基于89C51单片机的直流电机控制系统设计

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89C51单片机直流电机调速Word版

计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于89C51的直流电机调速设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：同组者：指导教师：设计地点：设计时间：单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (4)2 总体方案设计 (5)2.1总体方案 (5)2.2 原件选择及介绍 (6)3 硬件电路设计 (10)3.1 单片机及其外围整体电路 (10)3.3 键盘扫描电路 (12)3.4 LED显示模块电路 (18)3.5 D/A转换器及其与MCU的接口电路 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 中断服务程序设计 (15)4.3 子程序的设计 (17)5 系统调试与总结 (18)调试总结 (18)参考文献 (19)附录A 系统原理图 (20)附录B 源程序 (21)1 引言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。

据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。

同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。

电动机与人的生活息息相关，密不可分。

电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。

简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。

然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。

随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。

基于AT89C51单片机控制的双闭环直流调速系统设计毕业设计论文

基于AT89C51单片机控制的双闭环直流调速系统设计摘要随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义。

长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位。

本设计是基于单片机控制的PWM直流电机调速系统，系统以STC89C51单片机为核心，以130小直流电机为控制对象，以L298N为H桥驱动芯片实现电动机的转速反馈控制。

调节PWM占空比从而控制电机两端电压，以达到调速的目的。

用4*4键盘输入有关控制信号及参数，并在12864 LED上实时显示输入参数及动态转速。

系统的硬件设计部分包括按键模块、电动机驱动模块、STC89C51单片机系统、光电门测速模块、保护电路、供电电源和直流电机。

系统的软件部分包括键盘控制程序设计、显示程序设计、主控程序设计。

整个系统实现了单片机控制电机的启制动、正反转、速度调节的效果。

关键词：STC89C51单片机；直流电机；PWM；占空比AbstractWith the progress of the times and the development of science and technology, motor speed control system in the industrial and agricultural production, transportation and daily life plays an increasingly important role, therefore, the study of motor speed has a positive meaning. Long-term since, the DC motor is widely used in the control system, and has been in control field to dominate.The design is based on the single chip microcomputer control of PWM DC motor speed control system, the system uses STC89C51 single chip microcomputer as the core, with 130small DC motor as control object, with L298N H bridge driver chip to realize the motor speed feedback control. Regulation of the PWM duty cycle to control the motor voltage at both ends, so as to achieve the purpose of speed. With 4*4 keyboard input control signal and parameters, and in 12864LED real-time display input parameters and dynamic speed. System hardware design part comprises a key module, motor drive module, STC89C51 singlechip system, photoelectric door gun module, protection circuit, power supply and a DC motor. System software includes keyboard control program design, program design, main control program design. The entire system to achieve the single-chip microcomputer to control the motor start and brake, reverse, speed regulating effect.Keywords ：STC89C51 single chip microcomputer；DC motor；PWM；Duty ratio目录摘要 (I)Abstract (II)1引言 (1)1.1 直流调速系统概况 (1)1.2 设计目的和意义 (2)1.3 国内外发展现状 (3)1.4 设计要求和内容 (3)2直流调速原理分析与方案确定 (4)2.1 直流PWM调速系统原理分析 (4)2.2 方案论证和选择 (6)3 系统硬件设计 (10)3.1 按键控制模块 (10)3.2 电动机驱动模块 (11)3.4 STC89C51单片机系统 (16)3.5 光电门测速模块 (17)3.6 保护电路 (18)3.7 供电电源 (18)3.8 直流电动机的说明 (18)3.9 系统总体设计电路图 (19)4 系统软件设计 (21)4.1 键盘控制程序设计 (21)4.2 显示程序设计 (23)4.3 主控程序设计 (25)5 实物的直流调速实现与调试 (29)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1引言1.1 直流调速系统概况现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。

单片机课程设计------基于89C51单片机的直流电机控制系统设计

目录摘要 (3)关键词： (3)1直流电动机 (3)1.1直流电动机的工作原理 (3)1.1.1直流电动机的运动特性与优点 (4)1.2直流串励电动机 (5)1.2.1串励电动机的特点 (5)1.3直流他励电动机 (5)1.3.1他励电动机的特点 (6)2设计概要 (6)2.1硬件设计概要 (7)2.2程序设计流程图 (7)3硬件设计 (8)3.1.1电机驱动电路 (8)3.1.2单片机及控制电路 (10)3.1.3单片机介绍 (12)3.1.3.3管脚说明 (14)4程序设计 (16)4.1主程序设计 (19)4.1.1定义说明程序 (19)4.1.2执行主程序 (20)4.2子程序设计 (22)4.2.1定义延时程序函数 (22)4.2.2定时器1中断服务程序 (22)4.2.3定时器2中断服务程序 (23)4.3调速原理 (23)4.3.1PWM（脉冲宽度调制）原理 (23)4.3.2PWM（脉冲宽度调制）特点 (24)5调试与仿真 (25)参考文献 (25)附录 (26)摘要通过单片机改变输出脉冲波的宽度井陉调节，以便实现直流电的起动、正反转、加速、减速功能，在这种调速方法下，可以有效的减少其损耗功率。

关键词：单片机；直流电机；调速1直流电动机直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。

定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座组成。

主磁极铁芯上套有线圈，通入直流励磁电流便会产生磁场，即主磁场。

换向极也由铁芯及套在上面的线圈组成，其作用是产生附加磁场。

以减弱换向片与电刷之间的火花，避免烧蚀。

机座除作电动机的机械支架外，还作为各磁极间磁的通路。

转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇组成。

转子铁芯用来安装转子绕组，并作为电动机磁路的一部分。

转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过电流，以产生电磁转矩。

换向器由换向片组成，换向片按一定规律与转子绕组的绕组元件连接。

1.1直流电动机的工作原理直流电动机包括俩个在空间固定的永久磁铁，一个为N极，另一个为S极。

基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序

基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序利用2051的T0产生双路PWM信号，推动L293D或L298N为直流电机调速，程序已通过调试。

/* =======直流电机的PWM速度控制程序======== */ /* 晶振采用11.0592M,产生的PWM的频率约为91Hz */#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit en1=P1^0; /* L298的Enable A */sbit en2=P1^1; /* L298的Enable B */sbit s1=P1^2; /* L298的Input 1 */sbit s2=P1^3; /* L298的Input 2 */sbit s3=P1^4; /* L298的Input 3 */sbit s4=P1^5; /* L298的Input 4 */uchar t=0; /* 中断计数器 */uchar m1=0; /* 电机1速度值 */uchar m2=0; /* 电机2速度值 */uchar tmp1,tmp2; /* 电机当前速度值 *//* 电机控制函数 index-电机号(1,2); speed-电机速度(-100~100) */void motor(uchar index, char speed){if(speed>=-100 && speed<=100){if(index==1) /* 电机1的处理 */{m1=abs(speed); /* 取速度的绝对值 */if(speed<0) /* 速度值为负则反转 */{s1=0;s2=1;}else /* 不为负数则正转 */{s1=1;s2=0;}}if(index==2) /* 电机2的处理 */{m2=abs(speed); /* 电机2的速度控制 */ if(speed<0) /* 电机2的方向控制 */ {s3=0;s4=1;}else{s3=1;s4=0;}}}}void delay(uint j) /* 延时函数 */{for(j;j>0;j--);}void main(){uchar i;TMOD=0x02; /* 设定T0的工作模式为2 */ TH0=0x9B; /* 装入定时器的初值 */TL0=0x9B;EA=1; /* 开中断 */ET0=1; /* 定时器0允许中断 */TR0=1; /* 启动定时器0 */while(1) /* 电机实际控制演示 */{for(i=0;i<=100;i++) /* 正转加速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 正转减速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=0;i<=100;i++) /* 反转加速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 反转减速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}}}void timer0() interrupt 1 /* T0中断服务程序 */{if(t==0) /* 1个PWM周期完成后才会接受新数值 */ {tmp1=m1;tmp2=m2;}if(tif(tt++;if(t>=100) t=0; /* 1个PWM信号由100次中断产生 */ }。

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。

89C51单片机直流电机调速

3.5 D/A转换器及其与MCU的接口电路 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 中断服务程序设计 (15)4.3 子程序的设计 (17)5 系统调试与总结 (18)调试总结 (18)参考文献 (19)附录A 系统原理图 (20)附录B 源程序 (21)1 引言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。

同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。

电动机与人的生活息息相关，密不可分。

电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。

简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。

然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

基于AT89C51单片机控制的无刷直流电机设计毕业论文

摘要随着科学技术的发展，现代工业的需要，无刷直流电动机迅速发展，取代传统电动机。

无刷直流电动机的效率高、精度准确、速度快，广泛应用于各种电噐领域。

本设计中的电动自行车的电机使用的是无刷直流电动机，控制噐选择AT89C51单片机，通过霍尔位置传感噐反映电机转子的位置的信息，单片机编写程序操控无刷直流电机。

分析系统中的无刷直流电动机、单片机、驱动芯片、数码管、键盘的功能以及工作原理。

讨论了无刷直流电动机的几种运行特性，得出相应结论。

根据无刷直流电动机的特性，采用PWM技术对电机进行调速，霍尔传感噐测量的转速通过单片机显示在数码管上。

通过技术分析，软件以及硬件设计，达到了预期的结果。

关键词：无刷直流电动机；单片机；霍尔位置传感噐AbstractWith the development of science and technology, should now industrial needs, brushless DC motor to develop rapidly to replace the traditional motor. Brushless DC motor with high efficiency, accurate accuracy, speed, widely used in a variety of electrical fields.The design of the electric bicycle motor is a brushless DC motor, select the AT89C51 microcontroller as a controller, capture the comparison level and Hall position sensor feedback signal, through the software programming control brushless DC motor. Analysis of the system in the brushless DC motor, microcontroller, driver chip, digital tube, keyboard function and working principle. The working characteristics of brushless DC motor are discussed. According to the characteristics of brushless DC motor, PWM motor is used to speed the motor. Hall sensor measurement speed through the microcontroller shown in the digital tube, by looking for information, hardware and software design, and ultimately to achieve the system requirements. Key words: brushless dc motor;the microcontroller;hall position sensor目录1前言 (2)2无刷直流电动机的介绍 (4)2.1无刷直流电动机的概念 (4)2.2无刷直流电动机的研究意义 (4)2.3无刷直流电动机以及有刷直流电动机的对比 (5)3无刷直流动电机的结构原理以及工作特性 (7)3.1无刷直流电动机的结构 (7)3.1.1电机本体 (7)3.1.2转子位置传感噐 (7)3.1.3电子换向噐 (8)3.2无刷直流电机的原理 (8)3.3无刷直流电动机的运行特性 (10)3.3.1机械特性 (10)3.3.2调节特性 (11)3.3.3工作特性 (12)4无刷直流电动机控制噐的选型与设计 (13)4.1无刷直流电动机控制噐设计 (13)4.1.1设计方案比较与选择 (13)4.1.2无刷直流电动机系统结构框图 (14)4.2控制噐的组成及原理 (15)4.3脉宽调制（PWM）技术 (15)5 AT89C51单片机的结构以及工作原理 (17)5.1 AT89C51单片机的硬件结构 (17)5.2 AT89C51单片机的引脚功能介绍 (18)5.3 AT89C51单片机的工作方式 (19)5.4 AT89C51单片机的最小应用系统 (21)5.5 AT89C51单片机的指令系统 (22)6硬件电路以及软件的设计 (23)6.1硬件电路设计 (23)6.1.1单片机与按键键盘电路设计 (23)6.1.2单片机与数码管的电路设计 (25)6.1.3逆変电路与驱动电路设计 (26)6.1.4限流保护电路 (29)6.2软件设计 (29)6.2.1控制噐软件设计 (29)6.2.2程序流程图 (31)7技术经济分析 (34)8结论 (35)致谢 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

基于89C51单片机直流电机控制及其程序

课程设计说明书院系：船舶工程学院班级：姓名：学号：机电综合课程设计设计题目：直流电机控制系统立体目的：通过本次课程设计，达到培养学生综合应用所学知识，分析和解决实际工程问题，锻炼创造能力的目的。

技术要求：设计直流电机控制系统，包括：机械装配图，控制原理图和接线图，并编制相应的控制程序。

完成基于89C51单片机开发板的直流电机速度控制，启停及正反转控制。

一．机械系统由直流电机驱动滚珠丝杠实现滑台的平移。

将电机的旋转运动通过滚珠丝杠转换为平台的直线运动。

系统组成：直流电机，底板，支座，光杠，滚珠丝杠，平台等。

二．电气系统1. 直流电机电机采用无刷直流电机，型号为：BL-2203C。

其特点是调速范围宽，低速力矩大，运行平稳，低噪声，高效率。

电机接线，两股线，一股为电机线，一股为电机霍尔线。

2．驱动器驱动器采用无刷直流电机驱动器。

接线端子说明：驱动器由220V交流供电。

驱动器调速方式（1）内部电位器调速:逆时针旋转驱动器控制面板上的电位器，电机速度减小，顺时针则转速增大：由于测速需要响应时间，速度显示会滞后。

（2）外部输入调速：将外接电位器的两端分别接于驱动器的“+12”和“COM”端上，将调解段接于“AVI”上即可使用外接电位器调速，也可以通过其他控制单元输入模拟电平信号到“AVI”端实现调速。

（3）多段速度选择：通过控制驱动器上的CH1—3三个端子的状态可以选择内部预先设定的几种转速。

电机运行/停止控制（R/S）通过控制端子“R/S”相对于“COM”的通、断可以控制电机的运行和停止。

端子“R/S”内部以电阻上拉到+12，可以配合无源触点开关使用，也可以配合集电极开路的PLC 等控制单元；当“R/S”与端子“COM”断开时电机运行，反之电机停止。

使用运行/停止端控制电机停止时，电机为自然停车，其运动规律与负载惯性有关；电机正/反转控制(F/R)通过控制端子“F/R”与端子“COM”的通、断可以控制电机的运转方向。

运用AT89C51单片机对直流电动机转速的控制设计-大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料

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 (26)参考文献 (27)附录Ⅰ (27)附录Ⅱ (33)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。

基于89S51的单片机直流电机控制器的设计

基于AT89S51的单片机直流电机控制器设计一、设计目的：1、了解PWM控制技术、2、了解PID调节、3、直流电机的特性及调速方式二、系统功能：1、本设计是要利用89S51单片机控制PWM调速电路实现小功率直流电机的转速调节。

而本系统必须符合以下几点要求：2、在(1000—5500)转/分内对直流电机进行任意调速，最小调速级差为1转/分。

3、电机能在所设速度下稳定运转，运转速度与设定速度之差小于±20转/分。

4、电机启动和加减80%额定负载时,其转速能迅速回到设定值，转速超调±5%内。

5、电机能进行正反转控制。

三、系统设计硬件设计本设计在硬件电路上共分为6个部分，单片机部分、按键输入、PWM斩波电路、测速电路、转向调节电路以及模拟负载。

3.1 单片机部分及其接口电路图1 单片机部分原理图本设计采用的是AT89S51单片机，因为它是宽电压供电，工作电压范围为5.5V-3.4V，比起一般51系列单片机的5.5V-4.5V更能有效的避免电源抖动所带来的问题。

晶振选用石英晶振，频率为20MHz，比起传统的12MHz能有更快的处理速度。

在第9脚-RST，复位脚外，加了一个复位按键和复位电路，复位原理为：第一次上电时，+5V通过给电容充电，于是此时电容相当于短路，+5V直接加到RST脚上，单片机自动复位。

过了极短的时间，电容充电完毕，此时电容则相当于开路，于是RST脚被电阻R113拉为低，单片机开始正常工作。

当RESET 键按下时，+5V通过按键加到RST脚上，单片机复位，RESET键弹起之后，RST脚重新被R113拉为低，单片机开始正常工作。

单片机供电方面，采用的是12V直流通过7805三端稳压器稳压到5V，给单片机和显示部分供电。

3.2 按键输入电路图2 按键部分原理图在本设计中，按键输入比较简单，就是在按键信号输入I/O口与地线间串接一按键。

在按键没有按下的情况下，I/O口悬空，所以为高（由于单片机的I/O口是有内部上拉电路的，所以当其悬空时，内部将其上拉为高）；当按键按下后，地线的把I/O口的电平拉低，单片机便可识别有键按下。

基于AT89C51单片机的电机控制系统设计_课程设计报告

基于AT89C51单片机的电机控制系统设计前言我国步进电机的研究及制造起始于本世界50年代后期，从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。

我国在文化大革命中开始大量生产和应用步进电机，例如江苏、浙江、北京、南京、四川等各地都有投入生产，而且都在各行业使用，其中的驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。

中等耐压的大功率半导体器件也完全国产化。

70年代初期，步进电机的生产和研究都有所突破，除反映在驱动器设计方面的长足进步以外，对反应式步进电机本体的设计研究发展到一个较高的水平。

70年代中期至80年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开发。

至80年代中期以来，由于步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及驱动器作为产品广泛利用。

国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。

一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。

国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。

国内过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器内部。

目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。

仅仅处于一种盲目的仿制阶段。

这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。

基于89C51的直流电机转速的测量与控制

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (2)1.1 课题的研究意义 (2)31.2 设计任务 (3)2 系统设计及模块分析 (3)2.1系统平台简介 (3)2.2 PWM模块 (5)2.4 LCD模块 (5)3 系统的软件设计与实现 (8)3.1 系统软件简介 (9)3.2 编程语言简介 (9)3.3 设计流程及分析 (10)4 调试与实验结果 (13)4.1 系统测试结果 (14)4.2 设计心得 (14)结论 (14)谢辞 (14)参考文献 (14)附录 1 系统硬件原理图 (14)基于STC89C51直流电机控制系统的设计与实现摘要：转速是直流电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。

本文阐述了基于单片机的直流电动机转速控制系统的特点和优势，介绍了在STC89C51单片机实验开发平台上，对直流电动机进行测速和控制的相关算法及软、硬件实现。

设计中软件设计采用C语言编程，硬件设计采用PWM方式驱动电动机，利用霍尔元器件测量电动机的转速，在液晶显示屏(LCD)上实时显示电机的转速值。

另外还可以通过3×3矩阵键盘输入电动机转速的设定值，在电动机转速的可控范围内控制电动机转速，使电动机的实际转速值等于设定值，并在液晶显示屏(LCD)上同时显示设定值与实际转速值，便于比较。

最后对实验数据进行了分析。

关键词：直流电动机，PWM，液晶显示屏(LCD)，转速测量Abstract: Speed is an important physical quantity in the operation of the DC-motor. How to measure the speed of DC-motor exactly, rapidly and conveniently is highly significant. The design expatiates on the advantages of SCM in the DC-motor speed modification system. The algorithm about the measurement and the control of the DC-motor, as well as the software and hardware methods to realize the requirement based on the STC89C51 experiment development platform is introduced. In this design, the PWM manner , while the Hall device is utilized to measure the speed of the motor. The numerical value will have a real-time display on the LCD screen. In addition, the setting value of the speed can be inputted through the 3×3 matrix keyboard. It can control the speed of the DC-motor in its controllable bounds, which makes the actual speed value equal to the setting value. The LCD screen will display the setting value and the actual speed value simultaneously that is convenient for the comparison between the two values. In conclusion, the data got from the experiment have been analyzed.Keywords: DC-motor, PWM, LCD, speed measurement1 引言1.1 课题的研究意义直流电机具有良好的起动、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系统中得到了广泛的应用。

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。

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。

具有划时代的意义。

基于89C51的直流电机控制讲解

课程设计(论文)题目名称基于89C51的直流电机控制课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用学生姓名学号系、专业10电气工程及其自动化指导教师朱群峰2012年6 月1 日邵阳学院课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：谢曹杙邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系电气工程系专业班级10电力一班题目名称基于89C51的直流电机控制课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

摘要直流电机具有良好的线性调速特性和控制性能，使其调速控制占主流地位尽管交流变频电机步进电机等在控制调速领域的应用比较广泛，但直流电机调速仍是大多数调速控制电机的最佳选择89C51 单片机支持 C 语言编程，可移植性好，速度快，已被广泛应用于机电一体化工业控制智能仪器仪表等领域现应用 89C51 单片机对直流电机速度进行有效测试和控制，通过对直流电机转速脉冲和中断次数的计数，可实现根据输入值控制直流电机的转速根据设计需要，通过测量原件把检测到的直流电机转速读入到89C51单片机中，再通过编程使读入的数值在显示器上显示出来若检测到的电机转速等于设定值，则对直流电机的转速进行记录；若检测到的电机转速没有达到设定值，则通过加大数值或模数转换芯片使电机速度提升至设定值；若检测到电机转速超过设定值则通过模数转换芯片把电机速度降至设定值通过这种实时检测和在线控制的方式使单片机能够对直流电机转速进行有效控制，使其按给定的速度旋转。

关键字:89c51单片机; 直流电动机; 转速目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 直流电动机控制的发展历史 (2)1.2 直流电动机控制的研究现状 (4)1.3 本课题主要研究内容和意义 (3)2 直流电机硬件电路设计及描述程序 (6)2.1 直流电机的结构 (6)2.2 直流电机的工作原理 (6)2.3 电磁关系 (6)2.4 直流电机主要技术参数 (6)2.5 直流电机的类型 (7)2.6 直流电机的特点 (7)2.7 元件介绍 (7)3 基本原理 (12)3.1 设计思路 (12)3.2 电机正反转控制原理 (12)3.3 电机的启动与停止 (13)3.4 电机的调速 (13)4 程序流程图 (15)5 控制电路图 (16)5.1 程序电路图 (16)5.2 程序运行图 (17)6 程序设计 (18)7 设计总结与体会 (21)8 参考文献 (22)9 致谢 (23)前言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

基于AT89C51单片机的直流电机控制系统的设计

摘要本文主要介绍了基于AT89C51单片机的直流电机控制系统的设计。

包括介绍直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法，这对于直流电机速度控制系统的实现提供了一个有效的途径。

本次毕业设计主要任务是完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括直流电机的驱动方式，直流电机的控制方式，单片机外围电路、键盘电路、驱动电路、显示电路等硬件设计及相应的驱动程序设计，设计出的控制系统应能够使直流电机实现正反转、加减速调节，并可从键盘输入进行相应工作模式的切换，用显示屏显示当前的状态，如速度、正反转等信息。

关键词：直流电机调速；单片机； PWM；LCD显示；AbstractThis article introduces the AT89C51 microcontroller based DC motor control system design. Including introduction of DC motor speed-related knowledge, as well as basic principle and implementing method of PWM speed control, For realization of DC motor speed control system provides an effective way. The graduation major task is to complete overall design of single-chip computer control system of DC motor, Including the dc motor drive mode, the control of dc motor, Microcontroller peripheral circuits, circuit, driving circuit of the keyboard, display, design of hardware such as circuit design and the corresponding driver, Design the control system should be able to achieve the reverse, speed regulation of DC motor and can be entered from the keyboard to the corresponding operating mode switch, the display shows the current status, such as speed, reverse and more.Keywords: single chip; PWM; DC motor speed; LCD display;目录1 绪论 (1)1.1 电机调速系统的发展概况 (1)1.2 论文题研究目的及意义 (1)1.3 论文主要研究内容 (2)2 直流电机的基本理论 (3)2.1直流电机的基本结构及调速原理 (3)2.1.1直流电机的基本结构 (3)2.1.2直流电机工作原理 (3)2.1.3直流电机的基本参数 (4)2.1.4直流电机调速原理 (4)2.2调速基本原理及其实现方法 (4)2.2.1调速基本原理 (6)2.2.2调速实现方法 (6)3系统硬件设计 (8)3.1设计要求 (8)3.2系统方案 (8)3.3直流电机驱动控制模块 (9)3.3.1直流电机驱动方式 (9)3.3.2驱动方案选择 (11)3.4直流电机的调速 (11)3.4.1 PWM极性选择 (12)3.4.2 PWM调脉宽工作方式 (12)3.4.3 PWM的软件实现 (12)3.5控制内容 (12)3.6系统模块分析与设计 (14)3.6.1单片机最小系统的设计 (14)3.6.2电源电路设计 (18)3.6.3直流电机驱动电路设计 (18)3.6.4显示模块设计 (21)3.6.5键盘电路设计 (22)3.6.6 元件选择与参数计算 (23)3.6.7 系统整体硬件电路 (24)3.7 设计所需部分器件 (26)3.8 技术路线 (26)3.9 应用软件的编制、调试 (27)4 系统软件设计 (28)4.1系统总体设软件设计思想 (28)4.2 系统各个模块软件设计 (29)4.2.1 产生PWM波的软件设计 (30)4.2.2 测量速度的软件设计 (31)4.2.3 电机转向的软件设计 (32)4.2.4 电机加减速的软件设计 (32)4.2.5 LCD显示的软件设计 (32)5 调试与仿真 (33)5.1 设计仿真原理图 (33)5.2 调试仿真问题解析 (36)6 结论与总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录（程序清单) (40)1 绪论1.1 电机调速系统的发展概况1964年H.stemmler和A.Schonung首先提出把PWM技术应用到电机传动中从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。

基于89C51的直流电机控制教材

基于89C51单片机的电动机转速控制器设计

基于89C51单片机的电动机转速控制器设计电动机转速控制器是一种用于控制电动机转速和实现多种功能的设备。

基于89C51单片机的电动机转速控制器可以在自动化设备和机械系统中广泛应用，实现各种精确控制要求。

本文将详细介绍基于89C51单片机的电动机转速控制器的设计原理、系统结构和功能。

一、设计原理电动机转速控制器的主要原理是通过调整电机的电压和电流来改变电机的转速。

基于89C51单片机的电动机转速控制器可以通过控制电机电压和电流的方式来实现对电机转速的精确控制。

通过采集电机转速信号，将实际转速与设定值进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号，调整电机的驱动电压和电流，从而实现对电机转速的控制。

二、系统结构1.89C51单片机：作为控制中心，负责采集和处理转速信号，控制电机驱动电路的工作状态，并输出相应的控制信号。

2.电机驱动电路：负责驱动电机，并根据控制信号调整电机的驱动电压和电流，实现对电机转速的控制。

3.转速采集电路：负责采集电机转速信号，并将采集到的信号传输给89C51单片机进行处理。

4.控制电路：由89C51单片机控制，根据转速信号和设定值进行比较，并输出相应的控制信号，用于调整电机的驱动电压和电流。

5.显示屏：显示电机的实际转速和设定转速的数值，方便用户了解电机的工作状态。

三、功能实现1.转速设定：用户可以通过操作面板上的旋钮或按键设置电机的目标转速。

2.转速控制：根据设定转速和实际转速的比较结果，输出相应的控制信号，调整电机的驱动电压和电流，使电机的实际转速逐渐接近设定转速。

3.转速保护：当电机的实际转速超过一定范围时，控制器会发出警报信号，并停止电机的运行，以防止电机由于超速而受损。

4.转速显示：在显示屏上实时显示电机的实际转速和设定转速。

5.自动控制：可以将电动机转速控制器与其他自动化设备进行连接，实现自动启动和停止功能，提高生产效率。

四、总结基于89C51单片机的电动机转速控制器能够实现对电机转速的精确控制，并具备多种功能，能够满足不同场景和需求的应用要求。

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关键词：单片机；直流电机；调速1直流电动机直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。

定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座组成。

主磁极铁芯上套有线圈，通入直流励磁电流便会产生磁场，即主磁场。

换向极也由铁芯及套在上面的线圈组成，其作用是产生附加磁场。

以减弱换向片与电刷之间的火花，避免烧蚀。

机座除作电动机的机械支架外，还作为各磁极间磁的通路。

转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇组成。

转子铁芯用来安装转子绕组，并作为电动机磁路的一部分。

转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过电流，以产生电磁转矩。

换向器由换向片组成，换向片按一定规律与转子绕组的绕组元件连接。

1.1直流电动机的工作原理直流电动机包括俩个在空间固定的永久磁铁，一个为N极，另一个为S极。

在磁极的中间，装有一个可以转动的线圈，它的首末两端分别接到两片圆弧形的换向片（铜片）上，两个换向片之间、换向片与转轴（与线圈一起旋转）之间均相互绝缘，为了把电枢绕组和外电路接通，在换向器上安置了两个固定不动的电刷。

由于电刷和电源固定连接，因此无论线圈怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。

由左手定则可知，通电线圈在磁场中受到逆时针方向的力矩作用。

虽然电流方向是交替变化的，但所受的电磁力的方向不改变，因此线圈可以连续地按逆时针方向旋转。

这就是直流电动机的工作原理。

1.1.1直流电动机的运动特性与优点（1）运动特性直流电动机的运动特性包括工作特性和机械特性。

工作特性是指电动机在额定电压、额定励磁电流不变的情况下，其转速、转距和输出功率之间的关系。

机械特性是指在额定电压和电磁绕组不变的情况下，转距与转速的关系。

两类电动机的特性曲线见图1和图2。

图1直流串励电动机特性曲线图2直流他励电动机特性曲线（2）优点直流电机五大优点包括：1.减速电机结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量。

2.节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达95KW以上。

3.能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。

4.振动小，噪音低，节能高，选用优质段钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理。

5.经过精密加工，确保定位精度，这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机，形成了机电一体化，完全保证了产品使用质量特征。

1.2直流串励电动机直流串励电动机具有较好的软机械特性在电动车上得到了广泛的应用，其调速方式是通过改变励磁绕组电流的大小来控制电动机的转速。

换向则是通过换向接触器改变励磁绕组电流的方向从而达到电动机翻转的目的。

加速器给控制器一个调速信号，然后由控制器来控制励磁电流的大小。

1.2.1串励电动机的特点●电枢线圈与励磁线圈串联●电枢电流与励磁电流相同●在换向结构中需安装换向接触器，依靠控制器外围接线，改变励磁电流方向完成换向。

●无再生制动，释放加速器，一般只能滑行，无平滑制动；只能反接制动，能量通过电机发热消耗，对电机损伤较大●转矩和速度曲线固定，无调节空间，控制器必须与电机相匹配，无法根据需要选择速度和转矩。

1.3直流他励电动机直流他励电动机的调速方式一般采用改变电动机电枢的供电电压来控制电动机的转速。

换向则可以由控制器直接控制电动机的正反转。

1.3.1他励电动机的特点●励磁线圈与电枢线圈各自独立，便于换向，励磁电流小于电枢电流，优越的制动性能。

●无需换向接触器，降低系统成本；减少活动部件；依靠控制器内部“MOSFET s”改变励磁电流方向完成换向；●再生制动：释放加速器，自发平滑制动；降低电机发热，延长使用寿命；无需再生制动接触器，降低成本，减少活动部件。

●在选择转矩和速度曲线之间有更大的空间，控制器必须与电机相匹，满足爬坡所需的速度和转矩。

2设计概要本次课程设计主要研究通过单片机来控制电机的启动、停止、加速和减速。

单片机直流电机调速简介：单片机直流调速系统可实现对直流电动机的平滑调速。

本设计以89C51单片机为核心，通过单片机控制，C语言编程实现对直流电机的平滑调速。

系统控制方案的分析：本直流电机调速系统以单片机系统为依托，根据PWM调速的基本原理，以直流电机电枢上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为依据，实现对直流电动机的平滑调速，并通过单片机控制速度的变化。

本文所研究的直流电机调速系统主要是由硬件和软件两大部分组成。

硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。

而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到控制器自动对电机速度的有效控制。

2.1硬件设计概要本设计的硬件设计由两部分组成，分别是驱动电路部分和控制电路部分。

驱动电路采用H 桥驱动电路改进而成，控制电路以89C51为核心。

电路图见图3。

元件清单见附录。

图3硬件设计电路仿真图2.2程序设计流程图程序设计流程图见图4图4程序流程图3硬件设计3.1.1电机驱动电路电机驱动电路由H桥驱动电路改进而成。

见图5。

图5电机驱动电路3.1.1.1H桥驱动电路原理电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。

4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠，见图6。

H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。

要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。

根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。

图6H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。

例如，4.5所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。

按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动。

见图7。

图7桥电路驱动电机顺时针转动图4.6所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。

见图8。

图8桥电路驱动电机逆时针转动3.1.1.2H桥驱动电路电路改进增加两组三极管可以稳定电路，并减少电路的复杂性。

使用两个与门控制电机的正反转输入。

每个与门输入端接PWM端和正/反转的高电平输入。

可以达到稳定控制的目的。

3.1.2单片机及控制电路单片机控制电路见图9。

图9单片机控制电路图在整个控制电路中，有下面三部分组成。

3.1.2.1时钟电路时钟电路用来提供单片机的时钟频率。

见图10。

图10时钟电路图3.1.2.2复位电路复位电路用来给单片机复位，见图11。

图11复位电路图3.1.2.3控制信号输入电路用来输入控制电机的控制信号，见图12。

图12控制电路图由上至下依次为加速键、减速键、正反转控制键。

3.1.3单片机介绍单片机（M icrocontroller U nit）是把微型计算机主要部分都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。

图4.1中表示单片机的典型结构图。

由于单片机的高度集成化，缩短了系统内的信号传送距离，优化了结构配置，大大地提高了系统的可靠性及运行速度，同时它的指令系统又很适合于工业控制的要求，所以单片机在工业过程及设备控制中得到了广泛的应用。

见图13。

图13单片机结构图3.1.3.1单片机的应用系统单片机在进行实时控制和实时数据处理时，需要与外界交换信息。

人们需要通过人机对话，了解系统的工作情况和进行控制。

单片机芯片与其它CPU比较，功能虽然要强得多，但由于芯片结构、引脚数目的限制，片内ROM、RAM、I/O口等不能很多，在构成实际的应用系统时需要加以扩展，以适应不同的工作情况。

单片机应用系统的构成基本见图14所示。

图14单片机的应用系统单片机应用系统根据系统扩展和系统配置的状况，可以分为最小应用系统、最小功耗系统、典型应用系统。

对于片内有ROM/EPROM的芯片来说,最小应用系统即为配有晶体振荡器、复位电路和电源的单个芯片；对与片内没有ROM/EPROM芯片来说，其最小应用系统除了应配置上述的晶振、复位电路和电源外，还应配备EPROM或EEPROM作为程序存储器使用。

3.1.3.2AT89C51简介AT89C51的主要参数如表1所示：型号存储器定时器I/0串行口中断速度（MH）其它特点EPROM ROM RAM89C514K1282321624低电压表1AT89C51的主要参数AT89C51含EPROM电可编闪速存储器。

有两级或三级程序存储器保密系统，防止EPROM 中的程序被非法复制。

不用紫外线擦除，提高了编程效率。

程序存储器EPROM容量可达20K 字节。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—F alsh P rogrammableand E rasable R ead O nly M emory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

其引脚见图15所示。

图15单片机的引脚排列3.1.3.3管脚说明VCC：供电电压GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。