单片机控制直流电机课程设计报告
基于单片机AT89C51控制的直流电机PWM调速控制系统课程设计报告
第一章:前言1.1前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的速度在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案1、系统的硬件电路设计与分析电动机PWM驱动模块的电路设计与实现具体电路见下图。
本电路采用的是基于PWM 原理的H型桥式驱动电路。
直流电机控制单片机课程设计
摘要直流电动机使用直流电源，具有良好的启动和调速性能；电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电动机数字控制最常用的手段。
电动机的调速控制过去多用模拟法，随着计算机的产生和发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制也发生了深刻的变化。
模拟控制已逐渐被使用以单片机为主的混合控制和全数字控制所取代。
这次课程设计要求为：直流电动机的控制，即通过单片机实现对直流电动机的正反转与加速控制，由霍尔速度传感器进行速度测量，有数码管显示按键值与直流电动机的速度。
实现D/A转换功能的芯片有很多，此次课程设计采用DAC0832来实现D/A转换。
目录摘要 (1)第一章设计要求及电路框图设计 (3)1.1设计要求 (3)1.2系统总体组成原理框图 (3)1.3总体电路图 (4)第二章各部分原理及设计 (5)2.1单片机 (5)2.2DAC0832芯片介绍 (6)2.3直流电机原理 (8)2.4键盘控制设计 (9)2.5霍尔元件原理 (11)2.6霍尔元件计算电机转速 (12)2.7LED显示的设置 (12)第三章程序部分 (13)第四章心得体会 (18)参考文献 (19)第一章设计要求及电路框图设计1.1 设计要求1、利用D/A电路，输出-8V到+8V的电压，控制直流电机。
2、电机速度可调，具有启动键、方向控制键及提示灯、加速键、减速键及停止键3、利用霍尔元件感应电机转速，读出感应脉冲，从而计算出电机转速，用数码管显示出来。
1.2系统总体组成原理框图1.3总体电路图DA_CS------CS1 脉冲输出------ P3.4 -8到+8------直流电压P1.0------K0启动 P1.1------K1停止 P1.2------K2反方向运动P1.3------K3正方向减速 P1.4------K4正方向增速P1.7------方向灯亮P1.5------K5反方向减速 P1.6------K6反方向加速 CS0地址译码------KEY/LED-CS在电压允许范围内，直流电机的转速随着电压的升高而加快，若加上的电压为负电压，则电机会反向旋转。
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计
一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。
二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。
但是对于直流电动机的转速，总满足下式：式中U——电压；Ra——励磁绕组本身的内阻；——每极磁通（wb ）;Ce——电势常数；Ct——转矩常数。
由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。
磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。
传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。
随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。
如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。
调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。
脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电．压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。
如果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。
平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。
单片机控制直流电动机——课程设计
目录一、设计目的二、设计任务和要求三、设计原理分析四、硬件资源及原理五、硬件图六、程序框图七、程序八、调试运行九、仿真截图十、设计心得体会一、设计目的1、通过单片机课程设计，熟练掌握C语言的编程方法，将理论联系到实践中，提高我们的动脑和动手的能力。
2、通过对单片机控制直流电动机控制系统的设计，掌握A/D转换、D/A转换的有关原理，加深对PWM波的理解和使用，同时对单片机的使用更加熟练，通过对简单程序的编写提高我们的逻辑抽象能力。
二、设计任务和要求任务：采用单片机设计一个控制直流电动机并测量转速的装置。
要求: 1、通过改变A/D输入端的可变电阻来改变A/D输入电压，D/A输入检测量大小，进而改变直流电机的转速。
2、手动控制。
在键盘上设置两个按键——直流电动机加速键和直流电机减速键。
在手动状态下，每按一次键，电机的转速按照约定的速率改变。
3、键盘列扫描(4*6)。
三、设计原理分析1. 设计思路本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。
系统主电路采用大功率GTR 为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。
PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。
由定时器来产生宽度可调的矩形波。
通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。
增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。
设计以AT89C51单片机为核心，以键盘作为输入达到控制直流电机的启停、速度和方向，完成了基本要求和发挥部分的要求。
在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。
本文介绍了直流电机的工作原理和数学模型、脉宽调制控制原理和H桥电路基本原理设计了驱动电路的总体结构，根据模型，利用PROTEUS软件对各个子电路及整体电路进行了仿真，确保设计的电路能够满足性能指标要求，并给出了仿真结果。
2、基本原理主体电路：即直流电机PWM控制模块。
单片机课程设计-直流电机控制器程序设计
沈阳工程学院课程设计设计题目: 直流电机控制器程序设计系别 __________ 班级—学生姓名 _______ 学号—指导教师 ____ 职称 _______ 起止日期：2010年12月27日起——至2011年1月7日止沈阳工程禽院课程设计任务书课程设计题目：直流电机控制器程序设计系别 _______ 班级—学生姓名 _______ 学号_指导教师 _____ 职称 _______课程设计进行地点： ______________________任务下达时间：10年12月27日起止日期：10年12月27日起——至11年1月7日止教研室主任年月日批准1.设计主要内容及要求;编写直流电机控制器程序。
要求：1）具有PWM调速功能。
2）可以固定值调速，也可以连续调速。
3）能够进行速度级别显示。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000 字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排;沈阳工程学院单片机课程设计成绩评定表系（部）：—班级：__________ 学生姓名：_中文摘要直流电动机以其良好的线性调速特性、简单的控制性能、较高的效率、优异的动态特性，一直占据着调速控制的统治地位。
但是模拟控制电路有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敬感等。
在用了PWM技术后，避免了以上的缺陷，实现了数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。
PWM输出脉冲占空比的变化，利用占空比的变化调整加在电机电枢绕组上的电压，改变电压随即改变电机电流，转速依据电流的大小来改变。
单片机控制直流电机课程设计报告
void delay(unsigned char dlylevel){
int i=50*dlylevel;
while(--i);}
此函数为带参数DLYLEVEL，约产生DLYLEVEL*400us的延时，因此一个脉冲周期可以由高电平持续时间系数hlt和低电平持续时间系数llt组成，本设计中采用的脉冲频率为25Hz，可得hlt+llt=100，占空比为hlt/(hlt+llt)，因此要实现定频调宽的调速方式，只需通过程序改变全局变量hlt，llt的值，该子程序流程图如图四。
MOV TL0,#0CH
SETB ET0 ;开定时器0
SETB EA
SETB TR0
LOOP:AJMP LOOP ;等待
AT89C51单片机功能强大，方便今后的功能扩展。通过各种方案的讨论及尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化。同时对电动机控制不是一个简单的电子控制问题，它涉及很多方面的知识。相信单片机在今后的自动控制领域中将有更广阔的应用前景。相信该系统能成功运用于直流电机转速系统的实时监控，简化控制逻辑系统，而且成本低廉、功能完整、抗干扰性能好。能成功应用于直流电机转速调节、监控、保护场合，并且监控界面友好，使用方便。能够对直流电机实行实时监控，不仅大大改善了高速运行时的稳定性，而且还实现了保护功能。
SETB P2.0
CLR P2.2
SETB GORD ;置高低电平判断位为1
MOV GAO,LEN ;置高电平初值
MOV A,#100 ;置周期总长值
SUBB A,GAO ;求低电平比例值
MOV DI,A ;存低电平比例值
基于单片机的直流电机控制设计性实验报告
设计题目：直流电机控制电路设计一设计目的1掌握单片机用PWM实现直流电机调整的基本方法，掌握直流电机的驱动原理。
2学习模拟控制直流电机正转、反转、加速、减速的实现方法。
二设计要求用已学的知识配合51单片机设计一个可以正转、反转或变速运动的直流电机控制电路，并用示波器观察其模拟变化状况。
三设计思路及原理利用单片机对PWM信号的软件实现方法。
MCS一51系列典型产品8051具有两个定时计数器。
因为PWM信号软件实现的核心是单片机内部的定时器，所以通过控制定时计数器初值，从而可以实现从8051的任意输出口输出不同占空比的脉冲波形。
从而实现对直流电动机的转速控制。
AT89C51的P1.0—P1.2控制直流电机的快、慢、转向，低电平有效。
P3.0为PWM波输出，P3.1为转向控制输出，P3.2为蜂鸣器。
PWM控制DC电机转速，晶振为12M，利用定时器控制产生占空比可变的PWM波，按K1键，PWM值增加，则占空比增加，电机转快，按K2键，PWM值减少，则占空比减小，电机转慢，当PWM值增加到最大值255或者最小值1时，蜂鸣器将报警四实验器材DVCC试验箱导线若电源等器件PROTUES仿真软件KRIL软件五实验流程与程序#include < reg51.h >sbit K1 =P1^0 ; 增加键sbit K2 =P1^1 ; 减少键sbit K3 =P1^2 ; 转向选择键sbit PWMUOT =P3^0 ; PWM波输出sbit turn_around =P3^1 ; 转向控制输出sbit BEEP =P3^2 ; 蜂鸣器unsigned int PWM;void Beep(void);void delay(unsigned int n);void main(void){TMOD=0x11; //设置T0、T1为方式1，（16位定时器） TH0=0 ; 65536us延时常数{t=(65536-TH)/fose/12} TL0=0;TH1=PWM ; //脉宽调节，高8位TL1=0;EA=1; //开总中断ET0=1; //开T0中断ET1=1; //开T1中断TR0=1 ; // T0定时允许while(1){if(K3==0&&K1==1&&K2==1) // 转向{turn_around=!turn_around;}while(K3==0); //检测K3是否释放do{PWM++ ;if(PWM>0xfe)//防止PWMS计数溢出{PWM=0xff;}if(PWM==0xff)Beep() ; 响delay(3000);}while(K1==0&&K2==1);do{PWM-- ;if(PWM<1){PWM=1;}if(PWM==1)Beep() ;delay(3000);}while(K1==1&&K2==0);}}void timer0() interrupt 1 using 2 // 定时器0中断服务程序{TR1=0 ; //T1禁止TH0=0 ; //置T0定时常数TL0=0 ;TH1=PWM ; //置T1定时常数TL1=0;TR1=1 ; //T1允许PWMUOT=0 ;// PWM波输出0}void timer1() interrupt 3 using 3 //定时器1中断服务程序{TR1=0 ; //T1禁止PWMUOT=1 ; //PWM波输出1}void Beep(void) //蜂鸣器子程序{unsigned char i;for (i=0;i<100;i++){delay(100);BEEP=!BEEP; }BEEP=1; delay(100);}void delay(unsigned int n){while(n--) ;}六 Proteus仿真截图七实验结果此次试验通过仿真系统进行了仿真，按下相应的开关，可实现控制直流电机的加速、减速及转向。
单片机微型直流电机控制系统课程设计报告
2014单片机课程设计单片机课程设计报告题目微型直流电机控制系统设计专业班级学号实现形式Proteus姓名分数指导老师学院名称电气信息学院目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题要求 (1)2 方案论证 (2)2.1 系统组成 (2)2.2 单片机选型 (2)2.3 驱动方案论证 (2)2.4 监测方案论证 (4)2.5 人机接口方案 (5)3 硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统设计 (5)3.2 I/O分配 (6)3.3 驱动电路设计 (7)3.4 转速检测电路设计 (8)3.5 人机接口电路设计 (9)4 软件设计 (10)4.1 主程序流程 (10)4.2 按键扫描子程序流程 (11)5 问题与分析 (12)5.1 设计问题 (12)5.2 答辩问题 (13)参考文献 (14)附录一（原理图） (15)附录二（程序清单） (16)附录三（器件清单） (18)1 绪论现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。
直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。
改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。
1.1课题背景直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
51单片机PID控制直流电机实验报告
iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //计算增加量
iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]项
- sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]项
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]项
static PID *sptr = &sPID;
void IncPIDInit()
{
sptr->SumError = 0;
sptr->LastError =0; //Error[-1]
sptr->PrevError =0; //Error[-2]
sptr->Proportion =0.5; //比例系数
sptr->Integral =0.3; //积分系数
sptr->Derivative = 0.3; //微分系数
sptr->SetPoint =sudu_lilun; Nhomakorabea}
基于51单片机的直流电机设计
目录一．设计目的 (3)二．设计要求 (3)三．仪器设备 (3)四．硬件线路图 (4)五．器件及芯片介绍 (4)STC90C516RD+单片机 (4)8段共阳数码管 (6)直流电动机 (6)ULN2003芯片 (7)电源与控制按键 (7)六．程序框图 (8)七．源程序 (9)八．开发板实物图 (10)九．参考文献 (10)《单片机原理》课程设计——基于单片机的直流电机控制器设计一、设计目的通过具体小型测试系统设计，实践单片机系统设计、调试的全过程，以加深对单片机内部结构、指令系统的进一步理解，并进一步学习单片机开发系统的原理与应用以及一些外围芯片的接口和编程调试方法与技巧，初步掌握单片机系统的硬、软件设计技术及调试技巧。
二、设计要求（1）电机转速可以平稳控制（2）通过键盘和显示器可以设置电机的转速（3）显示电机的速度趋势三、仪器设备四、硬件线路图五、器件及芯片介绍（一）STC90C516RD+单片机单片机是单片微型计算机的简称，它是在一块半导体芯片上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等功能部件，构成了一台完整的数字电子计算机。
由于集成电路技术的进步，片内甚至还可以包含HSO、HSI、A/D转换器、PWM等称为“片内外设”的特殊功能部件。
STC90C516RD+ 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 51 单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
主要特性如下：1. 增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统 8051.2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）3. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通 8051 的 0～80MHz，实际工作频率可达 48MHz4. 用户应用程序空间为 64K 字节5. 片上集成 512 字节 RAM6. 通用 I/O 口（32 个）复位后为：00000H ， P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。
基于51单片机课程设计报告小直流电机调速控制系统
《单片机原理及应用》课程设计报告书课题名称小直流电机调速控制系统姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师机电与控制工程学院2014 年 6 月 12日任务书1.课程设计项目小直流电机调速控制系统2.设计内容（1）以STC89C51单片机为核心器件组成小直流电机调速控制系统；（2）搭建外围硬件电路；（3）系统程序编制与调试；（4）电路系统的综合调试；（5）撰写课程设计论文；（6）完成课程设计论文答辩。
3.设计要求用0809采样电位器的值，并在显示器上显示，将此信号值作为方波占空比，通过0832输出经放大后控制电机转速。
4.设计进度时间设计内容第1-2天查阅资料、方案比较、设计与论证第3-4天仿真、程序编写第5天焊接第6天系统调试第7-8天书写报告、答辩目录1.绪论1.1课题研究的目的及意义----------------------------------------4 1.2国内外电机控制的研究现状及发展--------------------------------4 1.3 PWM变频调速发展前景-----------------------------------------41.3．1PWM调速-------------------------------------------52.方案论证（规划、选定）------------------------------------53.方案说明（设计）-------------------------------------------54.硬件方案设计4.1电位器采集模块----------------------------------------------6 4.1.1电位器-------------------------------------------------6 4．1.2数模转换及显示----------------------------------------6 4.2模数转换与单片机的连接--------------------------------------74.3数模转换模块及放大驱动模块----------------------------------95.软件方案设计------------------------------------------------96.调试6.1硬件调试---------------------------------------------------10 6.2软件调试---------------------------------------------------107.技术小结（结束语）----------------------------------------108.参考文献----------------------------------------------------109.附录（元件清单、电路图、源程序代码、实物图片等）9.1元件清单----------------------------------------------------11 9.2电路图------------------------------------------------------11 9.3源程序代码--------------------------------------------------12 9.4实物图片----------------------------------------------------171.绪论1.1课题研究的目的及意义直流电机具有良好的启动性能和调速特性，虽然各种类型的电机层出不穷，然而在自动控制系统、电子仪器设备等方面，直流电机的应用还是占有突出地位。
单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案
单片机原理及应用—— P W M直流电机调速控制系统概括直流电动机具有良好的启动性能和调速特性。
具有起动转矩大、调速平稳、经济大范围、调速容易、调速后效率高等特点。
本文设计的直流电机调速系统主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路和独立按键组成的电子产品组成。
电源采用78系列芯片，采用PWM波方式实现电机+5V、+15V调速，PWM为脉宽调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立的按键实现电机的启停、调速和转向的手动控制，LED实现测量数据（速度）的显示。
电机转速采用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机统计1秒内方波脉冲个数，计算电机转速，实现直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速； H桥驱动电路； LED显示屏; 51单片机目录摘要2摘要错误!未定义书签。
目录3第 1 章引言41.1 概述41.2 国外发展现状41.3 要求51.4 设计目的及6第 2 章项目论证与选择72.1 电机调速模块72.2 PWM调速工作模式72.3 PWM脉宽调制方式错误!未定义书签。
2.4 PWM 软件实现错误!未定义书签。
第三章系统硬件电路设计83.1 信号输入电路83.2 电机PWM驱动模块电路9第 4 章系统的软件设计104.1 单片机选型104.2 系统软件设计分析10第 5 章 MCU 系统集成调试135.1 PROTEUS 设计与仿真平台错误!未定义书签。
18传统开发流程对比错误!未定义书签。
第一章简介1.1 概述现代工业的电驱动一般要求部分或全部自动化，因此必须与各种控制元件组成的自动控制系统相联动，而电驱动可视为自动电驱动系统的简称。
在这个系统中，生产机械可以自动控制。
随着现代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动电驱动正朝着计算机控制的生产过程自动化方向发展。
以实现高速、高质量、高效率的生产。
在大多数集成自动化系统中，自动化电力牵引系统仍然是不可或缺的组成部分。
直流电机控制(PID)实验报告
s = speed1 % 100 / 10;
g = speed1 % 100 % 10;
sent(table[b]);
sent(table[s]);
sent(table[g]);
sent(0); sent(0);//预期值
sent(table[speedset/100]);
out=0;
uk1=uk;//为下一次增量做准备
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out; //out对应于PWM高电平的时间
return(0);
}
void PWMOUT()
{
//PWM=1;
if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
PWM=1;
else//否则输出低电平
三、仪器及原理图
实验仪器：THKL-C51仿真器
四、实验代码
%增量式
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ufloat unsigned float
sbit PWM=P1^2;
sbit DIN=P1^0;
sbit CLK=P1^1;
uint num;
float count=0;
uint cnt,n=0;
uint out;
uint PWMTime;
uchar code table[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x7B,0x71,0x00,0x40 };
运用AT89C51单片机控制直流电机
摘要本次课程设计基于AT89C51单片机为核心，利用天皇教仪三合一实验箱。
应用PWM技术对直流电机的速度进行精确调节，并测量出电动机的转速，通过模数转换系统，使用LCD液晶显示器精确的显示电动机的转速。
本次课程设计的目的是更加熟练掌握单片机的工作原理及实际应用，特别是单片机的编程语言，数模转换系统，PWM调节脉冲及LCD液晶显示器的工作原理。
关键字：51单片机；转速控制；模数转换；LCD液晶显示；目录1前言 (1)2 硬件部分的设计 (2)2.1硬件设计总体思路 (2)2.2单片机控制直流电机部分的硬件设计 (4)3 各硬件部分的连接与接口 (15)3.1 单片机与直流电机接口部分 (15)3.2单片机与LCD显示模块通信接口部分 (17)3.2各部分硬件结合原理及构造 (18)4 软件程序设计 (19)4.1系统软件设计的总体概述 (19)4.2系统各部分软件设计的思路 (22)5 系统的调试与现象分析 (24)6课设总结 (25)参考文献 (26)附录Ⅰ (27)附录Ⅱ (32)1前言近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入。
在仪器仪表、家用电器和专用装备的智能化以及过程控制等方面,单片机都扮演着越来越重要的角色。
将单片机的应用引入实际科技实践必将对微电子控制技术的研究与实践注入强大活力。
本次设计研究的直流电机转速控制及转速的LCD显示实验装置即以单片机作为核心部件,它可完成对直流电机转速、方向的闭环控制，并应用LCD液晶显示装置显示出转速，本文重点论述该实验装置的硬件组成,软件设计以及控制方案的实施。
在早期，电子产品一般是纯硬件电路，没有使用单片机，电路复杂难以设计，也难以检查问题，随着微控制技术的不断完善和发展，集成芯片越来越多，单片机便出来了，换言之，单片机的应用是对传统控制技术的一场革命。
具有划时代的意义。
在电机控制方面也是靠人的感觉，没有侧速和侧距的概念，以前人机界面一般采用LED数码二极管，随着LCD液晶显示器的出现，人机界面更加人性化、智能化，它能显示数字、汉字和图象，控制LCD液晶显示器也很方便，电路设计也比较简单；加上单片机，组合实现的功能也比较强大，还可方便以后电路的升级与扩展。
51单片机控制直流电机设计
单片机控制小功率直流电机一. 设计要求：用单片机控制直流电机加速、减速、正反转和停止。
二. 设计方案分析1、方案设计：直流电机只要能提供一定的直流就可以转动，改变电压极性可以改变转动方向，可以通过给直流电机提供脉冲信号来驱动它，脉冲信号的占空比可以影响到直流电机的平均速度，因此可以通过调整占空比从而能实现调速的目的。
直流电机的驱动电路要有过流保护作用，可用二极管来实现，另外电机的驱动电流是比较大的所以需要用三极管来放大电流。
程序的关键就是如何实现占空比的调整，这个可以通过对51单片机定时器重装初值进行改变，从而改变时间。
设计中用到的元件：STC89C52、晶振（12MHz）、小按键、三极管、二极管、电容、电阻等。
2、背景知识介绍：直流电机调速原理本设计的主要思想为利用PWM控制占空比从而达到改变电机速度。
下面为PWM控制原理；图1为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形。
在图1a中，假定晶体管V1先导通T1，秒(忽略V1的管压降，这期间电源电压Ud全部加到电枢上)，然后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)。
如此反复，则电枢端电压波形如图1b中所示。
电动机电枢端电压Ua为其平均值。
图1 PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形a) 原理图 b)输出电压波形 1112a d d d T T U U U U T T Tα===+ (3) 式(3)中1112T T T T Tα==+ （4）α为一个周期T 中，晶体管V1导通时间的比率，称为负载率或占空比。
使用下面三种方法中的任何一种，都可以改变α的值，从而达到调压的目的：(1)定宽调频法：T1保持一定，使T2在0～∞范围内变化；(2)调宽调频法：T2保持一定，使T1在0～∞范围内变化(3)定频调宽法：T1+T2=T 保持一定，使T ，在0～T 范围内变化。
不管哪种方法，α的变化范围均为0≤α≤l ，因而电枢电压平均值Ua 的调节范围为0～Ud ，均为正值，即电动机只能在某一方向调速，称为不可逆调速。
单片机控制直流电机课程设计报告书
《单片机原理及应用》课程设计报告题目：单片机控制直流电动机专业：电子信息工程1、任务书课题名称单片机控制直流电动机指导教师（职称）执行时间2012~2013学年第一学期第周学生姓名学号承担任务设计目的采用单片机设计一个控制直流电机并测量转速的装置。
单片机扩展有A/D转换芯片ADC0809和D/A转换芯片DAC0832。
设计要求（1）通过改变A/D输入端可变电阻来改变A/D的输入电压，D/A输入检测量大小，进而改变直流电机的转速。
（2）手动控制。
在键盘上设置两个按键—直流电动机加速键和直流电机减速键。
在手动状态下，每按一次键，电机的转速按照约定的速率改变。
摘要电动机作为最主要的动力源，在生产和生活中占有重要地位。
电动机的调速控制过去多用模拟法，随着计算机的产生和发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制也发生了深刻的变化，本系统利用直流电机的速度与施加电压成正比的原理，通过滑动变阻器向ADC0809输入控制电压信号，经AD后，输入到AT89C51中，AT89C51将此信号转发给DAC0832，通过功放电路放大后，驱动直流电机。
关键字：电动机；AT89C51；单片机目录《单片机原理及应用》课程设计报告 (I)任务书 (II)摘要 (III)第一章整体设计 (1)1.1 设计原理 (1)1.2 整体设计 (1)第二章系统硬件设计 (3)2.1 按键电路 (3)2.1.1 AT89C51 (3)2.1.2 按键电路 (4)2.2 显示电路 (4)2.2.1 MAX7219 (4)2.2.2 工作原理 (5)2.3 A/D转换模块 (6)2.3.1 ADC0808 (6)2.3.2 工作原理 (8)2.4 D/A转换模块 (8)2.4.1 DAC0832 (8)2.4.2 工作原理 (9)2.5 总电路图 (9)第三章系统软件设计 (11)3.1 系统主程序设计 (11)4.1 按键扫描程序 (12)4.2 显示子程序 (14)4.3 定时中断处理程序 (16)4.4 A/D转换程序 (17)第四章系统仿真 (19)4.1 仿真步骤 (19)4.2 仿真结果分析 (20)结论 (21)附录 (22)参考文献 (32)第一章整体设计1.1 设计原理直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转。
32单片机pwm控制直流电机的实验报告
32单片机pwm控制直流电机的实验报告实验名称：32单片机PWM控制直流电机实验实验目的：通过学习和实验，让学生了解32单片机PWM控制直流电机的原理和实现方式。
实验原理：PWM即脉冲宽度调制，是一种常用的调制方式。
其原理是基于脉冲的占空比，通过改变脉冲的宽度来控制输出信号的平均值。
在32单片机中，我们可以通过配置寄存器和引脚功能来实现PWM输出。
此次实验中，我们需要通过PWM控制直流电机的速度。
对于直流电机，我们可以通过改变电机的电压来改变其转速，因此我们可以通过控制PWM信号的占空比来实现对直流电机速度的控制。
实验过程：1、准备材料：32单片机、电位器、直流电机，电容等。
2、将电位器接入32单片机的ADC引脚，通过调节电位器来改变ADC引脚的电压。
3、编写程序，配置32单片机PWM模块，实现对直流电机的速度控制。
程序示例如下：#include <reg52.h>sbit IN1 = P3^0;sbit IN2 = P3^1;sbit EN = P3^2;unsigned int speed;void timer0_init(){TMOD = 0x02;TH0 = 0xff;TL0 = 0xff;ET0 = 1;EA = 1;TR0 = 1;}{timer0_init();while(1){speed = ADC_Get(1);TH0 = speed >> 8;TL0 = speed;P1 = speed;}}void pwm_init(){TMOD |= 0x10;TL1 = 0x00;TH1 = 0x00;ET1 = 1;TR1 = 1;EA = 1;}void pwm_output(unsigned int duty) {int value;value = duty*10;TL1 = value;TH1 = value >> 8;}void timer1_isr() interrupt 3{IN1 = 0;IN2 = 1;pwm_output(90);}void timer0_isr() interrupt 1{EN = 1;}4、进行编译和下载，将32单片机与电机、电源等接线好。
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课程名称：计算机控制与接口技术
设计题目： 单片机控制直流电机
1.设计思路
直流电机调速性能好,可靠性高,机械特性强,在自动控制中的应用极为广泛。直流电机的调速系统多种多样,但系统复杂,控制精度和成品价格难以兼顾。本文使用价格低廉、应用广泛的MCS - 51系列单片机为控制芯片,以PI调节控制算法为基础,完成对直流电机转速的调节,达到了控制性能好,成本低的目的。本文重点阐述了该系统的基本工作原理、所采用的相关技术等，进而交代了电机转速测量控制的实现方法。
1.课设所用LCD模块概述
模块SMC1602B由一块点阵液晶屏和控制器HD44780及其辅助电路组成。本系统设计采用OCMJ中文模块系统LCD液晶作为下位机的显示模块。该模块含GB2312 16×16点阵国标一级简体汉字和ASCII8×8(半高)及8×16(全高)点阵形英文字库，用户输入区位码或ASCII码可实现文本显示。OCMJ中文液晶显示模块采用ASK／ANSWER握手方式。
2.2.2直流电机调速方案的设计
直流电动机的转速控制方法可以分为2大类：对励磁磁通进行控制的励磁控制法和对电枢电压进行控制的电枢电压法。其中励磁控制法在低速时受磁饱和的限制，在高速时受换向火花和换向器件结构强度的限制。并且励磁线圈电感较大，动态性能响应较差，所以这种控制方法用的很少，多使用电枢控制法。本设计将采用电枢控制方法对电动机的速度和转向进行控制。电机调速控制模块的方案假设：
其三，这个硬件系统的隐含意义是，本系统应该具有数模和模数转换的部分，因为这个模数转换部分在这个系统中是不可缺少的，单片机控制的直流电机转速，在实际中无论是对电机控制的信号，还是电机输出的信号都应该是数字信号，因为只有数字信号才能被单片机所识别，而最重要的是，单片机控制的直流电机输出的转速的信号只有是数字信号时才能被液晶显示LCD模块所识别，并最终准确的显示出直流电机的转速。
硬件设计总体思路
根据本次课程设计的具体要求为，使用LCD显示出直流电机的转速，我们由题目可以分析出，这个题目实际是由多个部分组成的。
既第一个部分应该为，用单片机控制直流电机的转速，并且系统应提供直流电机驱动、测速电路，使用单片机驱动直流电机，测量直流电机的转速，控制直流电机稳定运行在一个围。
其二，可以分析出第二个部分应该为，使用LCD显示系统显示出直流电机的具体转速，并且单片机控制的电机实际转速与液晶显示器显示出的转速应该时时对应。
直流电机转速调节：
某些场合往往要求直流电机的转速在一定围可调节，例如，电车、机床等，调节围根据负载的要求而定。调速可以有三种方法：（1）改变电机两端电压；（2）改变磁通；（3）在电枢回路中，串联调节电阻。采用第一种方法：通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。
2.2.3直流电机测速方案的设计
2.2.4 PWM产生与控制部分方案的设计
1.PWM波形发生电路
由于测速中占用了两个定时器T0和T1,如果再将PWM波形产生交给AT89C51则会加大软件的任务,并且影响整个系统的控制效果。因此这里考虑单独设计一个PWM波形发生电路,单片机对它只提供控制参数以改变其占空比。
2.2.5LCD显示部分方案的设计
3
3.1 单片机与直流电机接口部分
电机控制系统组成框图见图3-1
图3-1电机控制系统组成原理图
图3-3触发电路原理
根据以上电机的各部分电路的构造原理，我们接下来再考虑电机与单片机接口的通信连接。在构思设计的同时也要考虑硬件的最大利用率，本次课设可以先在电脑上进行模拟仿真这样就能提高设计的效率以及电路的可行性。而且在仿真的过程中非常方便进行电路修改又可以达到很好的效果。因此通过使用Protues对硬件电路精心设计并对该电路进行仿真调试，用脉冲形式代替光电耦合管测取转速，再与单片机进行通信连接，可如下图3-4所示。
设计原理方框图如图2-2所示,以AT89C51单片机为控制核心,包括测速电路、PWM波形发生器和PWM功放电路以及LCD显示部分。
图2-2硬件方框设计原理图
2.机控制直流电机部分的硬件设计
2.2.1直流电机组成原理
直流电动机结构由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。直流电动机的结构是由直流电源、直流电机、控制开关和调速器组成。直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。感应电动势的方向按右手定则确定其工作原理不外乎就是用直流电源作为能量来驱动电机旋转。通过对三极管的截止与导通进行控制，使其起到开、关和调速的作用。具体的操作为当直流电动机接上直流电源时，使用电位器旋转按钮控制三极管集极的电压。如直流电机控制原理图2-3
图2-3直流电机控制原理
1、当三极管的集极电压小于死区电压时三极管截止，则电动机不转动；
2、当集极电压大于死区电压而小于饱和电压时三极管处于放大状态，随着集极电压改变，从而改变了直流电动机两端的压降也就改变了电机的转速。具体原理为集极的电压大小不一样，三极管的电压放大倍数也不一样从而起到调速作用改变直流电动机的旋转速度。
测速电路由附在电机转子上的光电编码盘及施密特整形电路组成。电脉冲的频率与电机的转速成固定的比例关系,光码盘输出的电脉冲信号经放大整形为标准的TTL电平,输入到单片机的两个外部中断:INT0和INT1,利用单片机部定时器/计数器T0和T1,以及部一个寄存器作软计数器,循环地捕捉相邻两次速度脉冲,并由这两次触发所记录的时间差算出其转速,再将这个转速与预置转速进行比较,得出差值,单片机通过对这个差值进行P I运算,得出控制增量,在P010～P013引脚送出控制信号改变PWM波形发生电路的占空比,最终达到控制电机转速的目的。