【正文】 匯編本學位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有 圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。 本設(shè)計實現(xiàn)了對電動機的簡單控制，也就是指對電動機進行啟動、制動和 正反轉(zhuǎn)控制。 設(shè)計中采用 PWM調(diào)制技術(shù)，實現(xiàn)對直流電機速度的調(diào)制，并通過串口實現(xiàn)上位機的在線控制。長 期以來，自動調(diào)速電動機一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。 對于直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有穩(wěn)速、調(diào)速、加速或減速三個方面，而在工業(yè)生產(chǎn)中對于后兩個要求已能很好地實現(xiàn)，但工程應(yīng)用中穩(wěn)速指標卻往往不能達到預(yù)期的效果，穩(wěn)速要求即以一定的精度在所需要的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，在各種干擾不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動。 當今時代是一個新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以飛快的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代。它具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜等優(yōu)點，為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了諸多便利。 脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù) 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是英文 “Pulse Width Modulation” 的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM 進行編碼。占空比是接通時間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。 ② ：設(shè)置 PWM 定時器比較值，該參數(shù)決定 PWM 波形的占空比。 設(shè)置相應(yīng)的中斷，編寫 ISR，一般用于電壓電流采樣，計算下一個周期的占空比，更改占空比，這部分也會有 PI 控制 的功能。另外，為增加其實用性還增加了顯示、鍵盤控制、按鍵蜂鳴等功能。 廣西科技大學（籌）畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計 4 2 單片機直流電機控制系統(tǒng) 總體 設(shè)計 方案 設(shè)計思路 本題要求設(shè)計 一個上位機直流電機控制系統(tǒng)。具有可在線編程、使用方便、價格低廉等優(yōu)點。故，不采用數(shù)碼管顯示電路。顯示效果較好，還可以滾動顯示等，顯示 靈活。顯示效果較好，還可以滾動顯示等，顯示靈活。容易開發(fā)，開發(fā)周期短，使用方便簡單。經(jīng)上述比較后采用獨立式鍵盤作為本設(shè)計的鍵盤電路模塊。注意，由于 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻，在作為輸入時，需要外接上拉電阻。 圖 系統(tǒng)組成框圖 單片機 STC89C52 12864 液晶顯 示電路 電路 獨立式 鍵盤 蜂鳴器 電路 RS232 串口 通信電路 電源 電源指示 電路 電機驅(qū) 動電路 電機 控制 廣西科技大學（籌）畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計 6 3 單片機直流電機控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 本設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)由單片機最小系統(tǒng)、鍵盤模塊、 12864 液晶顯示模塊、蜂鳴器驅(qū)動模塊、電源指示模塊、串口通信模塊、電機驅(qū)動模塊等組成。單片機最小系統(tǒng)電路原理圖如圖 所示。12864 具有 128 列 64 行共 128*64 個像素點，可以顯示中文、日文、數(shù)字、英文、特殊字符、圖片等。 (2)12864 液晶顯示電路原理圖 液晶顯示電路主要由 12864 液晶顯示模塊和外圍電位器等組成。 S9012 三級管屬于 PNP 管，發(fā)射極串接蜂鳴器線圈接至 +5V，集電極直接接地，基極通過一個 限流電阻接至單片機 口。當選擇的電阻過大時，發(fā)光二極管不夠亮，指示不明顯；當限流電阻選擇過小，發(fā)光二極管亮度過大，縮短放光二極管使用壽命。電源電路原理圖如圖 所示 11223344D DC CB BA AT i t l eN um ber R evi si onS i z eA4D at e: 20 12 / 5/30 S hee t ofF i l e: S hee t 1. Sc hD oc D raw n B y :1 2 36 5 4S0VCC VCC+5VCC+5GNDD0R5GNDV C C + 5電源電路1 2 3P61 2 3P5 圖 電源電路原理圖 串口通信電路 串口通信電路主要由美信公司生產(chǎn)的 MAX232 芯片和相應(yīng)的通信指示電路構(gòu)成，主要是用于程序的燒寫和實現(xiàn)與上位機的通信。電機驅(qū)動電路增加光耦合器件以實現(xiàn)電機驅(qū)動信號與控制信號的隔離，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力，但由于光耦合芯片 TLP5214 昂貴，并且設(shè)計的控制要求簡單，因此驅(qū)動電路中去掉了光耦合部分。主要負責的工作有初始化定時器、初始化液晶、初始化串口、初始化 I/O 等 鍵盤掃描及處理模塊：實現(xiàn)按鍵識別、消抖及處理，用于設(shè)置電機轉(zhuǎn)動狀態(tài)。 系統(tǒng)軟件總體框圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)軟件總體框圖 在沒有操作系統(tǒng)的時候，我們采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想，自頂向下，逐步求精；其系統(tǒng)主程序流程圖如圖 所示 串口通信程序模塊 系統(tǒng)初始化 鍵盤掃描及 處理程序模塊 液晶顯示程序模塊 蜂鳴器驅(qū)動模塊 電機調(diào)速程序模塊 廣西科技大學（籌）畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計 12 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)模塊程序設(shè)計 初始化模塊程序 系統(tǒng)初始化軟件包括三大部分：串口初始化、 LCD12864液晶初始化、 I/O口初始化。串口初始化程序流程圖如圖 。 Key1為循環(huán)選擇鍵，用于選擇要設(shè)置的電機狀態(tài)項目。 鍵盤掃描程序模塊流程圖如圖 。液晶寫數(shù)據(jù)和寫命令程序流程圖分別如圖 和圖 所示。選擇串口為通信方式 1，定時器 1 方式 2 等。其串口接收程序流程圖如圖 所示 ，其中標志位已在程序中標出。其調(diào)速程序流程圖如圖 所示。 （ 3） DT9208A數(shù)字萬用表 1個、螺絲刀、鑷子、斜口鉗 、吸焊器 。 （ 2） 系統(tǒng)電源指示、通信指示、按鍵蜂鳴、按鍵復(fù)位等功能是否正常。 檢查單片機等各口線是否正確連接，上電之前檢測一下正負電源線是否短路，確保不短 路才上電。 上電后首先觀察系統(tǒng)顯示是否正常，指示燈工作是否正常，復(fù)位電路是否正常等等，如不正常則修改程序重新下載測試，直至顯示正常。如： 1 10 其中， 1表示正轉(zhuǎn)，10(16 進制 )即 16 表示脈寬為 16%的調(diào)速信號所對應(yīng)的速度。 (4)加速測試：輸入加速命令字 3，速度可以任意，如 3 20，發(fā)送后觀察電機的轉(zhuǎn)動情 況。 測試結(jié)果 經(jīng)測試表明，本電機控制系統(tǒng)可以通過上位機實現(xiàn)對直流電機的自由設(shè)速正反轉(zhuǎn)和平穩(wěn)加減速的控制，同時也可以通過鍵盤實現(xiàn)自由設(shè)速正反轉(zhuǎn)和平穩(wěn)加減速的控制；還具有顯示、按鍵發(fā)生等多種功能。經(jīng)測試表明，以上測試要求全部通過。 二、根據(jù)本設(shè)計 —— 上位機電機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，編寫了系統(tǒng)程序。重要的是能夠?qū)纹瑱C與實際生活中的一些應(yīng)用聯(lián)系起來，同時通過畢業(yè)設(shè)計對 PC 機通過串口控制單片機有一定的了解。 廣西科技大學（籌）畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計 22 致謝 經(jīng)過長期的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已基本完成，作為一個還沒畢業(yè)的本科生，由于缺乏經(jīng)驗，導(dǎo)致許多方面考慮不周全，幸好得到了指導(dǎo)老師的督促和同學們的幫忙，才能夠順利完成了這次畢業(yè)設(shè)計。 在這里 ，我要對在校期間幫助過我的所有人說聲謝謝 ！ 廣西科技大學（籌）畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計 23 參考文獻 [1] 張毅剛 彭喜元 .單片機原理與應(yīng)用設(shè)計 [M]. 北京：北京市海淀區(qū)四季青印刷廠，20xx. 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