電子教案教學(xué)實(shí)施方案課題名稱單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)部審批任務(wù)名稱項(xiàng)目5.1直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制年月日學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)授課時(shí)間授課班級(jí)授課教師一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解用單片機(jī)控制直流電機(jī)的方法2．掌握用繼電器作控制電壓轉(zhuǎn)換的方法及電路特征技能目標(biāo)使用YL-236裝置完成任務(wù)的電路連接及編程下載驗(yàn)證情感目標(biāo)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)二、重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)H橋電路的原理教學(xué)難點(diǎn)輸入與輸出的電壓隔離三、學(xué)習(xí)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)任務(wù)導(dǎo)入生產(chǎn)科接到一個(gè)項(xiàng)目要求為某公司設(shè)計(jì)制作一個(gè)直流電機(jī)定時(shí)自動(dòng)正反轉(zhuǎn)的電路，以驅(qū)動(dòng)某設(shè)備來(lái)回運(yùn)動(dòng)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)分析通過(guò)項(xiàng)目描述實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目需完成以下2個(gè)方面工作。1.硬件電路的設(shè)計(jì)：以單片機(jī)為控制中心，通過(guò)其I/O口與繼電器模塊、電機(jī)模塊連接，構(gòu)成單片機(jī)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路。2.程序的設(shè)計(jì)：用C51語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序。三、任務(wù)信息學(xué)習(xí)（一）模塊介紹1.交直流電機(jī)控制模塊介紹本模塊中有兩種電機(jī)，交流220V伺服電機(jī)和直流24V伺服電機(jī)。本項(xiàng)目主要介紹直流電機(jī)模塊，直流電機(jī)電路原理圖如圖5－1所示。圖5-1直流電機(jī)電路原理圖直流電機(jī)是一個(gè)減速電機(jī)，在其M+、M-兩個(gè)端口加載驅(qū)動(dòng)電壓，就能運(yùn)轉(zhuǎn)。加載正向動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；加載反向電壓，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。用直流24V電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快些；用直流12V電壓驅(qū)動(dòng)，速度慢些。2.H橋電路的工作原理通過(guò)2個(gè)繼電器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，構(gòu)成H橋電路，如圖5-2所示。圖5-2H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路原理圖在電路的左邊為繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)K1B、常閉觸點(diǎn)KlA，二者只能有1個(gè)閉合；在電路的右邊為繼電器K2的常開(kāi)觸點(diǎn)K2B、常閉觸點(diǎn)K2A，同樣只能有1個(gè)閉合合。繼電器Kl、K2的公共端分別與直流電機(jī)的M+、M-相連。當(dāng)K1B閉合，而K2B斷開(kāi)時(shí)，為電動(dòng)機(jī)M輸入正向電壓，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)K1B斷開(kāi)，而K2B閉合時(shí)，為電動(dòng)機(jī)M輸人反向電壓，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)K1B和K2B都斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。單片機(jī)只要控制繼電器K1.K2的閉合與斷開(kāi)，即可控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)。3.繼電器模塊介紹YL-236裝置中將6個(gè)繼電器集成在MCU05繼電器模塊上，其照片如圖5-2所示。圖5-3為繼電器模塊的電路原理圖。光電耦合器可以使單片機(jī)系統(tǒng)的5V電源與繼電器12V工作電源完全隔離，避免干擾。圖5-3繼電器模塊電路原理圖當(dāng)K1端子輸人低電平時(shí)，光電耦合器U1的內(nèi)部光電當(dāng)極管導(dǎo)通，使12V電壓輸人到ULN2003的輸入端，在其相應(yīng)輸出端會(huì)輸出低電平，從而使繼電器K1線圈得電，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)K1端子輸入高電平（或懸空）時(shí)，光電耦合器U1的內(nèi)部光電三極管截止，ULN2003的輸入端為低電平，在其相應(yīng)輸出端會(huì)輸出高電平，繼電器K1線圈無(wú)電流通過(guò)，繼電器不動(dòng)作。其他繼電器K2.K6的工作原理與K1基本一致。（二）任務(wù)：實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)1.硬件電路的設(shè)計(jì)本任務(wù)中主要使用YL-236裝置中的5個(gè)模塊：MCU01主機(jī)模塊、MCU02電源模塊、MCU05繼電器模塊、MCU06指令模塊、MCU08交直流電機(jī)控制模塊，模塊接線圖如圖5-4所示。圖5-4單片機(jī)控制直流電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)模塊接線圖2.程序的設(shè)計(jì)(1)要使直流電機(jī)正轉(zhuǎn)，繼電器K5吸合，K6不吸合，用程序?qū)崿F(xiàn)即“K5=0；K6=1；”；要使直流電機(jī)反轉(zhuǎn)，繼電器K6吸合，K5不吸合，用程序?qū)崿F(xiàn)即“K5=l；K6=0；”。(2)任務(wù)程序流程圖如圖5-6所示。圖5-6單片機(jī)控制直流電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)程序流程圖任務(wù)程序清單#include<at89x52.h> //包含89x52頭文件#include<intrins.h> //包含intrins頭文件#defineuintunsignedint //無(wú)符號(hào)整型定義#defineucharunsignedchar //無(wú)符號(hào)字符型定義sbitSA1=P1^0; //左操作，鈕子開(kāi)關(guān)SA1打到上面，1有效。0無(wú)效sbitSA7=P1^1; //右操作，鈕子開(kāi)關(guān)SA7打到上面，1有效。0無(wú)效sbitK5=P1^2; //直流電機(jī)左轉(zhuǎn)繼電器控制端sbitK6=P1^3; //直流電機(jī)右轉(zhuǎn)繼電器控制端voidmain() //主函數(shù){ while(1) { if(SA1==1) //左操作有