【正文】 4005006001 2 3 4 5 6 7 8 9時間（s ）轉速（n/min） 圖 311（ e） 0 r/min→ 500 r/min 曲線圖 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 18 100n/min500n/min103508 499 504 501 499 506 494 50101002003004005006001 2 3 4 5 6 7 8 9時間（s ）轉速（n/min） 圖 311（ f） 100 r/min→ 500 r/min 曲線圖 500 n/MIN100n/MIN50130013995 99 103 102 98 10101002003004005006001 2 3 4 5 6 7 8 9時間（s ）轉速（n/MIN） 圖 311（ g） 500 n/min→ 100 r/min 曲線圖 對比以上圖表看出本設計 調速系統(tǒng)有以下幾個 特點。 接通 +5V 直流電壓電源端， +24V 直流電壓電源端 分時輸入幾組電機轉速。 單片機程序 燒錄 本設計使用 STC_ISP_V479，該軟件為 STC 單片機專用燒錄工具，可使用 USB串口直接下載 HEX 文件到單片機?？勺冋伎毡让}沖輸出部分也是通過定時器 1 中斷實現(xiàn)，其利用另一個系統(tǒng)內(nèi)部計數(shù)器 Pwm_num 記錄中斷 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 14 次數(shù)， 脈沖一個周期的中斷次數(shù) 定 為 200Pw m_peried ?次即 ,高電平時間定為 PwmH? ms ，當 Pwm_num 小于等于 PwmH 時脈沖輸出端口輸出高電平，大于 PwmH 小于時輸出低電平，等于 Pwm_peried 時清空 Pwm_num ，此時一個周期的脈沖輸出完畢，這種利用一個定時器中斷源同 時實現(xiàn)轉速采集，可變占空比脈沖輸出的方法可有效節(jié)省系統(tǒng)空間 。 如不按下 SET 鍵則跳過屏顯設定轉速變更，進入實時轉速掃描。進入循環(huán)掃描模式。初 始 化 屏 顯掃 描 設 定 轉 速 并 顯示 更 改 ， 若 無 修 改則 跳 過 此 步比 較 設 定 轉 速 與 實時 轉 速 得 出 差 值中 斷 掃 描 由 編 碼 器傳 送 的 脈 沖 計 算 實時 轉 速 并 屏 顯 此 時轉 速中 斷 讀 取 轉 速 差值 ， 調 節(jié) 固 定 頻 率脈 沖 的 占 空 比 圖 310 程序流程圖 程序說明 如下： 啟動調速系統(tǒng)， CPU 內(nèi)部初始化系統(tǒng)全局變量并對相應定時器計數(shù)器賦值 。 基于單片機控制的直流調速系統(tǒng) 程序 設計 本程序使用的編程語言為 C51，是 C 語言在 8051 系列單片機上的實現(xiàn)，使用特定的編譯器，拋棄 C語 言中不適合 51 的一些特性，而加入對 51 單片機的“本地 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 13 化”適應。 為最新漢化版，全中文環(huán)境，支持 PA51 中文單片機匯編，可實現(xiàn)全中文編程、動態(tài)子程序庫調用、自動漢字字模生成、自動圖像數(shù)據(jù)生成等諸多強大功能。 uVision3 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCUI、 O引腳和外設狀態(tài)變化下的程序變量。除增加了源代碼、功能導航器、模板編輯以及改進的搜索功能外， uVision3 還提供了一個 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 12 配置向導功能，加速了啟動代碼和配置文件的 生成。 連接個單元，用萬用表測試 各個連線是否有短路，虛焊，斷路情況，即使排除。 其功能對應如 下表 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 11 信號 電機運行狀態(tài) 1高電平， 2高 電平， 3低電平 正轉 1低電平， 2高 電平， 3高電平 反轉 1高電平， 2低 電平， 3低電平 不轉 1低電平， 2低 電平， 3高電平 不轉 液晶接口電路 如 圖 38： 圖 39 LCD1602 原理圖 液晶顯示屏顯示兩行，上行顯示設定轉速，下行顯示實時轉速。從 P1 端輸入單片機控制信號，電機接在電機接線端子 2端口。 該驅動模塊可同時驅動兩個直流電機進行不同動作。當按鍵按下時，則向對應端口輸入低電平信號。 由原理圖可知，單片機 所有 I/O引腳接上拉電阻，所以 接受信號低電平有效，可有效避免 干擾 輸入 。 直流電機 本設計使用通用 24V 直流電機，最高轉速 600n/min 電路設計 CPU 單元原理圖 如 圖 35： P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL118XTAL019GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40CPU單片機123P1控制端子VCC12345678161514131211109R112345678161514131211109RVCCVCC123P2編碼器C1C212345678161514131211109R12YXTAL12345678161514131211109R3GND 圖 36 CPU 控制器原理圖 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 10 單片機使用 5V 電源供電，晶振為 12MHz。 其實物圖如圖 35。每位之間有一個點距的間隔 每行之間也有也有間隔 起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此 所以他不能顯示圖形 （用自定義 CGRAM，顯示效果也不好） 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 本設計只采集其中 A相脈沖，即電機每轉一圈，編碼器輸出一百個脈沖。IP65； 線長： 1000mm； 重量：約 120g。 L298N 實物圖、 引腳 圖、原理圖 如圖 33（ a）、（ b）、（ c）。 ISP（在系統(tǒng)可編程） 、 IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD、 、 TxD、 ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 具有 EEPROM 功能 具有看門狗功能 共 3個 16 位定時器 、 計數(shù)器。 元件 簡介 STC89C52RC 單片機 STC89C52RC 單片機是宏 晶科技推出的新一代高速 、 低功耗 、 超強抗干擾的 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 6 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 、 機器周期和 6時鐘 、 機器周期可以任意選擇。按鍵部分 可輸入09 的數(shù)字， SET+EXIT 鍵確定轉速輸入（轉速 0 r/min～ 600 r/min）；單片機 CPU部分處理轉速輸入，脈沖信號輸入輸出，并控制液晶顯示屏顯示字符；直流電機驅動部分采用 L298N 芯片，接收單片機脈沖信號并驅動 24V 直流電機；液晶顯示屏部分采用 LCD1602，可顯示設定轉速與實時轉速。所以從快速性和穩(wěn)定性兩方面考慮，本設計選擇方案二 。 調 速 單 片 機 將 設 定 轉 速 n0與 實 時 轉 速 ， 得 出 差 值 轉 速n差 0（ n差= n0 n ） ， 并 按 比 例 k 轉 化 為 差 值 占 空 比 d差（ d差= n差247。循環(huán)往復，得到設定轉速。 設定轉速 按比例關系轉化而來的占空比 0d 與 差d 之和得到實時占空比 差ddd 0 ?? 。電機調速 過程中與單片機相連的 LCD1602 顯示實時轉速與設定轉速。 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 3 第二章 基于單片機控制的直流電機調速系統(tǒng)方案的比較擇 調速 方案一 如圖 21所示，該方案是通過 設定轉速與實時轉速相比較，并根據(jù)大小關系在設定轉速轉化而來的占空比 0d 基礎上，逐個加減一個單位占空 比 ，最終調速到設定轉速。單片機將此脈沖信號 轉化為電機轉速 ， 再對次轉速進行的數(shù)據(jù)處理輸出 一定占空比 脈沖信號給 L298N 驅動芯片，循環(huán)以上操作，最終電機轉速會在設定轉速左右波動 。 設計內(nèi)容 本設計 將設定的轉速 通過 STC89S52 單片機 轉換為 特定占空比的脈沖信號到 L298N 電機驅動芯片 ， L298N 將此脈沖信號放大驅動 24V 直流電機，電機 按一定轉速 啟動 。 本文通過基于單片機實現(xiàn) PWM，由 于其輸出電壓無法直接驅動本設計所使用的直流電機，所以設計加入了直 流電機驅動模塊，使電機調速更準確快速。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用于測量，通信，功率控制與變換等許多領 域。該法只適用在一些小功率且調速范圍要求不大的場合。直流電動機調速系統(tǒng)最早采用恒定直流電壓給直流電動機供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調速。計算機行業(yè)中的打印機、掃描儀、硬盤驅動器、光盤驅動器、刻錄機、冷卻風扇等都要用到大量的永磁直流電機。 關鍵詞： 單片機 ， 電機驅動 ， 液晶顯示 ，轉速設定 基于單片機控制的直流電機調速 系統(tǒng) 設計 ABSTRACT The speed of DC motors is mainly controlled by PWM signals in my Graduation pr