单片机课程设计单片机控制直流电机的转动.docx

1、单片机课程设计单片机控制直流电机的转动单片机课程设计-单片机控制直流电机的转动课 程 设 计 任 务 书课程设计题目用单片机控制直流电机的转动功能技术指标 1、按键控制电源的输出，输出电压为5V 2、输出电流为1.5A 3、具有短路、过流保护功能工作量工作计划6月11日 开题6月12日 查资料，分析原理，列元器件表6月13日6月20日 画出原理框图，设计电路原理图6月21日 准备答辩6月22日 答辩6月14日6月1 6 月26日购买元器件3月20日6月3 6月27日6月29日焊接电路6月29日作品验收6月30日 终检写说明书指导教师评语 2012年6月30 日第1章 绪论1.1课题背景随着人们

2、生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小有固定值，可用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的单稳态触发器，计数器和一些常用的电子器件，所以该电路具有制作容易，安全性能高等优点。1.2 设计课题及要求用单片机控制直流

3、电机的转动：1号键按下后当电动机正传时 红灯亮2号键按下时 电机停止转动 黄灯闪烁3号键按下时 电动机反转 绿灯亮1.3 设计思路用单片机AT89C51控制直流电机正反转。由AT89C51的P1.0和P1.1通过桥式电路控制电机。当P1.0输出高电平，P1.1输出低电平时，三极管Q7、Q1、Q5导通，Q6、Q2截止；当P1.1输出高电平，P1,0输出低电平，三极管Q8、Q4、Q2导通，Q6、Q5截止。电动机因两端产生正负电压而转动。由P3.0、P3.1、P3.2 控制电动机的正反停转。1.4应用软件： 1.Proteus 7 Professional 2.伟福(WAVE 6000) 3. Ke

4、il uVision 4. Masm for Windows 1.5使用语言： 汇编语言 1.6使用元件： MCS51单片机、LED显示灯、直流电动机、晶振、电阻、电容、桥式电路、开关、电源 。 1.7 MCS-51各引脚功能：VSS:电源的接地短XTAL1XTAL2:内部振荡电路RSTVPD：复位信号输入端ALEPROG:地址锁存允许输出信号PSEN:外部程序存储器ROM的读选通信号输出端EAVPP: 外部程序存储器的控制信号P0:8位漏极型双向IO口P1：带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型TTL负载P2：带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型TTL负载P3：

5、带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型TTL负载 ,有第二功能。第2章 电路框图2.1电路的模块框图第3章 单元电路的设计及作用3.1 MCS-51各引脚功能：VSS:电源的接地短XTAL1XTAL2:内部振荡电路RSTVPD：复位信号输入端ALEPROG:地址锁存允许输出信号PSEN:外部程序存储器ROM的读选通信号输出端EAVPP: 外部程序存储器的控制信号P0:8位漏极型双向IO口P1：带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型TTL负载P2：带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型TTL负载P3：带内部提升电阻的8位准双向IO口，它能驱动4个LS型T

6、TL负载,有第二功能图3-1 MCS-51单片机芯片引脚图3.2桥式电路的设计及作用桥式电路的作用，是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成分，因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，文波的变化会严重影响负载电路的性能。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流电进行平滑，使之成为含交变很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截至频率一定低于整流输出电压的基波频率。整流电路是将变压器交换的后的交流电压变为单向脉动直流电压。图3-2桥式电路原理图3.3晶振和复位电路的设计及作用这是一个谐振电路，产生一个特定的时钟频率，使AT89C5

7、1能正常的工作。晶振片用于产生时钟频率，该晶振能产生11.0591MHz的频率。两个旁路电容，有频率微调作用主要是让电路更容易起振，两个电容的只要求一样，至少要非常接近否则容易造成写真的不平衡，容易造成停真或干脆不起振。本设计中采用的是30pf的电容。AT89C51的RST引脚接上一个高电平使其处于一个频繁复位状态。单片机的P1.0引脚接电机驱动芯片的EA引脚，用于启动桥式电路的正常工作。元器件说明：X1是晶振频率为11.0592的晶振片，R1为10K电阻，C1、C2为30pf的无极性电容，C3为10uf的有极性电容。图3-3 晶振与复位电路原理图3.4按键及LED的设计及作用图3-4按键及L

8、ED原理图第4章 工作原理1.Proteus电路设计：（1）选取元器件： 单片机：AT89C51 电阻：RES 三极管：NPN、PNP 电容：CAP 晶振：CRYSTAL 按键：BUTTON电动机：DCMOTOR 二极管：DIODE(2) 放置元器件、电源和地、连线，设置元件属性。2.程序流程图：3汇编语言源程序及程序说明： ORG 0000H AJMP MAIN 跳入主程序 ORG 0030H MAIN:MOV P0,#0FFH 初始化P0 MOV P1,#00H 初始化P1 KEY:JNB P3.0 判断按键1是否被按下 MOV P0,#0FFH 初始化P0 JNB P3.1,J2 判断按

9、键2是否被按下 KEY1:JNB P3.2,J3 判断按键3是否被按下 AJMP KEY J1:MOV P1,#02H 设置电动机正传 MOV P0,#06H 设置红灯亮AJMP KEY J2:CPL P0.1 P0取反，设置电动机停转 ACALL YS 调用延时，设置黄灯闪烁 CPL P0.1 ACALL YS MOV P1,#00H LJMP KEY YS:MOV R6,#5 循环DD1:MOV R5,#80H 延时子程序 DD2:MOV R7,DD DD:DJNZ R5,DD2 DJNZ R6,DD1 RET J3: MOV P1,#01H 设置电动机反转 MOV P0,#03H 设置蓝

10、灯亮 AJMP KEY1 RET END 图4-1用单片机控制直流电机的转动原理图第5章 电路组装与调试5.1电路的组装用了半天的时间列出器件的清单并完成了采购，由于电路板过小器件太密，难以完成调试导致第一次的失败。第二次我们采用了大的万用板，首先对器件的整体布局做了一个策划，基本根据两个原则，纵向按照相同功能模块归类的方法将电路划分为几个板块，横向是按照信号的流向排布的。这样做可以使信号线的摆布更加整齐，思路更清晰，不至于焊接过程中发生漏接和重接的情况，另外使的调试也相对容易的多。5.2电路的调试首先，断电后进行通路测试，看各高低电平连接是否正常，是不是有虚焊。接下来，对所连接电路与仿真图进

11、行初步的对照，看是不是有链接错误。随后通电对电路进行检查，看是否正常。如果不正常，对芯片进行每根引脚的检查，检查引脚高低电平时否与逻辑正常。电路的调试应该是整个过程中最为艰难的部分了。焊接的过程是按照模块逐步完成的，每完成一个模块就对信号进行测试，在保证前面电路工作正常的基础上才进行下一个模块的焊接。按照图连接之后，我们调节滑动变阻器的阻值，获得了要求的稳定的输出，取得了我们要求的电路。收获和心得通过本次设计, 作为一名自动化专业的大二学生，我觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻

12、炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。 这次单片机课程设计我们历时三个星期，单片机作为我们的主要专业课之一， 在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做单片机课程设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。 其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、汇编语言、模拟和数字

13、电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路； 要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问

14、题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。 发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。 我认为这个收获应该说是相当大的。觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后

15、从学校转到踏上社会的一个过程。小组人员的配合相处，以及自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。致谢首先感谢学校开设这门课程，让我们对本专业的知识更有了深刻的了解，使我们的能力不止局限于课本上，锻炼了我们自主学习的能力，增强了动手的能力，同时提供了所要的工具，和实验地点，并且报销我们的费用，解决了我们很多的问题，向学院表示感谢。感谢老师的支持和鼓励，没有老师的帮助我想我们的工作不能这么的圆满，感谢我们一组人的积极配合，最后为老师鼓掌，为母校鼓掌，为自己鼓掌。参考文献1.常用数字集成电路原理与应用、出版社：人民邮电出版社、作者:卿太全，李萧，郭明琼 编著；2.模拟电子技术、出版社：高等教育出版社、作者:清华大学电子学教研组；3.数字电子技术、出版社: 高等教育出版社、作者: 余孟尝；4.MCS-51单片机原理及应用技术教程、出版社: 人民邮电出版社、作者: 高洪志、孙平、关晓东、孟祥莲；5.一天一个好电路、出版社：机械工业出版社、作者：王俊峰等编著。附录 元器件清单 附录 元件清单名称型号数量备注电阻10K1个2004个1K3个电容200pF2个10uF1个晶振12M1个电源5V3个二极管DIODE3个三极管BC1842个TIP312个TIP322个键控开关BUTTON3个电动机DCMOTOR1个导线若干电路板1个