直流小电机调速系统Word文件下载.docx
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第二章方案论述
按照题给要求,我们最终设计了如下的解决方案:
用户通过键盘键入控制指令(开关),微控制器在收到指令后改变输出的PWM波,最终在ULN2003的驱动下电机转速发生改变。
通过ST151传感器测量电机扇叶的旋转情况,将转速显示在数码管上。
在程序主循环中实现按键扫描与转速显示,将定时器0作为计数器,计数ST151产生的下降沿,可算出转速,并送至数码管显示。
第三章硬件部分设计
系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。
在硬件搭建前,先通过ProteusPro7.5进行硬件仿真实现。
1.时钟电路
系统采用12M晶振与两个30pF电容组成震荡电路,接STC89C52的XTAL1与XTAL2引脚,为微控制器提供时钟源
2.按键电路
四个按键分别控制电机的不同转速,即控制PWM波高电平的占空比,以实现电机的速度控制,采用开环控制方法,不是十分精确,但控制简单,易实现,代码编写简单
3.显示部分
系统采用4位共阴极数码管实现转速显示。
数码管的位选端1~4分别接STC89C52的P2.0~P2.3管脚,端选段A~G与DP分别接STC89C52的P0.0~P0.7管脚。
需要说明的是:
实际焊接电路时,数码管的位选端需要焊接三极管,否则数码管显示亮度将会非常暗。
4.电机控制与驱动部分
电机的运行通过PWM波控制。
PWM波通过STC89C52的P2.4口输出。
说明:
测速部分用的是Motro-encode电机,实际用ST151实现测速,焊接电路如下图:
其中R1=510Ω,R2=4.7KΩ
ST内部电路:
5.其他电路
复位电路如下所示:
完整仿真电路图:
第四章软件部分设计
1.开发环境
系统软件采用Keil集成开发环境开发
程序代码如下(带注释):
#include<
reg51.h>
sbitP2_0=P2^0;
//数码管选定位
sbitP2_1=P2^1;
sbitP2_2=P2^2;
sbitP2_3=P2^3;
sbitP2_4=P2^4;
//电机控制位
sbitkeysp0=P1^0;
//电机转速为0的控制键
sbitkeysp30=P1^1;
//电机转速为30的控制键
sbitkeysp60=P1^2;
//电机转速为60的控制键
sbitkeysp100=P1^3;
//电机转速为100的控制键
unsignedcharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,
0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
unsignedintmotorspeed;
//电机转速
unsignedcharGE,SHI,BAI,QIAN;
//电机转速motorspeed的各个位
unsignedintcounter=0;
//光电传感器脉冲数
unsignedintpwm;
//pwm占空比
unsignedintmid;
//占空比设置值
unsignedintcalsp;
//设定多长时间计算一次速度
voiddisplay();
//数码管显示电机速度
voiddelay();
//延迟函数
voidcontrolpwm();
//控制电机占空比
voidcalspeed();
//计算电机速度,放于motorspeed变量中
voidkeyscan();
//按键扫描
voidmain()
{
P2=P2&
0x0f;
mid=0;
EA=1;
//开启总中断
EX0=1;
//开启外部中断0
IT0=1;
//设置成下降沿触发方式
TMOD=0x01;
//设置定时器0为模式1,即16位计数模式
TH0=(65536-10000)/256;
//计数时间为10ms
TL0=(65536-10000)%256;
ET0=1;
//开启定时器0中断
TR0=1;
//启动定时器0
while
(1)
{
keyscan();
display();
controlpwm();
calspeed();
}
}
voidkeyscan()//键盘扫描
if(keysp0==0)
delay();
//延迟防止抖动
if(keysp0==0)
mid=0;
if(keysp30==0)
if(keysp30==0)
mid=1;
if(keysp60==0)
if(keysp60==0)
mid=3;
if(keysp100==0)
if(keysp100==0)
mid=5;
}
voidcalspeed()
if(calsp>
=100)//100*10ms=1s计算一次电机转速
motorspeed=counter/3;
//转的圈数除以时间
counter=0;
//清零脉冲数
calsp=0;
//清零标志
voidcontrolpwm()
if(pwm>
=0&
&
pwm<
mid)
P2_4=1;
//电机加速
elseif(pwm>
=mid&
10)
P2_4=0;
//电机不加速
elsepwm=0;
void_TIMER0()interrupt1
//重新装入初值,计数时间为10ms
pwm++;
calsp++;
void_INT0()interrupt0
counter++;
//接受脉冲数
voiddisplay()//数码管显示函数
GE=motorspeed%10;
SHI=motorspeed/10%10;
BAI=motorspeed/100%10;
QIAN=motorspeed/1000%10;
P2_0=0;
P0=table[QIAN];
delay();
P0=0xff;
P2_0=1;
P2_1=0;
P0=table[BAI];
P2_1=1;
P2_2=0;
P0=table[SHI];
P2_2=1;
P2_3=0;
P0=table[GE];
P2_3=1;
voiddelay()//延迟函数
unsignedchari=10;
while(i--)
;
第五章系统测试
测试方案:
测试包含仿真测试和硬件测试两个部分。
仿真测试指使用ProteusPro7.5对系统进行仿真测试。
主要测试系统电路的设计和验证程序逻辑的正确性。
硬件测试指系统搭建后对硬件电气性能的测试。
主要测试各功能的完整性可靠性,以及系统电气性能的稳定性。
测试工具为示波器万用表等。
仿真测试结果:
真测试中,系统运行正常,程序逻辑正确。
按键输入正常、数码管显示正确。
P2.4管脚间输出PWM波正常。
硬件测试结果:
系统硬件搭建完毕后,进行硬件测试。
系统加电后,振荡电路正常起振,STC89C52在时钟源电路的驱动下运行正常。
系统可在复位电路的作用下正常复位。
系统按键输入正常,并能够正确消除抖动。
系统PWM波输出正常。
将示波器接STC89C52的P2.4管脚,可观察到峰峰值5V左右的方波,频率与调速要求一致。
ST151传感器测量正常。
数码管转速显示正常,数码管可正确显示并正确显示电机转速。
第六章实验总结
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