【正文】 M = 1低 電 平 時(shí) 間 到P W M = 0 圖 10 定時(shí)器工作流程圖 串行口控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 單片機(jī)的串行接口主要由兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器、發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器和輸出控制門等組成。通過單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè) PWM波，再通過 L298 驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM 進(jìn)行編碼。電壓或電流源是以一種通 (ON)或斷 (OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波 的占空比被調(diào)制用來對一個(gè)具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。 報(bào)警模塊電路 圖 設(shè)計(jì) 圖 8 報(bào)警模塊設(shè)計(jì)電路圖 第 10 頁 共 28 頁 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 開 始定 時(shí) 器 初 始 化 、 波特 率 設(shè) 置讀 取 扇 區(qū) 數(shù) 據(jù)按 鍵 控 制 電 機(jī) 正 反轉(zhuǎn) 和 速 度 ， 并 將 數(shù)據(jù) 寫 入 扇 區(qū)顯 示 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動的 信 息串 口 接 收 數(shù) 據(jù) 控 制電 機(jī)結(jié) 束 圖 9 軟件系統(tǒng)框圖 第 11 頁 共 28 頁 軟件設(shè)計(jì)總流程 程序：見附錄 2 定時(shí)器工作設(shè)計(jì)流程 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是英文 “Pulse Width Modulation” 的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。 按鍵選擇模塊 電路 圖 3 L298電機(jī)驅(qū)動電路 第 7 頁 共 28 頁 圖 4 按鍵選擇模塊電路 單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì) ． 1 單片機(jī)復(fù)位電路 圖 5 單片機(jī)復(fù)位電路 第 8 頁 共 28 頁 單片機(jī)晶振電路 圖 6 單片機(jī)晶振電路圖 顯示模塊設(shè)計(jì) 顯示模塊電路設(shè)計(jì) 使用共陰數(shù)碼管，段選接 p0口，位選接 p2口。當(dāng) k1被按下時(shí)，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)；當(dāng) k2 被按下時(shí)，電機(jī)停止；當(dāng) k3 被按下時(shí)，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)；當(dāng) k4 被按下時(shí)，電機(jī)減速，再次按下會繼續(xù)減速；當(dāng) k5 被按下時(shí)，電機(jī)加速一次，再次按下會繼續(xù)加速。用單片機(jī)端口 給 IN IN IN IN 高低就可以控制開始、停止、正反轉(zhuǎn)，利用 EN1,EN2 控制使能就能控制轉(zhuǎn)速。使用 L298N 芯片驅(qū)動電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W。 L298 驅(qū)動原理 L298N 是 ST 公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動芯片。該模塊分為上位機(jī)和下位機(jī)，其主要包括以下 五 個(gè)模塊： L298 電機(jī)驅(qū)動電路模塊、 按鍵選擇模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊和報(bào)警電路模塊。 基于上述理論分析和實(shí)際情況，電機(jī)驅(qū)動模塊選用方案二。 電路設(shè)計(jì)簡單、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好。 方案二的 L298 驅(qū)動電路： 主要特點(diǎn)是工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A，持續(xù)工作電流為 2A； 額定功率 25W。 圖 1 方案二系統(tǒng)框圖 第 4 頁 共 28 頁 方案的選擇與論證 方案的比較與論證 由于方案一在驅(qū)動電路中采用了大量的晶體管相互連接，使得電路復(fù)雜、抗干擾能力差、可靠性下降，我們知道在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐過程中可靠性是一個(gè)非常重要的方面。 方案一：采用大功率晶體管組合電路構(gòu)成驅(qū)動電路，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，成本低、易實(shí)現(xiàn)。 （ 6） 擴(kuò)展功能：控制器可以通過 RS232 通信接口與 PC 主機(jī)完成數(shù)據(jù)通 信功能， PC主機(jī)可以程控電機(jī)轉(zhuǎn)速，并將電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)傳輸至 PC 主機(jī)端顯示（ PC 主機(jī)端可利用高級語言進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)，如 VB， VC， .NET 等）。并且具有上位機(jī)對下位機(jī)控制和掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能。設(shè)計(jì)中采用STC89C52RC 芯片為主控制核心，按 鍵為控制部分，顯示用數(shù)碼管顯示。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)多功能自適應(yīng)系統(tǒng)直流電機(jī)控制器是有一定的實(shí)際意義的。 第 2 頁 共 28 頁 第 1 章 緒 論 課題的意 義和目的 直流電機(jī)被廣泛應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)中 。電動機(jī)的驅(qū)動部分所采用的功率器件經(jīng)歷了幾次的更新?lián)Q代以后，速度更快，控制更容易的全控型功率器件 MOSFET 和 IGBT 逐漸成為主流。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動控制技術(shù)在近二十年內(nèi)發(fā)生了很大的變化。電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)，電力電子 技術(shù)，傳感器技術(shù)，永磁材料技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。隨著現(xiàn)代化步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，對自動化的需求也越來越高，直流電動機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。 隨著微型計(jì)算機(jī)、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開關(guān)器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動控制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的深入發(fā)展，直流電動機(jī)控制也裝置不斷向前發(fā)展。第二，三十年代末，出現(xiàn)了發(fā)電機(jī) 電動機(jī) (也稱為旋轉(zhuǎn)變流組 )。旋轉(zhuǎn)繞組和靜止氣隙磁場相互作用的關(guān)系可通過電磁感應(yīng)定律和電磁力定 律來分析。 關(guān)鍵詞： 電動機(jī)；單片機(jī)；電路設(shè)計(jì) 目 錄 前 言 ............................................................................................................ 1 第 1 章 緒 論 .............................................................................................. 2 課題的意義和目的 ............................................................................ 2 課題的研究內(nèi)容 ................................................................................. 2 課題的任務(wù)要求 ................................................................................. 2 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ................................................................................. 3 系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì) ...................................................................................... 3 方案的選擇與論證 ............................................................................ 4 方案的比較與論證 .................................................................... 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn) 框圖設(shè)計(jì) ........................................................... 4 第 3 章 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計(jì) ................................................................. 5 L298 電機(jī)驅(qū)動電路模塊 設(shè)計(jì) ........................................................... 5 L298 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì) ........................................................... 5 L298 驅(qū)動原理 .................................