单片机控制直流电机正反转.docx
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单片机控制直流电机正反转
第1章总体设计方案...............................................................................................1
1.1总体设计方案.....................................................................................................1
1.2软硬件功能分析.................................................................................................1
第2章硬件电路设计...............................................................................................2
2.1单片机最小系统电路设计.................................................................................2
2.2直流电机驱动电路设计......................................................................................2
2.3数码管显示电路设计.........................................................................................4
2.4独立按键电路设计.............................................................................................5
2.5系统供电电源电路设计.....................................................................................5
2.5.1直流稳压电路中整流二极管的选取：
....................................................6
2.5.2直流稳压电路中滤波电容的选取：
........................................................6
第3章系统软件设计...............................................................................................7
3.1软件总体设计思路.............................................................................................7
3.2主程序流程设计.................................................................................................7
附录1总体电路图..................................................................................................10
附录2实物照片.......................................................................................................11
附录3C语言源程序.......................................12
实习报告
第1章总体设计方案
1.1总体设计方案
早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。
随着计算机控制技术的发展，微处理器已经广泛使用于直流传动系统，实现了全数字化控制。
由于微处理器以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。
所以，全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟直流调速系统大大提高。
所以，本次实习采用了驱动芯片来驱动直流电机，并运用单片机编程控制加以实现。
系统设计采用驱动芯片来控制的，所以控制精度和可靠性有了大幅度的提高，并且驱动芯片具有集成度高、功能完善的特点，从而极的大简化了硬件电路的设计。
STC89C52
LED数码管显示
独立键盘输入
直流电机
L293D电机驱动
图1.1直流电机定时正反转方案
1.2软硬件功能分析
本次实习直流电机控制系统以STC89C52单片机为控制核心，由按键输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。
采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给L293D直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将变化的定时时间送到LED数码管完成实时显示。
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实习报告
第2章硬件电路设计
单片机最小系统电路设计2.1
单片机最小系统设计是单片机应用系统设计的基础。
STC89C52单片机最小系统2.1电路如图所示。
单片机最小系统图2.1
直流电机驱动电路设计2.2
图2.2直流电机驱动电路
提供L293D的；36V至4.5V，电压是从1A是提供双向驱动电流高达L293D的。
两个设备是专为驱动等感至4.5V36V毫安，电压是从双向驱动电流高达600高电压提供电性负载继电器，电磁阀，直流双极步进和马达，也可以给其他高电流/第页2
实习报告
源负载。
兼容所有的TTL输入。
每个输出都是推拉式驱动电路，与达林顿三极管和伪达林源。
启用1,2EN驱动器和3,4EN驱动器。
当使能输入为高电平时，相关联的驱动器被启用和他们的输出处于活动状态，并在其输入端的同相。
当使能输入为低，这些驱动器被禁用其输出关闭，在高阻抗状态。
【PS：
1,2EN为1和2的使能端（高电平使能）；3,4EN同理】用适当的数据输入端，每对驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器适用于电磁阀或电机应用。
L293D外部输出为高速钳位二极管，应使用电感的瞬态抑制。
VCC1和VCC2分开，提供逻辑输入，以尽量减少设备功耗。
L293D的工作温度是从0°C至70°C
外部引脚排列图L293D2.3图
真值表表2.1
输入
A
EN
H
H
L
H
X
L
输HLZ
在热关断模式下，输出的是高阻态，而不管输入电平。
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实习报告
图2.4逻辑图
电机驱动电路组要是由L293D芯片组成，单片机P3.4,P3.6,P3.7输出的信号经过L293D芯片后直接与直流电机相连，从而控制直流电机的运行。
其中VCC1接+5V电源，VCC2接+12V电源。
2.3数码管显示电路设计
本设计利用数码管作为显示单元，采用动态显示技术，电路如图2.5所示。
图2.5显示电路
电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。
即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED，并保持一段延时时间。
然后选通下一位，直到所有位扫描完。
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实习报告
2.4独立按键电路设计
独立式键盘的按键相互独立，每个按键接一根I/O口线，一根I/O口线上的按键工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。
因此，通过检测I/O口线的电平状态，即可判断键盘上哪个键被按下。
独立按键电路图2.6
系统供电电源电路设计2.5
电源，所采用的电源电路是由整流电路和三端+12V+5V电源和本系统需要采用稳压器组成的。
电路输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。
其电源电路所示。
如图2.7
+12V电源供电电路2.7+5V和图页第5
实习报告
直流稳压电路中整流二极管的选取：
2.5.11）2?
1（?
?
?
?
t）sinUtd（2U20（AV）?
π0U为副边其中电压2解得220.9U?
U2?
U）2?
2（20（AV）πU的实现了全波整流电路，他将由于整流桥电路2负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍。
输出电流的平均值（即负载电阻中的电流平均值）0.9UUo2（AV）?
Io?
（AV））32?
（RRLL在单相桥式整流电路中，因为每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上的电流的平均值的一半，即0.45UUo2（AV））（2?
4?
Io?
（AV）RRLL与半波整流电路中的平均电流相同。
二极管所能承受的最大反向电压）52?
（22UU?
maxR
%10?
的余考虑到电网电压的波动范围为_x0010_，在实际选用二极管时，应至少有U和最高反向工作电压分别为量，选择最大整流电流IRMF2（AV）11.IoI.1U1?
?
F2）?
6（2?
R2L）（2?
7U21U.12RM?
2.5.2直流稳压电路中滤波电容的选取：
UUO（AV）?
R：
输出电压的平均值）VO（ALIL（AV）I负载：
电流的平均值L（AV）TT5）~C?
（3?
。
.12U时，当C?
（3～5）U?
2O（AV）2RR2LL%?
10点解电容的耐压值应，由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为U121.。
大于2第页6
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第3章系统软件设计
3.1软件总体设计思路
经过前几章的设计工作，系统的硬件电路设计已经完成了。
然而，对于一个完整的设计系统来说，只有硬件电路的设计完成是不够的，它必须通过软件编程来实现系统工作的控制功能，从而才能实现电路应有的系统功能。
单片机系统的软件设计主要使用汇编语言或高级语言。
汇编语言与系统硬件的关系密切，可方便地实现诸如中断管理以及模拟/数字量的输入/输出等功能，具有占用系统资源小、执行速度快的特点，但是，对复杂的大型应用系统，其代码可读性差，并不利于升级和维护。
高级语言的代码效率和长度都不如汇编语言，但其结构清晰、可读性好、开发周期短、有极强的可移植性，在多数应用方面执行效率与汇编语言的差距也不大，近年来得到了极为广泛的应用。
而C语言既有高级语言的各种特点，又可对硬件进行操作，并可进行结构化程序设计。
用C语言编写的程序较容易移植，可生成简洁、可靠的目标代码，用C语言进行单片机计算机开发已经是必然的发展趋势。
本设计的整体思路为：
主程序中循环的调用按键程序，通过按键从而使单片机输出变化的定时时间和控制电机正反转，从而控制直流电机达到不同的旋转效果，并通过数码管将变化的定时时间显示出来。
本设计以单片机作为系统的核心控制单元，运用C语言进行编程工作
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