课程设计实验报告-直流电机测速 (1)

直流电机测速

摘要

设计一种直流电机调速系统，以STC89C52 为控制核心，通过ULN2003 驱动电机，使用ST151 测量转速，实现了按键输入、电机驱动、转速控制、转速显示等功能。

关键词：直流电机, 80C51, ULN2003, 转速控制

第一章题目描述直流小电机调速系统：

采用单片机、ul n2003 为主要器件，设计直流电机调速系统，实现电机速度开环可调。

要求：1、电机速度分30r /m、60r /m、100r /m共3 档；2、通过按选择速度；

3、检测并显示各档速度。所需器件：

实验板（中号）、直流电机、STC89C52、电容（30pFⅹ2、10uF ⅹ2）、数码管（共阳、四位一体）、晶振（12M H z ）、小按键（4 个）、ST151、电阻、发光二极管等。

第二章方案论述按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案：用户通过

键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令

后改变输出的 PW M波，最终在 U LN2003 的驱动下电机转速发生改

变。通过 ST151 传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。

在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0 作为计数器，计数ST151 产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。

第三章硬件部分

设计

系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前，先通过Pr ot eus Pr o 7. 5 进行硬件仿真实现。

1. 时钟电路

系统采用12M 晶振与两个30pF 电容组成震荡电路，接STC89C52 的 XTAL1 与 XTAL2 引脚，为微控制器提供时钟源

2. 按键电路

四个按键分别控制电机的不同转速，即控制 PW M波高电平的占空比，以实现电机的速度控制，采用开环控制方法，不是十分精确，但控制简单，易实现，代码编写简单

3. 显示部分

系统采用4 位共阴极数码管实现转速显示。数码管的位选端1~4 分别接STC89C52 的P2. 0~P2. 3 管脚，端选段A~G与 D P分别接 STC89C52 的 P0. 0~P0. 7 管脚。

需要说明的是：实际焊接电路时，数码管的位选端需要焊接三极管，否则数码管显示亮度将会非常暗。

4. 电机控制与驱动部分

电机的运行通过 PWM波控制。PWM波通过 STC89C52 的 P2. 4 口输出。

说明：测速部分用的是 Mot r o- encode 电机，实际用ST151 实现测速，焊接电路如下图：

其中R1=510Ω ，R2=4. 7KΩST 内部电路：

5. 其他电路复位电路如下所示：

完整仿真电路图：

第四章软件部分

设计

1. 开发环境

系统软件采用Ke i l 集成开发环境开发程序代码如下（带注释）：

#i ncl ude

s bi t P2_0=P2^0; //数码管选定位

s bi t P2_1=P2^1;

s bi t P2_2=P2^2;

s bi t P2_3=P2^3;

s bi t P2_4=P2^4; //电机控制位

s bi t keys p0=P1^0; //电机转速为 0 的控制键 s

bi t keys p30=P1^1; //电机转速为 30 的控制键

s bi t keys p60=P1^2; //电机转速为 60 的控制键

s bi t keys p100=P1^3; //电机转速为 100 的控制键

uns i gned char code t abl e [ ] ={0xc 0, 0xf 9, 0xa 4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf 8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc 6, 0xa 1, 0x86, 0x8e};

uns i gned i nt mot or s p eed; //电机转速

uns i gned char G E,SHI , BAI , Q I A N;//电机转速 mot or s peed 的各个位uns i gned i nt count er =0; //光电传感器脉冲数

uns i gned i nt pwm; //pwm占空比

uns i gned i nt m i d; //占空比设置值

uns i gned i nt cal s p; //设定多长时间计算一次速度

voi d di s pl ay( ) ; //数码管显示电机速度

voi d del ay( ) ; //延迟函数

voi d cont r ol pwm( ) ; //控制电机占空比

voi d cal s peed( ) ; //计算电机速度，放于 mot or s peed 变量中

voi d keys can( ) ; //按键扫描

voi d m a i n( )

{P2=P2&0x0

f ;

m i d=0;

EA=1; //开启总中断

EX0=1; //开启外部中断 0

I T0=1; //设置成下降沿触发方式

TMOD=0x01; //设置定时器 0 为模式 1，即 16 位计数模式

TH0=( 65536- 10000) /256; //计数时间为 10ms

TL0=( 65536- 10000) %256;

ET0=1; //开启定时器 0 中断

TR0=1; //启动定时器 0

whi l e( 1)

{

keys can( ) ;

di s pl ay( ) ;

cont r ol pwm( ) ;

cal s peed( ) ;

}

}

voi d keys can( ) //键盘扫描