pic单片机控制直流电机.docx

1、pic单片机控制直流电机实用标准文案 1 总体设计框架 . 3 2 硬件电路设计 . 4 2.1 芯片介绍 . 4 2.2 驱动电路 . 9 2.3 按键控制电路 . 10 3 程序编写 . 10 3.1 工作原理 . 10 21程序书写过程3.2 . 参考资料 . 16 精彩文档实用标准文案 直流电机驱动 Abstract 摘 要:本文主要内容是利用PIC18F452单片机来控制直流电机，通过L293NE来驱动电机，通过按键来使其正转，反转。 Keywords 关键词： 直流电机，PWM，L293NE 精彩文档实用标准文案 总体设计框架 1硬件电路利用驱动芯片L293D来驱动直流电机，按键则

2、是单独引出。如图1所示。软件则是C语言编程。 PI驱C直动1流8电电F路机452 图1硬件设计框 精彩文档实用标准文案 2 硬件电路设计 2.1 芯片介绍 首先，总体说明硬件电路设计，如图2 原理图，图3 PCB图以及图4板子的图所示。三个输入信号，如图分别为RD4，RD5，RD6连上光耦的2脚，然后通过光耦的4脚引入L293D的使能引脚（12EN）以及输入引脚（1A，2A），然后L293D的输出引脚（1Y，2Y）通过H-桥型控制电路与直流电机连接。 图2 直流电机控制部分原理图 精彩文档实用标准文案 PCB图图3直流电机控制部分 成品板图4 其中红线圈表示直流电机控制部分。 下面详细介绍各个

3、芯片。PIC18F452 、1外部端口以及内部存储器是相同的。上图的与PIC18F452PIC18F4580 。U2 精彩文档实用标准文案 2、光耦P521 光耦主要的作用是保护单片机。光耦的结构如图5所示。 图5 光耦P521结构 在PCB中（如图6所示），即U7，U9，U10三个光耦，左下方方形孔为1引脚，按逆时针方向，依次为2，3，4引脚。 光耦的1脚通过电阻与电源连接，2脚为输入引脚，3脚与地相连，4脚为输出引脚。经试验测得，则当1脚输入高电平时，4脚也输出高电平。则当1脚输入低电平时，4脚输出低电平。 图6 光耦外形图 精彩文档实用标准文案 3、电阻 一共用到7个大小为470的电阻（

4、分别为R16，R17，R18，R19，R20，R21，R22）和3个大小为1k（分别为R23，R24，R25）。 4、按键 按键电路也就是步进电机驱动实验的电路。在此，再介绍一次。所用按键为标准B3F1000系列，结构图如图7所示。PCB板上SW1，SW2，SW3，SW4，SW5为按键，其中SW1为复位开关，其他的为控制作用的按键。 按键的机理以SW5为例阐述，其他类同。 按键的3引脚一是直接分别与RA1，RA2，RA3，RA4相连二是通过四个470的电阻与电源相连。按键1引脚分别与地相连。 当不按按键的时候，RA4通过R19电阻与+5V电源相连，即此时RA4的输入为高电平，即1。当按键SW5

5、按下时，RA4通过按键的连接与地相连，此时RA4的输入为低电平，即0。通过SW5按键控制RA4的高低电平。程序可监控RA4的状态，来控制电机。发现RA4高电平则正转，发现RA4低电平则反转。 精彩文档实用标准文案 按键图图7 引脚。此按键3板所示，按键右下方方形孔为PCB1引脚，左上方为如 引脚。1与3只用到IN4007 、5结，有阳极和阴极所示），通常它包含一个8PN整流二极管（如图 区P区的载流子是电子。外加使区相对NP两端。区的载流子是空穴，N），称为为正的电压时，能通过大电流，具有低的电压降（典型值0.7V正向导通状态。若加相反的电压，则反向电流很小（反向漏电流），称为 反向阻断状态。

6、整流二极管具有明显的单向导电性。 有白色线圈的为负极。 所示。二极管，组成桥式电路。如图四个 IN40079 精彩文档实用标准文案 8 IN4007 图 桥式电路图9 ，反向截止时无电IN4007在正向导通时，其电压为0.59V经测定， 压。这里的整流二极管主要起保护的作用。当有个过冲信号，如电压过打开，避免高电压冲击直流电机，将其损坏，信号流向电源，D2高，此时打开，避免低电压冲击直流电机。信号此而不是电机。若是电压过低，D4时流向了地。 L293D 6. 精彩文档实用标准文案 L293D采用16引脚DIP封装（如图10所示），其内部集成了双极型H-桥电路。这种双极型脉冲调宽方式具有很多优点

7、，如电流连续；电机可四角限运行；电机停止时有微振电流，起到“动力润滑”作用，消除正反向时的静摩擦死区：低速平稳性好等。L293D通过内部逻辑生成使能信号。H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向，使能信号可以用于脉宽调整（PWM）。电机需要3个控制信号12EN、1A、2A，其中12EN是使能信号，1A、2A为电机转动方向控制信号，1A、2A分别为1，0时，电机正转，反之，电机反转。选用一路PWM连接12EN引脚，通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。 引脚图图10 L293D 12EN高电平有效，HEAT SINK AND GROUND接地，VCC1与VCC2接电源。1A输入高电平则1Y

8、输出高电平。1A输入低电平则1Y输出低电平。2A2Y，3A3Y，4A4Y关系类同。 2.2驱动电路 光耦1脚通过四个470的电阻分别与电源连接。三个光耦的2脚（DC1， DC2 ，DC3）分别于RD4，RD5，RD6连接。光耦的4脚与电源连接。光耦的3脚分别通过三个1K与驱动芯片L293NE连接。然后驱动芯片L293NE的两个输出引脚引出通过桥式整流电路连上直流电机。如图11所示。 精彩文档实用标准文案 驱动电路图11 按键控制电路2.3 相连二是通过四个，RA4RA3RA1，RA2， 按键的3引脚一是直接分别与 1引脚分别与地相连。470的电阻与电源相连。按键 SW4来使电机反转。 正常状态

9、下，为正转，通过按键 程序编写3工作原理3.1 四个RA3RA2，RA0L293NE来驱动直流电机。，RA1，本次实验主要利用 RD2来使直流电机转动。RD0，RD1，输入信号，通过高低电平控制 ”文件夹。工程文件请参考“DC_MOTOR所示。供电。如图+5V12与原厂电路板的连接：+5V电源由原厂电路板（右下方）连GND+5VGND+5VJ6自制板（左下方）的，分别与原厂电路板， 精彩文档实用标准文案 接。两个电路板的RD4，RD5，RD6分别相连（使能与两个输入信号接入自制板中），同时，RA4也连起来（按键信号接入自制板中）。如图13所示。自制板J2（右上方）的RD4，RD5，RD6分别与

10、原厂电路板的RD PORT（中间靠右一些）的4,5,6连接。自制板J5的RA4（右下方）与原厂电路板的RA PORT4（中间靠右一些）连接。直流电机的两个引脚与J7即DC MOTOR连接。如图14所示。电机的L，R引脚分别与J7的左（即1），右（即2）引脚相连。 输入输出口的连接图12 精彩文档实用标准文案 电源的连接13 图 电机的连接14 图 精彩文档实用标准文案 3.2 程序书写过程 程序如下： #include void delay(unsigned int x); void main() TRISD=0;/定义D端口为输出口 TRISA=0Xff;/定义A端口为输出入口 PORTDb

11、its.RD4=0;/使能位初始化为0 PORTDbits.RD5=0;/电机的左引脚控制信号初始化为0 PORTDbits.RD6=0;/电机的右引脚控制信号初始化为0 while(1) PORTDbits.RD4=1;/使能位设置为1，使能电机，使其工作 if(PORTAbits.RA4=0) delay(10); if(PORTAbits.RA4=0) PORTDbits.RD5=1; PORTDbits.RD6=0; 精彩文档实用标准文案 else PORTDbits.RD5=0; PORTDbits.RD6=1; void delay(unsigned int x) unsigned

12、 int a,b; for(a=x;a0;a-) for(b=54;b0;b-); 该程序主要包括初始化模块，控制模块，以及延时模块。 1、初始化模块 主要是端口初始化。 输入端RA的所有端口设置为高电平即1，为输入状态。RD的所有端口设为低电平即0 ，为输出状态。RD4， RD5， RD6初始化为0，清空状态，以便后面的赋值。程序如下所示： TRISD=0;/定义D端口为输出口 TRISA=0Xff;/定义AD端口为输出入口 PORTDbits.RD4=0;/使能位初始化为0 PORTDbits.RD5=0;/电机的左引脚控制信号初始化为0 PORTDbits.RD6=0;/电机的右引脚控制

13、信号初始化为0 精彩文档实用标准文案 2、控制模块 控制模块主要是扫描键盘的变化，根据相应键盘的变化，来使直流电机转动。如果SW5没有按下，正转。如果SW5按下，则反转。while(1)表示一直循环下去。 程序如下所示： while(1) PORTDbits.RD4=1;/使能位设置为1，使能电机，使其工作 if(PORTAbits.RA4=0) 若 SW5按键按下则反转 delay(10); if(PORTAbits.RA4=0) PORTDbits.RD5=1; PORTDbits.RD6=0; else SW5 按键没有按下则正转 PORTDbits.RD5=0; PORTDbits.R

14、D6=1; 是否有按键按下，有防抖动的作用。如果语句判断if 其中，两个SW5PORTDbits.RD5=1; 也SW5则，PORTAbits.RA4=0实确就下按被则， 精彩文档实用标准文案 PORTDbits.RD6=0;则电机左引脚高电平，右引脚低电平，反转。反之，即没有按键按下，则电机左引脚低电平，右引脚高电平，正转。 3、延时模块 标准的延时程序，通过循环语句来延时。此程序对应4M晶振时，unsigned int x中输入的数字，即为延时的毫秒数。 void delay(unsigned int x) unsigned int a,b; for(a=x;a0;a-) for(b=54;b0;b-); 参考资料 以下是本文中的主要参考资料清单： 1 Muhammad Ali Mazidi，Rolin D.McKinlay，Danny Causey.李中华，张雨浓，陈卓怡等译.PIC技术宝典M北京人民邮电出版社,2008. 2 Myke Predko著.胡光华译.PIC微控制器基础与实践M.北京：科学出版社， 精彩文档