【正文】 ......................................................... 2 擬解決的關(guān)鍵性問(wèn)題 .................................................................................. 2 預(yù)期的成果 ................................................................................................. 3 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ........................................................................................... 4 設(shè)計(jì)任務(wù) ...................................................................................................... 4 設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................................... 4 系統(tǒng)分析和總體設(shè)計(jì)思路 .................................................................................... 5 系統(tǒng)分析 ..................................................................................................... 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路 ...................................................................................... 5 系統(tǒng)組成框圖 ........................................................................................................ 5 3 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與論證 ................................................................................................. 7 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方案的選擇 ........................................................................................ 7 信號(hào)檢測(cè)方案的選擇 ........................................................................................... 7 顯示模塊方案的選擇 ........................................................................................... 8 電源模塊的選擇 .................................................................................................... 8 4 系統(tǒng) CPU 的選擇 ......................................................................................................... 10 單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的介紹 ...................................................................................... 10 單片機(jī) AT89C51 的選擇 .................................................................................... 11 概述 ............................................................................................................ 11 主要功能特性 ........................................................................................... 11 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) ........................................................................... 12 AT89C51 單片機(jī)最小系 ........................................................................... 13 AT89C51 的時(shí)鐘電路 ............................................................................... 14 AT89C51 的復(fù)位電路 ............................................................................... 15 5 系統(tǒng)硬件電路的模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................... 17 數(shù)據(jù)采集模塊 ...................................................................................................... 17 電機(jī)調(diào)速控制模塊 .............................................................................................. 18 PWM 調(diào)速原理分析 ................................................................................. 19 用 PWM 控制系統(tǒng)的電機(jī)調(diào)速電路 ........................................................ 22 PWM 調(diào)速下小車(chē)行駛狀態(tài)的變化顯示 ................................................. 23 路程檢測(cè)模塊 ..................................................................................................... 24 數(shù)碼管顯示部分 ................................................................................................. 25 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 MAX7219 芯片介紹 ................................................................................. 26 MAX7219 芯片的功能說(shuō)明 ..................................................................... 26 MAX7219 的 基本工作原理及使用方法 ................................................. 27 MAX7219 在系統(tǒng)顯示模塊中的應(yīng)用 ..................................................... 29 6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 2 總 結(jié) ................................................................................................................................. 32 致 謝 ................................................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 35 附錄 1 小車(chē)控制狀態(tài)流程圖 .......................................................................................... 36 附錄二 整機(jī)電路圖 ......................................................................................................... 37 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言 1 前 言 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展 ,中小功率直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)越來(lái)越多地采用脈寬調(diào)制系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)外有關(guān)課題的研究動(dòng)態(tài) 隨著技術(shù)的發(fā)展， 國(guó)內(nèi)國(guó)外 電氣 行業(yè)對(duì)電機(jī)的 傳動(dòng)在起制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度，調(diào)速范圍，靜態(tài)范圍，靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)等方面都提出了更高的要求，這就要求大量使用調(diào)速系統(tǒng)。共態(tài)導(dǎo)通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導(dǎo)致地線電位浮動(dòng)。接入了這三個(gè)發(fā)光二極管后，不但小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)能夠更好的表現(xiàn)出來(lái)，更重要的是，在軟件調(diào)試中，這三個(gè)發(fā)光二極管可以給我們很大的參照，可以提示我們程序運(yùn)行到什么位置，是否按照要求輸出快速的 PWM 波形或者是慢速 PWM 波形。 方案二： 采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車(chē)的速度進(jìn)行調(diào)整。液晶顯示器不但能顯示數(shù)字還能顯示漢字，給人以清晰，完善的解釋。 （ 3） 優(yōu)化的軟件算法，智能化的自動(dòng)控制，定位精確。 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) AT89C51 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 （ I/O） 端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě)口線， AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 （ 3） P2 口 （ ～ ） ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。而時(shí)序所研究的則是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互時(shí)間關(guān)系。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng) CPU 的選擇 161KR1SmSWPB22uFCRESETVCCGNDR2 圖 45 上電復(fù)位電路圖 復(fù)位電路 的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。 NE555 是一種用途很廣的時(shí)基單元集成電路，其工作電壓范圍較寬，可在 ～ 18V 范圍內(nèi)工作，其驅(qū)動(dòng)電流可達(dá) 200mA。在實(shí)踐中我們采用 單片機(jī)AT89C51 具有 PWM 輸出口的 、 通過(guò)軟件程序來(lái)產(chǎn)生 PWM 脈沖。 由公式 Vd=VmaxD 可見(jiàn)， 當(dāng)我們改變占空比 D=t1/T 時(shí)， 就可以得到不同的電機(jī)平均速度 Vd， 從而達(dá) 到調(diào)速的目