单片机 直流电机控制实验

直流电机控制实验

摘要：直流电动机在交通、机械、纺织、航空等领域中已经得到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制，很难进行调速，不能实现智能化。如今，直流电动机的调速控制已经离不开单片机的控制，单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人类社会步入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和专业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，改变了世界，也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，单片机的应用也更加广泛特别是在各种领域的控制、自动化等方面。

关键词：STC89C52 PWM 电机控制

DC motor control experiment Summary:DC motors in transportation, machinery, textiles, aviation and other fields has been widely used. The conventional DC motor control simply control, difficult to control, not intelligent. Today, the DC motor speed control has been inseparable from the control of the microcontroller, the rapid development of microcomputer application technology to promote the development of automatic control technology, the human society entered the era of automation, microcomputer application technology and other disciplines intersect, promotion of the academic development and professional update, sparked new interdisciplinary and emerging technologies. The rapid development of modern science and technology, has changed the world, but also change the way people live. As the device small size, light weight, powerful, strong anti-interference ability, flexible control, easy to use, low cost characteristics, computer performance continues to improve, SCM applications are more widely especially control in various areas of automation and so on.

Keywords: STC89C52 PWM motor control

目录

第1章引言 (1)

1.1电机的研究意义 (1)

1.2 设计方案 (1)

第2章供电模块的设计 (2)

2.1 集成直流稳压电源芯片LM7805的介绍 (2)

2.2 供电模块的构成 (2)

第3章主控制模块的设计 (3)

3.1 89C52单片机的介绍 (3)

3.2 89C52的主要特性和结构特点 (3)

3.3 89C52的IO口介绍 (4)

第4章键盘输入模块的设计 (5)

4.1 键盘的电路及原理 (5)

第5章显示模块的设计 (6)

5.1数码管及二极管的电路及原理 (6)

5.2 PWM简介 (6)

第6章直流电机控制模块的设计 (7)

6.1 直流电机的介绍 (7)

6.2 数模转换器DAC0832 (7)

第7章课程设计总结 (9)

致 (10)

参考文献 (11)

附录 (12)

主程序 (12)

子程序 (18)

第1章引言

1.1电机的研究意义

电气传动是现代最主要的机电能量变化形式之一，在当今社会中广泛使用着各式各样的电气传动系统。直流调速系统因其变流方式及控制方法简单，调速性能好，长期以来在调速传动中占统治地位。

而现在随着微电子技术的发展，微机功能的不断提高以及电力电子、计算机控制技术的发展，电气传动领域出现了以微机为核心的数字控制系统。计算机的发展可以使复杂的控制规律较方便的实现，以计算机为核心的数字控制技术成为自控领域的主流，也给直流电气传动的发展注入了新的活力，使电气传动进入了更新的发展阶段。与传统控制系统相比，计算机控制具有很多独特的优点。

长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。

1.2 设计方案

本论文设计的系统以单片机为控制核心，通过键盘设置各段运行参数，也可通过电脑设置下载到单片机。单片机输出二进制控制量，经D/A转换电路将对应模拟电压送到直流放大器的输入端。放大器根据输入的模拟电压而输出对应的电压来控制直流电机的转速。显示部分显示各段设定的转速值。单片机主要完成参数设置、参数显示和控制输出等功能。

第2章供电模块的设计

2.1 集成直流稳压电源芯片LM7805的介绍

LM7805是目前市场上非常常见的三端稳压器件。一般使用的是TO-220封装，能提供DC 5V的输出电压，应用围广，含过流和过载保护电路。带散热片时能持续提供1A的电流，如果使用外围器件，它还能提供不同的电压和电流。7805的主要特点有：输出电流大，一般可以达到1A；输出电压稳定，基本能一直维持在5V；具有各种保护功能，过热保护、短路保护、输出晶体管SOA保护。7805还具有非常广的输入围从5V～18V。工作结的温度围更是可以从0～125℃无论多恶劣的环境7805也能轻松胜任。这么全面的一个芯片实在是堪称全能，而且价格非常便宜。对于这么优秀的稳压电源芯片，我们还有什么理由不去选用它呢。7805管脚及外形如图2.1所示。

图2.1 7805管脚

2.2 供电模块的构成

整个电源供电模块由一片7805和4个电容构成。这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2为输入端滤波电容，C3、C4为输出端滤波电容。

如图2.2所示，7805的1脚接正9V的输入，2脚接地，3脚为输出。在1脚和2脚间接两个滤波电容。3脚和2脚间也接两个滤波电容。

图2.2 供电模块电路

第3章主控制模块的设计

3.1 89C52单片机的介绍

89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C52是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

3.2 89C52的主要特性和结构特点

89C52的主要特性有：1.与MCS-51 兼容；2.有8K字节可编程闪烁存储器;3.寿命长1000写/擦循环.数据保留时间可以达到10年；4.三级程序存储器锁定5.具有128*8位部RAM;5.32可编程I/O线和两个16位定时器/计数器还有5个中断源；6.可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片振荡器和时钟电路。

图3.1 AT89C52

3.3 89C52的IO口介绍

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于部上拉的缘故。P2口当用于外部程