路通过操作电位器来控制电机的转速。驱动电路主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大，从而驱动电机转动。显示器电位器AT89S51单片机电机设计流程图如下：工作原理概述整个系统的工作原理：首先是人为给定电动机转速的电压信号，然后将这个电压信号通过A/D转换器转换成数字信号后传给单片机。单片机通过中断通信方式将接受的数据先保存起来。然后再对此数据进行处理:要将此二进制数进行转换，先将（00H-FFH）

8、转换成对应的实际数值，接着启动ADC0809开始采样直流电动机的实际速度值，再通过PWM波形发生器来驱动直流电动机，同时通过LED数码管显示出直流电动机的给定速度值和实际速度值。整个系统设计包括了三个大的部分:A/D转换电路部分、D/A转换电路部分、电压显示部分。第五章硬件电路ADC0809:ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容