单片机课程设计-基于51单片机的直流电机转速测量与控制

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1、单片机原理与应用课程设计院系信息工程学院班级自动化121学生姓名学号日期2015/7/9任务要求基于51单片机的直流电机转速测量与控制一、设计目的1.通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用有进一步的了解。2.掌握定时器、终端的设置和变成原理。3.掌握单片机原理、结构、指令、接口及应用。4.通过此次课程设计能够将单片机硬件结合起来，获得单片机应用系统设计的基本理论，基本只是和基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法。二、基本要求1.,以80C51的基本知识和方法为基础，通过系统扩展达到应用单片机的目的。2.根据应用系统结构规模的要求，掌握单片机外部

2、扩展系统的硬件设计的基本过程，正确合理选择期间，绘制应用系统原理图。3.根据设计任务和要求，画出程序整体流程图，然后进行各程序模块的设计，编写控制程序。4.掌握如何应用单片机仿真器或编程器来开发应用及仿真调试的过程，反复修改测试直至完成任务。三、设计内容设计并调试一个程序使其实现如下功能：1.在实验平台上通过键盘输入一个转速的设定值（例如25rpm），并在数码管上显示；2.采用比例调节方法，使电机转速稳定在设定值；3.测量电机的转速，并在实验平台数码管上显示；4.转速稳定后，可随时修改转速设定值；5.优化比例调节系统，使电机转速的调节时间较短，并尝试加入积分、微分环节，改善转速的静态和动态特性

3、。电机转速不允许出现振荡。基于51单片机的直流电机转速测量与控制摘要：本设计主要完成以AT89C51单片机为核心的直流电机的测速系统，通过矩阵键盘给定转速，并在数码管上显示设定值。采用霍尔传感器进行速度测量，利用PID控制和DAC0832进行模数转换使直流电机转速稳定在设定值。动态显示实际转速。电机可以快速的达到设定值，且不会出现震荡现象。关键词：直流电机，STC89C51，矩阵键盘，设定值，霍尔传感器，DAC0832，PID正文1.系统设计本设计主要完成以STC89C51单片机为核心的直流电机的测速系统，通过矩阵键盘给定转速，并在数码管上显示设定值。采用霍尔传感器进行速度测量，利用PID控制

4、和DAC0832进行模数转换使直流电机转速稳定在设定值。动态显示实际转速。系统结构图如下图所示STC89C51单片机矩阵键盘数码管显示直流电机霍尔传感器测速PID控制DAC0832图1系统结构图本系统主要使用了STC89C51单片机、霍尔传感器测速、DC0832模数转换进行转速控制。现将主要模块介绍如下：1.1STC89C51STC89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚排列如图所示。图2STC89C51ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲，因此,可

5、作为外部时钟或外部定时脉冲使用。PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。EA：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 VSS：地线。 VCC：+5 V电源。1.1DAC

6、0832DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。图3DAC0832D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器

7、状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。IOUT1：电流输出端1，其