基于51单片机控制的直流电机
基于MCS-51单片机的直流小电机PWM调速设计
课程论文题目：基于MCS-51单片机的直流小电机PWM调速设计姓名：***学号：****院系：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导老师：****老师设计时间：2013年 4 月基于MCS-51单片机的直流小电机PWM调速设计摘要：本文首先简要介绍了直流小电机的脉宽调速方式，然后详细设计了基于MCS-51单片机的直流小电机脉宽调速的实现方法，此方法可实现直流小电机的7个速度级的调速功能，最后给出了调速程序框图。
关键词：PWM，单片机，直流电机。
Abstract:The mode of DC-motor PWM speed regulation is introduced briefly, a kind of PWM speed regulation of DC-motor using the MCS-51 Microcontroller is designed detailedly, and this method can implement seven-level speed control of the motor, the diagram of PWM speed regulation was given in the end.Keywords: PWM Single Chip Microcontroller DC-motor.目录1. 引言 (3)2. 总体设计概述 (3)2.1 总体硬件电路设计 (4)2.1.1系统总体设计框图 (4)2.1.2 8051单片机简介 (4)2.2 PWM信号发生电路设计 (6)2.2.1 PWM的基本原理 (6)2.3 直流电机调速的实现 (7)3.系统中程序设计 (10)4. 直流电机调速框图 (11)结论 (12)致谢 (12)参考文献 (12)1.引言：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。
基于C51单片机直流电机测速仪设计
基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
基于51单片机红外遥控电机课程设计说明书
课程实训报告课程名称：单片机与接口技术实训题目：红外控制直流电机正反转任务书一、实训任务设计一款基于AT89C51单片机用红外遥控控制电机的正反转加减速。
二、设计要求1. 基本要求1).用无线模块控制电机的正反转加减速，实现自动化控制。
2).通过对AT89C51单片机的编程，实现直流电机的正反转，加减速。
3).写出详细的设计报告。
4).给出全部电路和源程序。
2. 发挥部分1).可通过PC机，对系统编程，实现直流电机转速的快慢。
摘要随着科技的不断进步，人们进入了无线电时代，它为我们的生活带来了极大的方便。
像现在的移动电话，无线网络，无线鼠标，无线键盘等都已经融入了我们的生活当中。
从我们身边的电子产品就可以看出我们已经进入了无线电时代。
本设计就是一款基于AT89C51的用无线模块控制的电机的正反转以及它的加减速。
这非常适应于在工厂使用，特别是在工业控制中。
可以想象，机器在工厂运转时，我们只需要用无线遥控来控制电机的转速以及它的转向，这样我们就可以在远处来控制了，用不着再跑到电机的旁边来控制开关，为工厂生产带来了极大的方便。
软件上采用C51编程，主要编写了主程序，直流电机驱动程序，中断程序延时程序等。
经过调试，实现了对电机的控制。
关键词：AT89C51 L298 PWM 直流电机无线模块目录第一章绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2 设计目的 (5)1.3 设计任务和内容 (5)第二章总体设计及核心器件简介 (7)2.1总体设计 (7)2.2 AT89C51 (7)2.3 L298 (9)引脚介绍： (10)2.4 伺服电机介绍 (11)2.5 PT2262/PT2272 (12)第三章单元电路模块设计 (17)3.1 复位电路 (17)3.2时钟电路 (18)3.3电机驱动电路图 (18)3.4PWM调速系统设计 (19)第四章软件编程设计 (21)4.1 设计思想 (21)4.2 流程图 (21)4.3源程序 (22)第五章设计心得和存在问题 (26)第一章绪论1.1 概述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，同时带动传统控制检测日新月益更新。
51单片机控制直流电机PWM调速
51单片机控制直流电机PWM调速
实验目的
1．掌握脉宽调制(PWM) 的方法。
2．用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制。
实验设备
PC 机一台，单片机最小系统，驱动板、直流电机，连接导线等
实验原理
1．PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制。
即，通过改变输出脉冲
的占空比，实现对直流电机进行调压调速控制。
2．实验线路图：
实验内容：
1. 利用实验室提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板，编制控制程序，实现直流电机PWM调速控制。
实验思考题
本实验中是通过改变脉冲的占空比，周期T 不变的方法来改变电机转速的，还有什么办法能改变电机的转速，应该怎么实现？
附件：
L298简介：
L298N 为SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或1个四相步进电机，内含二个H-Bridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑准位信号，可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压；此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号。
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PWM调速系统
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.13.108基于51单片机的直流电机PWM调速系统吴一平（浙江农林大学工程学院 浙江杭州 311300）摘 要：本文介绍了以单片机STC89C51和L298控制的直流电机PWM (脉宽调制)调速系统，主要介绍了用单片机软件实现PWM调整电机转速的基本原理及选择。
硬件电路实现了对电机的正转、反转、快速停止、加速，停止的控制。
软件电路给出了主程序、子程序流程图以及Proteus的仿真结果。
关键词：单片机STC89C51 脉宽调制 直流电机中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(a)-0108-02直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机,相比其他类型电动机具有更好的调速性能，因此，直流电动机在工农业中被广泛应用。
本文对基于单片机STC89C51的直流电机PWM调速系统进行介绍，以期实现直流电机最优化方案。
1 直流电机PWM调速选择及原理直流电动机的调速方法有改变改变磁通量、改变电枢回路串联电阻以及改变电枢电压三种。
在电枢回路串联电阻，调速范围不大并且铜耗大，不经济。
弱磁调速中当磁通量Φ在低速时受磁极饱和限制，在高速时受换向器结构强度和换向火花的限制，而且由于励磁圈电感较大，动态响应较差，因此采用改变电枢电压的调速方法。
PWM（Pulse Width Modulation），全称为脉冲宽度调制，可以改变电枢电压值。
PWM的优点是精度高，易于控制，运行稳定。
PWM调速方法有三种，分别为定频调宽法、调宽调频法和定频调宽法。
前两种方法在调速时会改变控制脉冲的频率，而控制脉冲的频率与系统固有频率接近时会引起震荡，因此本文选用定频调宽法。
调速原理计算如下：占空比，D=t1t1+t2=t1T式中，T为电压变化周期；t1为一个周期内高电平持续时间；t2为一个周期内低电平持续时间；电机电压平均值U=DU0，式中，U0为总电压。
基于51单片机的PWM直流电机调速
基于51单片机的PWM直流电机调速在现代社会，PWM直流电机已经成为各类机械设备不可或缺的动力源。
为了更好地控制电机的转速和输出功率，我们需要进行PWM调速操作。
本文将简要介绍如何基于51单片机实现PWM直流电机的调速。
一、PWM调速原理PWM调速是一种通过改变电机供电电压的占空比来调整电机转速和功率的方法。
当一个周期内高电平所占的时间比较短时，电机得到的平均电流和平均转矩也相应减小，电机的速度和功率也随之降低。
反之，当高电平所占的时间比较长时，电机得到的平均电流和平均转矩也相应增大，电机的速度和功率也随之提高。
因此，通过改变PWM信号的高电平占空比，可以实现直流电机的调速、调功等功能，极大地提高了电机的效率和可控性。
二、硬件电路搭建根据上述PWM调速原理，我们需要搭建一个控制板，将51单片机的PWM输出与直流电机相连。
具体电路如下：1、选择合适的电源供电，一般为12V/24V直流电源。
2、使用L298N模块作为直流电机驱动模块，将模块的电源接到电源供电上，将模块的IN1和IN2引脚分别接到51单片机的P1^0和P1^1引脚上，将直流电机的正负极分别接到模块的OUT1和OUT2引脚上。
3、将51单片机的P1^2引脚连接到一个脉冲宽度计波形滤波器（LCF）的输入端，并将输出端接到L298N模块的ENA引脚上。
4、调整脉冲宽度计波形滤波器的参数，以达到合理的PWM输出波形。
5、建立一个按键，将按键的一端接到51单片机的P3^2引脚上，将另一端接到单片机的地端。
6、根据需要进行其他接线。
三、软件程序设计根据上述硬件电路，我们需要进行相应的软件程序设计，以实现基于51单片机的PWM 直流电机调速。
以下是程序设计的主要步骤：1、在程序中定义需要使用的IO口。
2、调用定时器初始化程序，设置定时器的时钟频率、计数器值和工作方式等参数。
3、编写一个PWM输出函数，实现对PWM信号的输出。
4、编写一个ADC采样函数，读取ADC转换器的值，并根据采样值输出一定的PWM信号。
基于51单片机的直流电机转速PI控制
… …
图 xx 电路原理图
上图中 LED 数码管显示中的 74LS164 芯片的引脚及功能如下所述：
芯片引脚功能对照表
符号 SA、SB Q0~Q7 CP（CLK） VCC GND /MR(/CLR)
功能 串行数据输入端 并行数据输出端 时钟输入端（上升沿有效） 电源正（5V） 接地 清零端（低电平有效）
直流电机 PI 转速控制—基于 51 单片机
1.项目系统组成
本项目由 STC89C52RC 单片机最小系统，12MHZ 晶振。直流电机驱动电路、直流电机（5V）、光电测 速电路以及数码管显示电路组成。详细器件见下文电路图。
2.直流电机转速控制电路原理
直流调速的方法有多种，本文是基于 PWM（脉冲宽度调制）技术，改变直流电机等效电枢电压，以此 在一定范围实现直流电机的调速。
void timer1() interrupt 3 {
TR1=0; TH1=pwmh; TL1=pwml; PWM1=0;
//T1 中断响应函数
//关闭定时器 T1 //T1 重置初值 //T1 重置初值，改变 PWM 占空比 //输出低电平
}
void PID_pwm()
{
unsigned int speed=0,pwm=0,pwmhh=0,pwmll=0; speed=10*pulse; //脉冲数换算为转速（转/分）speed=60*pulse*1000/(12*50*10)
综上所述，要想电机正转，则需要 PWM1=1，同时 PWM2=0；要想电机反转，则需要 PWM2=1，同时 PWM1=0；要想电机停止，则需要 PWM1=1，同时 PWM2=1，或者 PWM1=0，同时 PWM2=0。
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。
基于51单片机的大功率直流有刷电机的PWM调速控制
基于51单片机的大功率直流有刷电机的PWM调速控制本人最近一直想用51 单片机来设计制作一个大功率直流有刷电机PWM 调速控制器。
由于平时工作忙，没时间。
所以，这个东东花了我很长时间。
每天晚上下了班，回家就弄，一直搞到十一二点钟才休息。
期间，也花了我不少钱，也失败了N 次。
终于，功夫不负有心人，我终于成功了，哈哈~~。
由于这个是大功率的直流有刷电机PWM 调速控制器，所以就不能用晶体管来驱动了，必须用MOS 管来驱动。
MOS 管不仅驱动能力强，而且效率高。
为了提高系统的稳定性，可靠性，适用范围广等特点，本系统，采用双电源供电。
控制电路一组电源，电压分别为5V 和15V。
功率输出部分一组电源，以适应不同电压的电动机。
至于功率，可以根据实际情况，通过并联MOS 管来决绝，但同时也要修改下驱动电路的相关参数，否则就很有可能炸MOS 管！另外，本人也考虑过在单片机的PWM 脉冲输出端与驱动电路之间，通过光耦来连接，实现光电隔离，提高系统的稳定性。
但后来又担心光耦的频率响应速率，可能会给驱动电路带来信号的衰减或者错误的信号等因素，造成降低系统的效率或者损坏MOS 管。
也许是我多虑了吧。
呵呵，不过我看到网上好多资料都是用的光电隔离。
目前，这个版本的调速控制器，共4 路PWM 脉冲输出，分别提供给：上，下MOS 管驱动电路正转信号。
上，下MOS 管驱动电路反转信号。
待机状态下一个红色的LED 灯闪烁，电机运行的各种状态指示，可以低速，中速，高速三个档运行。
并可以实现刹车和倒车功能。
这个目前可以达到至少100W 不成问题。
我现在采用的是一个12V 80W 的直流有刷电机。
低速运行时的电压为：3.7V，中速时：6.5V，高速时：10.5V。
目前这个东东只是实现了最基本的控制功能。
还不具有其它功能，如，电机过流保护，欠压保护（用蓄电池做电源时，。
PID
TL1=0x00;
EA=1; //总中断打开
ET1=1; //定时器中断打开
TR1=1; //定时器开关打开
}
//定时器0的中断服务子函数，主要完成脉冲个数的读取，实际转速的计算和PID控制以及控制结
//PCF8591.h #define uchar unsigned char
//延时4us
void delay(void);
//iic初始化
void init(void);
void init()
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay()de<reg52.h> #define PCF8591 0x90 //默认为写，如果为读，则为0x91 sbit SDA=P2^0;
void start()
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}
// iic停止信号
void stop()
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
EA=1; //总中断打开
ET0=1; //定时器中断打开
TR0=1; //定时器开关打开
}
// 计数器1初始化，用来统计定时器1计时250ms内PWM波形个数
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x50; //使用计数模式1，16位计数器模式
（2）整定积分环节
若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。
基于51单片机的直流电机PWM调速控制系统设计
基于51单片机的直流电机PWM调速控制系统设计I摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
本文中采用了三极管组成了PWM信号的驱动系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
另外，本系统中使用了霍尔元件对直流电机的转速进行测量，经过处理后，将测量值送到液晶显示出来。
关键词：PWM信号，霍尔元件，液晶显示，直流电动机II目录目录 (III)1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.2 开发背景 (1)1.1.3 选题意义 (2)1.2 研究方法及调速原理 (2)1.2.1 直流调速系统实现方式 (4)1.2.2 控制程序的设计 (5)2 系统硬件电路的设计 (6)2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 (6)2.2 STC89C51单片机简介 (6)2.2.1 STC89C51单片机的组成 (6)2.2.2 CPU及部分部件的作用和功能 (6)2.2.3 STC89C51单片机引脚图 (7)2.2.4 STC89C51引脚功能 (7)3 PWM信号发生电路设计 (10)3.1 PWM的基本原理 (10)3.2 系统的硬件电路设计与分析 (10)3.3 H桥的驱动电路设计方案 (11)5 主电路设计 (13)5.1 单片机最小系统 (13)5.2 液晶电路 (13)5.2.1 LCD 1602功能介绍 (14)5.2.2 LCD 1602性能参数 (15)5.2.3 LCD 1602与单片机连接 (17)5.2.4 LCD 1602的显示与控制命令 (18)5.3 按键电路 (19)5.4 霍尔元件电路 (20)III5.4.1 A3144霍尔开关的工作原理及应用说明 (21)5.4.2 霍尔传感器测量原理 (22)6 系统功能调试 (23)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)IV1 引言1.1 课题背景1.1.2 开发背景在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。
基于51单片机对直流电机和步进电机的红外控制
数 据结构是 计算 机科学 与技术 专业 的核 心课程 ， 也是 与计算机技 术 关系 密切 的信 息管 理 、 信 、 通 电子 、 自动控制 等专 业 的一 门基础课 程 。在整 个课 程体系 中也起着承上启下的作用 ， 它上承离散数学 、 程序 设计 ， 下启操 作系统 、 数据库概论 、 软件工程等多 门专业课程 ， 而且也作 为 考研 中计算 机学科专业基 础综合里 的－ ｉ课程 ， －＇ ｑ 其地 位是不言而喻 的。但 由于数据 结构一般是 在第 一 门程序设计 语言之后开设 ， 相对来 说 比较早 ， 对学生来 说往往 比较难学 ， 由于本 身 ＣＣ ＋ 比较 难学 ， ／＋ 就 容 易使 学生对整 个计算 机课程都 提不起学 习的兴趣 。 所 以对此 进行教
Ｕ ■
一
图４
（） ２ 转速 的调节 在小 车的调速方 面主要是利用 Ｐ ＷＭ技术实 现对 小车 占空比的调
节来 实现对小车 速度的调节 。其原理 是在一个周 期 Ｔ ， 内 导通 时间为 ｔ电机 两端 的 电压 为 Ｕ Ｖ ｃ ｔ ） ａ ｃ 。即电机 的转速与 电机两 ， ＝ ｃ ×（Ｔ ＝ Ｖ ｃ ／ ｘ 端的 电压值大小成 比例 。当给直流 电机 的高电平时间在整个周期 中所 占比例越 高时其速度也 随之越大 ， 反之 随着高 电平所 占比例越小其 速 度也会 随之 降下来 。为 了实现对小车 速度 的准确控 制 ， 在利用单 片机 调节时利用程序实现 ， 以占空 比为 １ ％为基准 ， 同电视机两位数原理 ， 如 在按 下两位数键后 ， 单片机接收信号 ， 继续按下 ａ 键和 ｂ ， 键 使单片机接
制 一一
图２遥控信号编码波形 图
的 卜
＞
图３遥控信号 的周期性波形 （） １正反转 向的调节
基于51单片机的PWM直流电机调速系统
基于51单片机的PWM直流电机调速系统一、本文概述随着现代工业技术的飞速发展，直流电机调速系统在众多领域如工业自动化、智能家居、航空航天等得到了广泛应用。
在众多调速方案中，基于脉冲宽度调制（PWM）的调速方式以其高效、稳定、易于实现等优点脱颖而出。
本文旨在探讨基于51单片机的PWM直流电机调速系统的设计与实现，以期为相关领域的技术人员提供一种可靠且实用的电机调速方案。
本文将简要介绍PWM调速的基本原理及其在直流电机控制中的应用。
随后，将详细介绍基于51单片机的PWM直流电机调速系统的硬件设计，包括电机选型、驱动电路设计、单片机选型及外围电路设计等。
在软件设计部分，本文将阐述PWM信号的生成方法、电机转速的检测与控制算法的实现。
还将对系统的性能进行测试与分析，以验证其调速效果及稳定性。
本文将总结基于51单片机的PWM直流电机调速系统的优点与不足，并提出改进建议。
希望通过本文的阐述，能为相关领域的研究与应用提供有益参考。
二、51单片机基础知识51单片机，也被称为8051微控制器，是Intel公司在1980年代初推出的一种8位CISC（复杂指令集计算机）单片机。
尽管Intel公司已经停止生产这种芯片，但由于其架构的通用性和广泛的应用，许多其他公司如Atmel、STC等仍然在生产与8051兼容的单片机。
51单片机的核心部分包括一个8位的CPU，以及4KB的ROM、低128B 的RAM和高位的SFR（特殊功能寄存器）等。
它还包括两个16位的定时/计数器，四个8位的I/O端口，一个全双工的串行通信口，以及一个中断系统。
这些功能使得51单片机在多种嵌入式系统中得到了广泛的应用。
在PWM（脉冲宽度调制）直流电机调速系统中，51单片机的主要作用是生成PWM信号以控制电机的速度。
这通常是通过定时/计数器来实现的。
定时/计数器可以设置一定的时间间隔，然后在这个时间间隔内，CPU可以控制I/O端口产生高电平或低电平，从而形成PWM信号。
基于51单片机的直流无刷电机调速控制设计
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基于51单片机控制直流电机的设计
基于51单片机控制直流电机的设计设计目标：1.实现电机的正反转控制。
2.实现电机的速度控制。
3.实现电机的位置控制。
硬件设计：1.51单片机控制器：选择一款性能较好的51单片机，如STC89C522.直流电机：选择合适的直流电机，根据设计需求确定功率和转速。
3.驱动电路：为直流电机提供合适的驱动电路，可以选择H桥驱动芯片，如L298N。
4.传感器：根据设计需求，选用合适的传感器，如编码器、讯号灯等。
软件设计：1.系统初始化：对51单片机进行初始化设置，包括端口方向、定时器等配置。
2.速度控制：设计PID算法，实现对直流电机的速度控制。
通过读取传感器反馈的速度信息，与设定值进行比较，输出控制信号控制电机速度。
3.正反转控制：设计控制程序，读取输入信号控制直流电机的正反转。
可以通过输入按键、外部信号或者串口通信来实现控制。
4.位置控制：通过编码器等传感器读取直流电机的位置信息，与设定值进行比较，输出控制信号控制电机运动到目标位置。
5.通信功能：如果需要与其他设备进行通信，可以使用串口、蓝牙等通信模块实现数据传输。
设计步骤：1.确定设计需求：根据具体应用场景，确定控制电机的功能需求，包括速度控制、正反转控制和位置控制等。
2.硬件搭建：按照设计需求，选取合适的电机、驱动电路和传感器，并进行搭建和连接。
3.软件开发：根据设计目标，编写相应的程序代码，实现功能要求。
5.优化改进：根据实际使用情况，对系统进行优化改进，提高系统的性能和稳定性。
总结：基于51单片机控制直流电机的设计是一种常见的嵌入式系统开发方案。
通过合理选择硬件和设计软件，可以实现控制电机的速度、方向和位置等功能。
在实际应用中，还可以根据具体需求进行优化改进，使系统更加稳定和可靠。
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目
录
第一章、前言 .................................................................................................................... 1 第二章、设计要求及任务 ................................................................................................ 1 第三章、整体设计 ............................................................................................................ 2 3.1 整体构架 ......................................................................................................... 2 3.2 设计原理 ......................................................................................................... 3 第四章、系统详细设计 .................................................................................................... 3 4.1 系统的设计选型 ............................................................................................ 3 4.1.1 调速技术 PWM................................................................................ 3 4.1.2 按键模块 .......................................................................................... 4 4.1.3 LED 灯显示模块 .............................................................................. 4 4.2 系统硬件设计 ................................................................................................ 5 4.2.1 STC89C52 单片机简介 .................................................................... 5 4.2.2 LM298 芯片简介 .............................................................................. 8 4.2.3 直流电机驱动 ................................................................................... 9 4.3 系统软件设计 .............................................................................................. 10 4.3.1 系统主程序设计 ............................................................................ 10 4.3.2 定时/中断模块 ............................................................................... 11 4.3.3 按键模块 ........................................................................................ 11 4.3.4 驱动模块 ........................................................................................ 13 第五章、系统仿真、程序编写及调试 .......................................................................... 13 5.1 Proteus 仿真 .................................................................................................. 13 5.1.1 Proteus 使用说明 ............................................................................ 13 5.1.2 Proteus 仿真图及 PWM 波............................................................. 14 5.2 程序编写及调试 ........................................................................................... 15 5.2.1 程序编写及软件调试 .................................................................... 15 5.2.2 硬件实物图及调试 ........................................................................ 16 5.2.3 示波器显示 PWM 波..................................................................... 17 5.2.4 实验结果分析 ................................................................................ 18 第六章、课程设计总结 .................................................................................................. 18 6.1 试验基本效果 ............................................................................................... 18 6.2 系统优化 ......................................................................... 18 6.3 课程设计心得 .............................................................................................. 19 第七章、仪器仪表清单 .................................................................................................. 20 第八章、参考文献 .......................................................................................................... 21 第九章、附录 .................................................................................................................. 22
课程设计报告
设计题目：
基于 51 单片机控制的直流电机
课程名称： 学生姓名： 学 号：
单片机原理与应用及 C51 程序设计
***
******** 物理与电子科学学院 电子信息科学与技术 ***班 2015 年 06 月 15 日～2015 年 06 月 25 日 ***
所在院系： 专 班 业： 级：
起止日期： 指导教师：
成 绩 评 定
项
目
权重 *** 0.2
成绩
1、设计过程中出勤、学习态度等方 面 2、课程设计质量与答辩 3、设计报告书写及图纸规范程度 总 指导教师评语： 成 绩
0.5 0.3
指导教师签名： 教研室审核意见：
年
月
日
教研室主任签字：
年
月
日
基于 51 单片机控制的直流电机
***（指导教师：***老师） （湖北师范学院物理与电子科学学院） 摘 要：随着时代发展，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用已普及国民 经济和人们日常生活，据资料现实，在所有的动力资源中，90%以上的动力来 源与电动机，各种数据都表明电动机的重要性。而单片机（MCU）是一种大规 模的具有计算机基本功能的单片集成电路。它具有体积小、功耗低、控制能力 强、拓展灵活、使用方便等优点，广泛用于仪器仪表、家用电器、通信产品、 智能玩具等领域，因此两者的结合使用成为很多人研究的重点对象。本文主要 研究了利用 STC89C52 单片机 PWM 信号，来控制 LM298n 直流电机正反转及 加减速进而控制低电流的玩具小车。软件上通过 Proteus 设计原理图，采用 C 语言程序编程，对其进行调试和改善，实现加减速等功能。硬件上通过实物图 进行焊接，然后检查各个模块的问题，直到能调试出应有的现象。本系统具有 智能型、实用性及可靠性的特点，且采用了大量的继承电路模块，使得整个系 统的性能得到保证。 关键词：STC89C52 单片机；LM298 芯片；直流电动机；PWM 信号