1、-PAGE . z. . . . 資料 . .目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc280887390前言 PAGEREF _Toc280887390 h 1HYPERLINK l _Toc280887391正文 PAGEREF _Toc280887391 h 1HYPERLINK l _Toc2808873922.1 設(shè)計(jì)目的和意義 PAGEREF _Toc280887392 h 1HYPERLINK l _Toc2808873932.1.1 設(shè)計(jì)目的 PAGEREF _Toc280887393 h 1HYPERLINK l _Toc2808873942.1.2

2、設(shè)計(jì)意義 PAGEREF _Toc280887394 h 1HYPERLINK l _Toc2808873952.2 設(shè)計(jì)方法 PAGEREF _Toc280887395 h 1HYPERLINK l _Toc2808873962.3設(shè)計(jì)容 PAGEREF _Toc280887396 h 2HYPERLINK l _Toc2808873972.3.1 89C51單片機(jī)介紹 PAGEREF _Toc280887397 h 2HYPERLINK l _Toc280887398容概要 PAGEREF _Toc280887398 h 3HYPERLINK l _Toc2808873992.4電路分析

3、PAGEREF _Toc280887399 h 3HYPERLINK l _Toc280887400程序流程圖 PAGEREF _Toc280887400 h 3HYPERLINK l _Toc280887401元件清單 PAGEREF _Toc280887401 h 4HYPERLINK l _Toc280887402程序電路圖 PAGEREF _Toc280887402 h 5HYPERLINK l _Toc280887403程序運(yùn)行結(jié)果 PAGEREF _Toc280887403 h 5HYPERLINK l _Toc2808874042.4.5 Proteus調(diào)試與仿真 PAGEREF

4、 _Toc280887404 h 5HYPERLINK l _Toc280887405結(jié)論 PAGEREF _Toc280887405 h 6HYPERLINK l _Toc280887406總結(jié) PAGEREF _Toc280887406 h 7HYPERLINK l _Toc280887407參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc280887407 h 8前言直流電動機(jī)具有良好的起動、制動性能，宜于在大圍平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來看，直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的根底。早期直流電動機(jī)的控制均以模擬電路為根底，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以

5、及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件局部非常復(fù)雜功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動機(jī)控制技術(shù)的開展和應(yīng)用圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能到達(dá)更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)本錢，從而有效的提高工作效率。正文2.1 設(shè)計(jì)目的和意義 設(shè)計(jì)目的作為理工科的學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)與動手實(shí)踐中提高自己的專業(yè)技能知識，通過課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步熟悉了單片機(jī)的部構(gòu)造和工作原理，掌握了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本方法和步驟；通過利用AT89C52單片機(jī)，理解單片機(jī)在自動化裝置中的

6、作用以及掌握單片機(jī)的編程調(diào)試方法；通過設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)際應(yīng)用輸入控制及顯示系統(tǒng)，掌握protues和Wave以及各種仿真軟件的使用?，F(xiàn)在的學(xué)習(xí)都是為以后的開展而做鋪墊，通過課程設(shè)計(jì)提高自己的動手能力。 設(shè)計(jì)意義加深理解直流電機(jī)在單片機(jī)上的運(yùn)用，增進(jìn)對電路仿真的興趣。2.2 設(shè)計(jì)方法定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為直流電機(jī)，它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。本課程設(shè)計(jì)利用0832D/A轉(zhuǎn)換，用程序改變0832輸出經(jīng)放大后的方波信號的占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)涉及到晶振時(shí)鐘電路、上電

7、復(fù)位電路、運(yùn)放轉(zhuǎn)變電流與電壓轉(zhuǎn)換電路。本設(shè)計(jì)中 D/A輸出為雙極性輸出，因此電機(jī)可以正反向旋轉(zhuǎn)。 DAC 0832是8位分辨率的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器芯片。建立時(shí)間 1s，單電源供5V15V。DAC 0832的部功能框圖和引腳連線見圖2.1。DAC 0832 芯片的引腳有20個,芯片部有一個8位輸入鎖存器、一個8位DAC存放器、一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器和控制電路等DAC083輸出是電流型的，但實(shí)際應(yīng)用中往往需要電壓輸出信號，所以電路中采用運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換為電壓。當(dāng)數(shù)字量輸入在00HFFH圍時(shí)電壓輸出量為0-+* V，或0- * V，這種方式稱單極性輸出，假設(shè)電壓輸出為* V，則稱為雙極件輸出。實(shí)際

8、應(yīng)用中需要單極性輸出，也需要雙極性輸出，所以電路中應(yīng)用一片雙運(yùn)放NRC4558來實(shí)現(xiàn)兩種極性輸出。電路中運(yùn)放第7端輸出為單極性05V，1端輸出為雙極性5V。實(shí)驗(yàn)接口電路如圖2.2所示，*FER和WR2同時(shí)接DGND，WRl與80C51的WR連接，這樣8位DAC存器始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)CS后8位數(shù)據(jù)輸入存放器時(shí)，便直接通過8位AC存放器，并由8位DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)展DA轉(zhuǎn)換。因此，此電路為異步輸出構(gòu)造方式。圖2.1DAC0832引腳和部功能框圖圖2.2 DAC0832與89C51連接接口電路2.3設(shè)計(jì)容89C51單片機(jī)介紹89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROMFalsh Pr

9、ogrammable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。其引腳如圖2.3所示。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案.圖2.3 AT89C51引腳圖容概要完成

10、89C51應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)(晶振電路， 上電復(fù)位電路等)，掌握直流電機(jī)的驅(qū)動原理，了解直流電機(jī)調(diào)速的方法。 編制程序改變0832輸出經(jīng)放大后的方波信號的占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。本實(shí)驗(yàn)中 D/A輸出為雙極性輸出，因此電機(jī)可以正反向旋轉(zhuǎn)。并完成主程序的設(shè)計(jì)及對應(yīng)的子程序設(shè)計(jì)。選擇適合的芯片, 元件并檢查設(shè)計(jì)的原理圖。按設(shè)計(jì)連線將其連接好，完成子程序調(diào)試，再完成總程序的調(diào)試。PWM是單片機(jī)常用的模擬量控制方式，本例通過外接的A/D轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)外部不同的電壓值，利用AT89C51單片機(jī)產(chǎn)生占空比不同的控制脈沖，驅(qū)動直流電動機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。并通過外接的單刀雙擲開關(guān)，控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。2.4電路分析

11、程序流程圖圖2.4程序流程圖元件清單元件名稱所屬類所屬子類AT89C51Microprocessor ICs8051 FamilyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericCRYSTALMiscellaneousRESResistorsGenericSW-SPDTSwitches&RelaysSwitchesMOTORElectromechanicalADC0808Data ConvertersA/D ConvertersPOT-HGResistorsVariable2N5550TransistorsBipolarPNPTransistorsGe

12、nericOPTOCOUPLERS-NPNOptoelectronicsoptocouplers圖2.5元件清單元件全部添加后，在Proteus ISIS的編輯區(qū)域中按圖3.33所示的原理圖連接硬件電路。程序電路圖圖2.6 程序電路圖程序運(yùn)行結(jié)果圖2.7程序運(yùn)行結(jié)果圖roteus調(diào)試與仿真加載目標(biāo)代碼文件，進(jìn)入調(diào)試環(huán)境執(zhí)行程序。在Proteus ISIS界面中，調(diào)節(jié)電位器RV1，可以看到電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著電位器的調(diào)節(jié)相應(yīng)發(fā)生變化，如圖2.8所示。同時(shí)通過示波器觀察單片機(jī)輸出的PWM控制脈沖信號，如圖2.9所示。切換開關(guān)SW1的狀態(tài)可切換電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。2.8直接加工作電壓的直流電機(jī)2.9單片機(jī)輸出的

13、PWM控制脈沖信號結(jié)論本文對單片機(jī)用于轉(zhuǎn)速測量的理論、原理進(jìn)展了系統(tǒng)的分析、比擬，設(shè)計(jì)了顯示接口電路和應(yīng)用程序。以下從四個方面進(jìn)展總結(jié)：1.硬件電路單片機(jī)用于轉(zhuǎn)速測量種類較多，方法各有不同，在硬件設(shè)計(jì)上根據(jù)使用場合、功能和要求，采用的電路也有差異，單片機(jī)有用80c5l系列的80c3l、80c5l等，并對其進(jìn)展擴(kuò)展，接口采用8155、8255等用于顯示。本系統(tǒng)采用89c51單片機(jī)，充分利用單片機(jī)部自帶的兩個16位定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)展設(shè)計(jì)，較完全的開發(fā)了單片機(jī)自身的功能，接口利用了89c5l的Po口具有較大的電流驅(qū)動能力的特點(diǎn)，來擴(kuò)展驅(qū)動芯片，直接由單片機(jī)驅(qū)動，簡化了硬件電路。有一定的實(shí)用價(jià)值和較高的性

14、價(jià)比，可用于工業(yè)控制中的轉(zhuǎn)速檢測、民用電器及其他應(yīng)用。2測量方法在測量原理上采用先進(jìn)的M的測量方法，保證了高轉(zhuǎn)速的測量中獲得較高的精度。應(yīng)用圍廣泛，可通過擴(kuò)展進(jìn)展二次開發(fā)。3程序調(diào)試本系統(tǒng)進(jìn)展了全面的程序設(shè)計(jì)，顯示程序、中斷效勞程序和初始化程序，并對這些程序在uvision2軟件上進(jìn)展編譯和調(diào)試，可以運(yùn)行和轉(zhuǎn)換成HE*文件，通過編程器寫入芯片中。根本到達(dá)了設(shè)計(jì)的要求。4改良方法和進(jìn)一步的工作轉(zhuǎn)速的定時(shí)時(shí)間長、短，其設(shè)定值是人為估計(jì)的，可以針對具體的應(yīng)用，根據(jù)轉(zhuǎn)速的實(shí)際惰況來調(diào)整定時(shí)時(shí)間。下步工作能制作完整電路工作板，即硬件電路，用示波器測量其參數(shù)。更深入的分析其精度和誤差?？?結(jié)通過該課程設(shè)計(jì)

15、，我掌握了編譯程序的原理以及步驟，還有編譯程序工作的根本過程及其各階段的根本任務(wù)，熟悉了編譯程序總流程框圖，構(gòu)造工具及其相關(guān)的技術(shù)。課本上的知識是機(jī)械的，抽象的。在本次課程設(shè)計(jì)， 我有很大的收獲，這不僅僅是理論知識上的完善，而且實(shí)踐能力和動手能力有了質(zhì)的飛躍!設(shè)計(jì)中，我自感知識的缺陷，不斷的上網(wǎng)查閱資料，翻閱各類相關(guān)書籍，自己動手，自己設(shè)計(jì)，讓我的思維邏輯更加清晰。在操作中，靠這次設(shè)計(jì)我熟練掌握了單片機(jī)編程，將理論變?yōu)閷?shí)際開了一個好頭。在我設(shè)計(jì)好之后，教師對我進(jìn)展指導(dǎo)，使得我的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善,更加完美。本次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)用到了DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及運(yùn)放的電流與電壓的轉(zhuǎn)換電路，還有復(fù)位電路、晶振電路。這些電路都是我們平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)常用到的。所以，這次課程設(shè)計(jì)也讓我對平時(shí)的東西做了一下總結(jié)。在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己綜合應(yīng)用能力的欠缺。以后，我會更加重視用軟件編程，應(yīng)用單片機(jī)處理好更多的電路。參考文