【正文】 I 基于 MCS51 單片機控制直流無刷電動機 摘 要 直流無刷電機是同步電機的一種， 由電動機本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。其定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等），轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對數(shù)（ 2p=2,4,… ）組成。 電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù) (P)影響： N=120． f / P。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無刷電機即是將同步電機加上電子式控制(驅(qū)動器 )，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率并將電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復校正，以期達到接 近直流電機特性的方式。也就是說直流無刷電機能夠在額定負載范圍內(nèi)當負載變化時仍可以控制電機轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速。 MCS51 單片機 是美國英特爾公司生產(chǎn)的一系列單片機的總稱，是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器（ CPU） 、 隨機存儲器（ RAM） 、 只讀存儲器（ ROM） 、 輸入輸出接口電路 、 定時計算器 、 串行通信口 、 脈寬調(diào)制電路 、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊半導體硅片上，這些電路能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。 本論文將介紹基于 MCS51 單片機控制直流無刷電動 機的設(shè)計，它可以實現(xiàn)控制直流無刷電動機的啟動、停止、急停、正反轉(zhuǎn)、加減速等功能。 關(guān)鍵詞： 單片機 ， 直流無刷電動機 ， 控制系統(tǒng) II BASED ON THE MCS 51 SINGLECHIP MICROCOMPUTER CONTROL BRUSHLESS DC MOTOR ABSTRACT Brushless dc motor is a kind of synchronous motor, the motor ontology, and position sensors and electronic switch line 3 parts. The stator winding into general multiphase (threephase, four, five phase), rotor surfacemounted according to the certain by permanent extremely logarithm (system 2p = 2,4diflooronitrohenzene,...). Composition. The speed of the motor rotor rotating magic field by the speed of the motor stator and rotor polar number (P) : N = f/P j. In a fixed number of rotor stator circumstance, change the frequency of rotating magic rotor speed can be changed. Brushless dc motor is synchronous motor drive and control (electronic), a rotating magic field frequency control stator and rotor motor speed feedback to the control center, in order to achieve and correction of dc motor characteristics. Namely brushless dc motor for rated load in range when the load change still can control motor rotor maintain speed. MCS51 SCM is the Intel pany manufactures A range of MCU, is an integrated circuit chips, using the technology with large scale data processing ability of microprocessor (CPU), random access memory (RAM), read only memory (ROM), input/output interface circuit and timing calculator, serial munication, pulse width modulation circuit, A/D converters to A semiconductor silicon integrated circuits, the circuit in software under the control of the accurate, rapid and efficient program designers preordained task. This paper will introduce MCS51 singlechip microputer control design of brushless dc motor control, which can realize brushless dc motor start, stop, stop, positive amp。negative, deceleration etc. Function. KEY WORDS: SCM， Brushless dc motor， The control system III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 單片機概述 ................................................................................ 3 單片機概述 ................................................................................. 3 單片機的特點及應(yīng)用領(lǐng)域 ........................................................ 4 單片機的特點 .................................................................. 4 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 .......................................................... 5 第 2 章 MCS51 系列單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理 ................................ 7 MCS51 單片機的硬件結(jié)構(gòu) ..................................................... 7 MCS51 單片機的引腳及其功能描述 ..................................... 8 MCS51 單片機的工作方式 ....................................................11 MCS51 單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng) ........................................... 13 MCS51 單片機的指令系統(tǒng) ................................................... 14 指令系統(tǒng)概述 ............................................................... 14 指令系統(tǒng)簡介 ............................................................... 14 第 3 章 直流無刷電動機簡介 ............................................................. 18 直流無刷電動機的基本組成 .................................................. 18 直流無刷電動機的工作原理 .................................................. 19 第 4 章 單片機控制直流無刷電動機 ................................................. 23 預(yù)備知識 .................................................................................. 23 設(shè)計要求 .................................................................................. 23 硬件設(shè)計 ................................................................................... 23 電動機介紹 .................................................................... 23 電動機驅(qū)動器介紹 ....................................................... 25 控制電路設(shè)計 ............................................................... 31 軟件設(shè)計 .................................................................................. 40 程序流程圖 .................................................................... 40 程序清單 ........................................................................ 43 結(jié) 論 ..................................................................................................... 49 IV 謝 辭 ..................................................................................................... 50 參考文獻 ................................................................................................. 51 附 錄 ..................................................................................................... 52 外文資料翻譯 ........................................................................................ 53 1 前 言 20 世紀人們跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和計算機時代。單片機作為微型計算機的一個重要分支，現(xiàn)如今已經(jīng)得到了全面的發(fā)展，它以體積小、功能全、價格低等一系列特點在國內(nèi)外都獲得了廣泛的應(yīng)用，人們對于單片機的功用范圍也提出了更高的要求。隨著微電子技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，一大 批新穎、獨特、高集成度、高性價比的單片機競相問世。單片機的使用領(lǐng)域已經(jīng)深入到了智能儀表、通信設(shè)備、實時工控、導航系統(tǒng)、家用電器等工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、教育等方方面面。 雖然目前市場上單片機的種類很多，世界各大公司以 MCS51 單片機基本內(nèi)核為核心的各種擴展型、增強型的單片機不斷推出，但最具典型的當屬英特爾公司的 MCS51 系列單片機。該系列單片機是一種通用型的 8位單片機，性價比較高，具有品種全、功能強、軟硬件數(shù)據(jù)豐富等特點應(yīng)用的量及其范圍較大，至今為止， MCS51 系列單片機及其擴展型、增強型仍為單片機市場上的 主流機型。 直流無刷電動機是在直流電動機的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的，它是步進電動機的一種，繼承了直流電動機的啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好等特點克服了需要換向器的缺點在交通工具、家用電器及中小功率工業(yè)市場占有重要的地位。直流無刷電動機不僅在電動自行車、電動摩托車、電動汽車上有著廣泛的應(yīng)用，而且在新一代的空調(diào)機、洗衣機、電冰箱、吸塵器，空氣凈化器等家用電器中也有逐步采用的趨勢，尤其是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，直流無刷電動機逐漸占有原來異步電動機變