小直流电机调速控制系统

《小直流电机调速控制系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小直流电机调速控制系统（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 单片机与接口技术单片机与接口技术 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目：小直流电机调速控制系统小直流电机调速控制系统 院（系）：院（系）： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 教师职称：教师职称： 起止时间：起止时间：2014-6-302014-6-30至至2014-7-112014-7-11 1 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）： 教研室： 学 号学生姓名 专业班级 课程设计 （论文） 题目 小直流电机调速控制系统 课程设计（论文）任务 用0809采样电位器的值，并在显示器

2、上显示，将此信号作为方波占空比， 用过0832输出经放大后控制电机转速。 软件设计：1.拟定调速控制系统图，编程程序流程图2.程序编写 要求： 1、根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并用计算机绘 制出电路原理图以及程序流程图。 2、认真独立完成所规定的设计内容(4000字左右)，严禁相互抄袭； 3、撰写、打印设计说明书一份。 指导教师评语及成绩 平时成绩： 论文质量： 答 辩： 总成绩 ： 指导教师签字： 年 月 日 目录 第 1 章 绪论.1 第 2 章 元器件的介绍.2 2.1 AT89C51 单片机2 2.2 ADC0809 单片机4 2.3 DAC0832 单片机5 第

3、 3 章 方案设计.7 3.1 总设计方案.7 3.2 控制电路.7 3.3 最小系统与显示器.8 3.3 驱动电路.8 3.4 外部中断设置.9 第 4 章 程序代码.11 第 5 章 课程设计总结.37 参考文献.38 附录.39 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 0 第第 1 章章 绪论绪论 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

4、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、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

5、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，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。 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 1 第第 2 章章 元器件的介绍元器件的介绍 2.1 AT89C51 单片机 ATMEL 公司的 AT89C51 芯片具有以下特性: 4KB 片内在系统可编程 Flash 程序存储器； 时钟频率为033MHz;

6、 128 字节片内随机读写存储器 （RAM） ； 32 个可编程 I/O 引脚； 2 个 16 位定时/计数器； 6 个中断源，2 级优先级； 全双工串行通信接口； 监视定时器； 低功耗的闲置和掉电模式。 AT89C51 引脚功能介绍: Vcc：AT89C51 电源正端输入， 接+5V； Vss：电源接地端； XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端； XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端； RST/VPD：RST 是复位信号，高电平有效，在此引脚上出现两个机器周期以 上的高电平将使单片机复位。RST 的第二功能是备用电源 VPD 的输入 端。 ：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电

7、压输入端。当端 VppEA/ EA 保持高电平时，单片机复位后访问片内存储器 ROM。当程序计数器 PC 的值超过 4KB 时，将自动转去执行片外存储器 ROM 内的程序。当 端接地保持低电平时，则只访问片外程序存储器，而不管内部是 EA 否有程序存储器。 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 2 ：地址锁存允许信号端。当访问外部存储器时，地址锁存允许 PROGALE / (address latch enable)信号的输出用于锁存低 8 位地址的控 ALE 制信号，此信号频率为振荡器的 1/6。当不访问片外存储器时， 信号可用作对外输出时钟或定时信号。端可驱动 8

8、个 LS ALEALE 型 TTL 负载。 ：程序存储器允许输出信号端（program store enable） 。此端定时 PSEN 输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。AT89C51 可以利用 及引脚分别启用存在外部的 RAM 与 EPROM，使得数据存储 PSENRD 器与程序存储器可以合并在一起而共用 64K 的定址范围。端同 PSEN 样可驱动 8 个 LS 型 TTL 负载。 P0 口：P0.0P0.7。P0 口第一功能是作为通用的 I/O 口，CPU 在传送输入/ 输出数据时，输出数据可以锁存，输入数据可以缓存；P0 口第二功 能是当 CPU 访问片外存储器时，分时提供低 8

9、 位地址和 8 位数据的复 位总线。 P1 口：P1.0P1.7。P1 口第一功能是作为通用 I/O 口；P1 口第二功能是在 对片内 EPROM 编程或校验时输入片内 EPROM 的低 8 位地址。 P2 口：P2.0P2.7。P2 口第一功能是当不带片外存储器时，作为通用 I/O 口； P2 口第二功能是当带片外存储器时，与 P0 口配合 ，传送片外存储 器的高 8 位地址，共同选中片外存储器单元。 P3 口：P3.0P3.7。P3 口除了做通用的 I/O 口外，作为控制用的第二功能如 表 3-2 所示： 表 3-2：P3 口各位的第二功能 P3 口的位 第 2 功能 注释 P3.0 RX

10、D 串行数据接收口 P3.1 TXD 串行数据发送口 P3.2 INT0 外部中断 0 输入 P3.3 INT1 外部中断 1 输入 P3.4 T0 定时器/计数器 0 外部输入 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 3 P3.5 T1 定时器/计数器 0 外部输入 P3.6 WR 外部 RAM 写选通信号 P3.7 RD 外部 RAM 读选通信号 2.2 ADC0809 美国国家半导体公司的 ADC0809 芯片具有以下特性： 8 路输入通道，8 位 A/D 转换器，即分辨率为 8 位。 具有转换起停控制端。 转换时间为 100s(时钟为 640kHz 时)，130s

11、（时钟为 500kHz 时） 单个+5V 电源供电 模拟输入电压范围 0+5V，不需零点和满刻度校准。 工作温度范围为-40+85 摄氏度 低功耗，约 15mW。 ADC0809 引脚功能介绍 IN0IN7：8 路模拟量输入端。 2-12-8：8 位数字量输出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址输 入线，用于选通 8 路模拟输入中 的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入， 高电平有效。 START： A/D 转换启动脉冲输入 端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）使其启动（脉冲上升 沿使 0809 复位，下降沿启动 A/D 转换） 。 EOC： A/D 转换结束信号，输出 当 A

12、/D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平） 。 2 -1MSB 21 ADD B 24 ADD A 25 ADD C 23 VREF(+) 12 VREF(-) 16 IN3 1 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN7 5 START 6 2 -5 8 EOC 7 OUTPUT ENABLE 9 CLOCK 10 VCC 11 2 -2 20 GND 13 2 -7 14 2 -6 15 2 -8LSB 17 2 -4 18 2 -3 19 IN2 28 IN1 27 IN0 26 ALE 22 U6 ADC0809 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （

13、论文） 4 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当 A/D 转换结束时，此端输入 一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640KHZ。 REF（+） 、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一+5V。 GND：地。 注：仿真时只能用 ADC0808，与 ADC0809 功能一样。 2.3 DAC0832 D0D7：8 位数据输入线，TTL 电平，有效时间应大于 90ns(否则 DAC0832 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

14、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。 a.主要特性参数：分辨率为 8 位 稳定时间 1us； 可单缓冲、双缓冲或直接数字 输入； 只需在满量程下调整其线性度； 单一电源供电（+5V+15V） ； 低功耗，200mW。 b芯片结构： 锁存器的数据会出错)； 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 状态随输入数据线变换，LE1 的负跳变时将输

15、入数据锁存； 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 5 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 WR1、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，其值随 DAC 寄存器的内容线性变化； IOUT2：电流输出端 2，其值与 IOUT1 值之和为一常数； Rfb：反馈信号输入线，改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度； Vcc：电源输入端，Vcc 的范围为+5V+15V； VREF：基准电压输入线，VREF 的范围为-10V+10V； AGND：模拟信号地 DGND：数字 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 6 第第 3 章章 方案设计方案设计 3.1 总方案设计 本设计的硬件电路只要包括最小系统与显示器、控制电路、驱动