基于51单片机的直流电机控制系统

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1、郑州轻工业学院课程设计说明书题目：基于51单片机的直流电机控制系统设计姓名：院（系）：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程专业学号：指导教师：成绩：时间：2011年12月12日至2011年12月26日17郑州轻工业学院题目基于51单片机的直流电机控制系统设计专业、班级电子信息工程08级1班学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：控制系统主要是以8051单片机为核心组成的控制系统，本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此，由MCU内部的可编程计数器阵列输出PWM波，以调整电机两端电压与控制波形的占空比，从而实现

2、调速。基本要求：1、掌握汇编编程的原理和方法。2、熟悉单片机基本特征和电路设计的方法。3、掌握直流电机的控制方法。4、熟练运用定时器设计PWM波控制直流电机。5、形成一篇设计文档。主要参考资料：[1] 孙涵芳徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1977..[2] 何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003..[3] 史国生.交直流调速系统[M].北京:化学工业出版社,2002.161-174.完成期限：2011.12.12-2011.12.26指导教师签名：课程负责人签名：2011年12月11日

3、17摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。控制系统主要是以8051单片机为核心组成的控制系统，本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此，由MCU内部的可编程计数器阵列输出PWM波，以调整电机两端电压与控制波形的占空比，从而实现调速。关键词：8051单片机PWM信号直流电机17目录第一章：设计任务5第二章：总体设计方案5第三章系统硬件电路设计6第四章系统的软件设计7第五章：程序8第六章：PCB图8第七章：元件清单8第八章：参考文献8第九章：心得体会817第一章：设计任务

4、任务:单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的转速在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。数码管显示按键控制8051单片机PWM电机驱动键盘向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P1.0与P1.1其中一口输出与转速相应的PWM脉冲，另一口输出低电平，经过ULN2003芯片控制电路，实现电动机转向与转速的控制。电动机的运转状态通过数码管显示出来。电动机所处速度

5、级以速度档级数显示。正转时最高位显示“三”，其它三位为电机转速；反转时最高位显示“F”，其它三位为电机转速。每次电动机启动后开始显示，停止时数码管显示出“0000”。17第三章系统硬件电路设计整体框图如下17第四章系统的软件设计本系统编程部分工作采用KELI-C51语言完成，采用模块化的设计方法，与各子程序做为实现各部分功能和过程的入口，完成键盘输入、按键识别和功能、PWM脉宽控制和数码管显示等部分的设计。单片机资源分配如下表：P0显示模块接口键盘中断P1键盘模块接口P1.0/P1.1PWM电机驱动接口系统时钟①PWM脉宽控制：本设计中采用软件延时方式对脉冲宽度进行控制，

6、延时程序函数如下：/*****************延时函数*************************/delays(){uchari;for(i=5000;i>0;i--);}②键盘中断处理子程序：采用中断方式，按下键，完成延时去抖动、键码识别、按键功能执行。要实现按住加/减速键不放时恒加或恒减速直到放开停止，就需在判断是否松开该按键时，每进行一次增加/减少一定的占空比。③显示子程序：利用数组方式定义显示缓存区，缓存区有8位，分别存放各个数码管要显示的值。④定时中断处理程序：采用定时方式1，因为单片机使用12M晶振，可产生最高约为65.5ms的延时。对定时器置

7、初值B1E0H可定时20ms，即系统时钟精度可达0.02s。当20ms定时时间到，定时器溢出则响应该定时中断处理程序，完成对定时器的再次赋值，并对全局变量time加1，这样，通过变量time可计算出系统的运行时间。3、软件设计中的特点:17对于电机的启停，在PWM控制上使用渐变的脉宽调整，即开启后由停止匀加速到默认速度，停止则由于当前速度逐渐降至零。这样有利于保护电机。键盘处理上采用中断方式，不必使程序对键盘反复扫描，提高了程序的效率。第五章：程序见附件1第六章：PCB图见附件2第七章：元件清单见附件3第八章：参考文献[1]