单片机控制直流电机正反转.docx

1、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3 C语

2、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

3、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。 STC89C52LED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。 第 页 1 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

4、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；36 V至4.5 V，电压是从1 A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4.5 V36 V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1,2 EN驱动器和3,4 EN驱动器。当使能输入为高电平时，相关联的驱动器

5、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0C至70C 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。 页 第 3 实习报告 图2.

6、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。 第 页 4 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

7、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：2.5.1 1)2?1(?t)sinUtd(2U 20(AV)? 0U为副边其中 电压2 解得220.9U?U2?U)2?2( 20(AV) U的实现了全波整流电路，他将由于整

8、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?(RR LL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

9、高反向工作电压分别为量，选择最大整流电流IRMF 2(AV)11.IoI.1U1 ?F2)?6(2 ?R2L)(2?7U21U.1 2RM? 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(AL IL(AV)I负载 ： 电流的平均值 L(AV)T T5)C?(3?。.12U时，当C?(35)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 实习报告 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

10、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