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電氣信息學(xué)院 單片機技術(shù)課程設(shè)計報告 目 錄 1 緒言 1.1 課題背景……………………………………………………………….（5） 1.2 課題要求………………………………………………………. …….（5） 2 方案論證 2.1 系統(tǒng)組成………………………………………………………. ……（6） 2.2 單片機選型………………………………………………………. …………（6） 2.3 驅(qū)動方案論證………………………………………………..…….. …………（6） 2.4 檢測方案論證…………………………………………………………………（6） 3 設(shè)計原理 3.1 直流電機PWM設(shè)計框圖………………………………………….…………..（7） 4 直流電機單元電路設(shè)計與分析 4.1 直流電機的驅(qū)動模塊…………………………………………... …………（8） 4.2 直流電機的類型簡介…………………………………………………... …………（8） 4.3 直流電機的基本結(jié)構(gòu)…………………………………………………………（8） 4.4 直流電機工作原理…………………………………………………………（9） 4.5 直流電機主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………（9） 4.6 直流電機PWM調(diào)速原理………………………………………………（9） 4.7 電機驅(qū)動模塊的電路設(shè)計………………………………………………………（12） 4.8 程序設(shè)計流程圖…………………………………………………………………（14） 5 直流電機的中斷鍵盤控制模塊 5.1 外部中斷設(shè)置………………………………………………………………………（16） 5.2 外部中斷擴展方法…………………………………………………………………（17） 6 1602LCD液晶顯示模塊 6.1引腳分布和接口信號說明……………………………………………………………（19） 6.2LCD液晶顯示電路………………………………………………………………………（20） 7直流電機PWM控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 7.1總電路功能介紹………………………………………………………………………（21） 7.2直流電機控制程序……………………………………………………………………（21） 8系統(tǒng)仿真截圖 8.1系統(tǒng)各種工作狀態(tài)圖…………………………………………………………………（29） 9問題與分析 9.1設(shè)計問題…………………………………………………………………………………（33） 9.2答辯問題…………………………………………………………………………………（34） 10心得體會 ………………………………………………………………………………（34） 參考文獻……………………………………………………….…….……………….. …（36） 附錄1（原理圖）……………………………………………………….....……（36） 附錄2（器件清單）……………………………………………………….....……（37） 1、緒 論 1.1課題背景 直流電機顧名思義，將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機。 近年來，隨著科技的進步，直流電機得到了越來越廣泛的應(yīng)用，直流電機具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便、調(diào)速范圍廣，過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)頻繁的無極快速起動、制動和反轉(zhuǎn)，需要滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊要求，從而對直流電機提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速、改變電壓調(diào)速等技術(shù)已遠遠不能滿足現(xiàn)代科技的要求，這時通過PWM（脈沖寬度調(diào)制技術(shù)）方式控制直流電機調(diào)速的方法就應(yīng)運而生。 采取傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)主要有以下的缺陷：模擬電路容易隨時間飄移，會產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對噪聲敏感等。而用PWM技術(shù)后，避免上述的缺點，實現(xiàn)了數(shù)字式控制模擬信號，可以大幅度減低成本和功耗。并且PWM調(diào)速系統(tǒng)開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得平滑的直流電流，低速特性好；同時，開關(guān)頻率高，快響應(yīng)特性好，動態(tài)抗干擾能力強，可獲很寬的頻帶；開關(guān)元件只需工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置的效率高，具有節(jié)約空間、經(jīng)濟好等特點。 本設(shè)計采用stc89c52系列單片機對步進電機進行控制，對單片機控制步進電機系統(tǒng)的控制方式和軟件設(shè)計進行了研究，分別從正反轉(zhuǎn)控制、速度控制、速度通過LCD顯示和加減速控制四方面進行了詳細的分析。 1.2課題要求 以單片機為控制核心的直流電機PWM調(diào)速控制系統(tǒng)，實現(xiàn)的功能主要包括：直流電機的正、反轉(zhuǎn)；直流電機的加速和減速；直流電機的啟動和停止；以及直流電機的轉(zhuǎn)速在LCD顯示屏上顯示。 2、論 證 2.1系統(tǒng)組成 （1）振蕩器和時鐘電路 （2）設(shè)計輸入部分 （3）設(shè)計控制部分 （4）設(shè)計顯示部分 （5）直流電機PWM控制實現(xiàn)部分 2.2單片機選型 直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89C51單片機為控制核心，由命令輸入模塊、LCD顯示模塊及電機驅(qū)動模塊組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序的控制下，定時不斷的給直流電機驅(qū)動芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動電路完成電機正、反轉(zhuǎn)控制；同時單片機不停的將從鍵盤讀取的數(shù)據(jù)送到LCD顯示模塊中去顯示，從中不僅能讀取其速度，而且能知曉其轉(zhuǎn)向及一些溫馨提示。 2.3驅(qū)動方案論證 直流電機的驅(qū)動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊（內(nèi)含CMOSS管、三態(tài)門等）組成。通過按鈕來控制電機正反轉(zhuǎn)和加減速。 2.4檢測方案論證 通過觀察電機轉(zhuǎn)動情況判斷正反轉(zhuǎn)，通過LED顯示屏得知電機速度。 3 、設(shè)計原理 3.1直流電機PWM設(shè)計框圖 主體電路：即直流電機PWM控制模塊。這部分電路主要由80C51單片機的I/O端口、定時/計數(shù)器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，還可以方便的讀出電機轉(zhuǎn)速的大小，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制，其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數(shù)）、暫停、連續(xù)等功能。 直流電機PWM調(diào)速方案設(shè)計框圖如圖3-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D09.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1A.tmp.png 圖3-1 直流電機PWM調(diào)速方案設(shè)計框圖 4 、直流電機單元電路設(shè)計與分析 4.1 直流電機的驅(qū)動模塊 直流電機的驅(qū)動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊（內(nèi)含CMOSS管、三態(tài)門等）組成。 4.2 直流電機的類型簡介 直流電機可按其結(jié)構(gòu)、工作原理和用途等進行分類，其中根據(jù)直流電機的用途可分為以下幾種：直流發(fā)電機（將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能）、直流電動機（將直流電能轉(zhuǎn)化為機械能）、直流測速發(fā)電機（將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號）、直流伺服電動機（將控制信號轉(zhuǎn)換為機械信號）。這里我們用到的主要是直流電動機。 4.3 直流電機的基本結(jié)構(gòu) 直流電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和結(jié)構(gòu)件三部分組成。定子包括機座、主磁極、換向磁極、前、后端蓋和電刷裝置等幾個部分；轉(zhuǎn)子是直流電動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的樞紐，有稱為“電樞”，轉(zhuǎn)子外圓有槽，槽內(nèi)嵌有電樞繞組，繞組通過換向器和電刷引出。直流電機的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1B.tmp.png 圖4-1 直流電動機結(jié)構(gòu) 4.4 直流電機工作原理 直流電機電路模型如圖4-2所示，磁極N、S間裝著一個可以轉(zhuǎn)動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個線圈abcd。當(dāng)線圈中流過電流時，線圈受到電磁力作用，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。根據(jù)左手定則可知，當(dāng)流過線圈中電流改變方向時，線圈的受力方向也將改變，因此通過改變線圈電路的方向?qū)崿F(xiàn)改變電機的方向。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1C.tmp.png 圖4-2 直流電動機電路模型 4.5 直流電機主要技術(shù)參數(shù) 直流電機的主要額定值有： 額定功率file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1D.tmp.png:在額定電流和電壓下，電機的負載能力。 額定電壓file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1E.tmp.png：長期運行的最高電壓。 額定電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1F.tmp.png：長期運行的最大電流。 額定轉(zhuǎn)速n：單位時間內(nèi)的電機轉(zhuǎn)動快慢。以r/min為單位。 勵磁電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D20.tmp.png：施加到電極線圈上的電流。 4.6直流電機PWM調(diào)速原理 直流電機的數(shù)學(xué)模型可用圖4-3表示，由圖可見電機的電樞電動勢file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D21.tmp.png的正方向與電樞電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D22.tmp.png的方向相反，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D23.tmp.png為反電動勢；電磁轉(zhuǎn)矩T的正方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同，是拖動轉(zhuǎn)矩；軸上的機械負載轉(zhuǎn)矩file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D24.tmp.png及空載轉(zhuǎn)軍file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D34.tmp.png均與n相反，是制動轉(zhuǎn)矩。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D35.tmp.png 圖4-3 直流電機的數(shù)學(xué)模型 根據(jù)基爾霍夫第二定律，得到電樞電壓電動勢平衡方程式 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D36.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D37.tmp.png-file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D38.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D39.tmp.png……………………………(1.1) 式1.1中，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3A.tmp.png為電樞回路電阻，電樞回路串聯(lián)保繞阻與電刷接觸電阻的總和：file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3B.tmp.png是外接在電樞回路中的調(diào)節(jié)電阻。 由此可得到直流電機的轉(zhuǎn)速公式為： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3C.tmp.png…………………………………(1.2) 式(1.2)中，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4D.tmp.png為電動勢常數(shù)，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4E.tmp.png是磁通量。 由式1.1和1.2得 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4F.tmp.png………………………………………………(1.3) 由式(1.3)中可以看出，對于一個已經(jīng)制造好的電機，當(dāng)勵磁電壓和負載轉(zhuǎn)矩恒定時，它的轉(zhuǎn)速由在電樞兩端的電壓file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D50.tmp.png決定，電樞電壓越高，電機轉(zhuǎn)速就越快，電樞電壓降低到0V時，電機就 停止轉(zhuǎn)動：改變電樞電壓的極性，電機就反轉(zhuǎn)。 （1） PWM電機調(diào)速原理 PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。 在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉(zhuǎn)速。也正因為如此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。如圖4-4所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D51.tmp.jpg 圖4-4 PWM方波 設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D52.tmp.pngD= file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D53.tmp.png/T，則電機的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機的平均速度；Vmax 是指電機在全通電時的最大速度；D =file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D54.tmp.png/T是指占空比。 由上面的公式可見，當(dāng)我們改變占空比D = file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D65.tmp.png/T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調(diào)速的目的。嚴格來說，平均速度Vd 與占空比D并非嚴格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線性關(guān)系。 對于直流電機來說，如果加在電樞兩端的電壓為圖4-5所示的脈動電流壓（要求脈動電壓的周期遠小于電機的慣性常數(shù)），可以看出，在T不變的情況下，改變T1和T2寬度，得到的電壓將發(fā)生變化，下面對這一變化進一步推導(dǎo)。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D66.tmp.png 圖4-5 施加在電樞兩端的脈動電壓 設(shè)電機接全電壓U時，其轉(zhuǎn)速最大為Vmax。若施加到電樞兩端的脈動電壓占空比為D = file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D67.tmp.png/T，則電樞的平均電壓為： U=U×D ………………………………………………（1.4） file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D68.tmp.png≈U×file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D69.tmp.png=KD 在假設(shè)電樞內(nèi)阻轉(zhuǎn)小的情況下式中Kfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D6A.tmp.png，K是常數(shù)。 圖4-6為施加不同占空比時實測的數(shù)據(jù)繪制所得占空比與轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D6B.tmp.png 圖4-6 占空比與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系 由圖看出轉(zhuǎn)速與占空比D并不是完全的線性關(guān)系（途中實線），原因是電樞本身有電阻，不過一般直流電機的內(nèi)阻較小，可以近視為線性關(guān)系。 由此可見，改變施加在電樞兩端電壓就能改變電機的轉(zhuǎn)速，這就是直流電機PWM調(diào)速原理。 4.7電機驅(qū)動模塊的電路設(shè)計 根據(jù)直流電機的工作原理，從PROTEUS選取元器件如下，放置元器件、放置電源和地，進行連線，我們就此設(shè)計的直流電機驅(qū)動模塊如圖4-7所示。所用元器件如下所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7B.tmp.png file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7C.tmp.png 圖4-7直流電機驅(qū)動電路 然而考慮市場的行情，既然已有專門為電機驅(qū)動而設(shè)計的芯片，就沒必要再重新來設(shè)計：選用L298芯片來構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)基本跟上圖一樣，由L298芯片組裝的驅(qū)動模塊如圖4-8所示。所用元器件如下所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7D.tmp.png 圖4-9 直流電機及其驅(qū)動電路 4.8 程序設(shè)計流程圖 直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計流程圖如圖4-10所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7E.tmp.png 圖4-10 系統(tǒng)的設(shè)計流程圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D8F.tmp.png 圖4-11 定時中斷服務(wù)流程圖 5、直流電機的中斷鍵盤控制模塊 5.1 外部中斷設(shè)置 （1）外部中斷允許設(shè)置 中斷控制寄存器IE的EX0對應(yīng)INT0，EX1對應(yīng)INT1，EA為中斷的總開關(guān)，若要開放外部中斷，只要將IE對應(yīng)的位和總開關(guān)EA置1即可。 如：開放外部中斷0的設(shè)置： SETB EX0 SETB EA 開放外部中斷0和1的設(shè)置： SETB EX0 SETB EX1 SETB EA （2）外部中斷觸發(fā)方式設(shè)置 單片機外部中斷有兩種觸發(fā)方式，一種是電平觸發(fā)方式，另一種是脈沖觸發(fā)方式，單片機外部中斷觸發(fā)方式與TCON的IT位有關(guān)。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D90.tmp.jpg 電平觸發(fā)設(shè)置方法：CLR ITX，為低電平觸發(fā)方式。 脈沖觸發(fā)設(shè)置方法：SETB ITX=1，為脈沖下降沿觸發(fā)方式。 在使用外部中的呢時，如果不進行設(shè)置，則為電平觸發(fā)方式。 （3） 外部優(yōu)先級設(shè)置 外部中斷IN0、INT1的中斷優(yōu)先級的設(shè)置是通過設(shè)置IP寄存器實現(xiàn)的，IP的PX0對應(yīng)INT0，PX1對應(yīng)INT1。PX置1為高級中斷，PX為0為低級中斷。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D91.tmp.png 5.2 外部中斷擴展方法 在圖5-1中所示的為外部中斷擴展方法，設(shè)X1、X2、X3、X4、X5為外部信號，X1代表加速信號，X1=0表示加速；X2代表減速信號，X2=0表示減速；X3代表正轉(zhuǎn)信號，X3=0表示正轉(zhuǎn)；X4代表反轉(zhuǎn)信號，X4=0表示反轉(zhuǎn)；X5代表停止信號，X5=0表示停止處理。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA2.tmp.png 圖5-1 外部中斷擴展電路 當(dāng)系統(tǒng)檢測到有中斷請求時，響應(yīng)如下中斷服務(wù)流程圖如圖5-2所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA3.tmp.png 圖5-2 中斷服務(wù)流程圖 6、1602LCD液晶顯示模塊 6.1 引腳分布和接口信號說明 （1）引腳分布 1602液晶顯示共有16個引腳，其引腳分布圖如圖6-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA4.tmp.png 圖6-1 1602液晶顯示模塊引腳分布 （2） 引腳功能 1602引腳功能如表6-2所示 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA5.tmp.png 表6-2 1602引腳定義及功能 6.2 LCD液晶顯示電路 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA6.tmp.png 圖6-3LCD電路 顯示程序流程圖如圖6-4所示 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB6.tmp.png 圖6-4 顯示程序流程圖 7、直流電機PWM控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 7.1.總電路功能介紹 直流電機PWM調(diào)速控制系統(tǒng)具有加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能。操作開關(guān)通過中斷控制直流電機的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制功能，并通過LCD液晶顯示。振蕩、時鐘電路和復(fù)位電路由80C51單片機內(nèi)部給出。直流電機轉(zhuǎn)動速度由LCD液晶顯示。操作開關(guān)狀態(tài)由液晶顯示器顯示。 7.2直流電機控制程序 ORG 0000H SJMP DISPLAY ORG 0003H LJMP BUTTON ；外部0中斷入口地址 ORG 000BH LJMP DINGSHI ；定時中斷T0入口地址 RS EQU P3.0 RW EQU P3.1 E EQU P3.4 ORG 0030H DISPLAY: ；顯示程序為主程序 SETB EA ；打開中斷總開關(guān) SETB EX0 ；打開外部中斷0開關(guān) SETB IT0 ；打開外部中斷0下降沿觸發(fā) MOV TMOD,#01H ；設(shè)置定時工作方式 MOV TL0,#0FFH ；設(shè)置定時初值 MOV TH0,#0FFH SETB ET0 ；打開定時中斷T0開關(guān) CLR P0.5 CLR P0.6 CLR P0.7 SETB TR0 ；定時器T0開始定時 MOV DPTR,#TAB ；液晶顯示的字符首地址 MOV R0,#00H ；脈寬的初值 MOV R1,#16 ；“SET SPEED PLEASE”的字符個數(shù) MOV R3,#00H MOV R4,#00H LP9: LCALL CHUSHI LP2: ACALL BUSY MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS INC DPTR DJNZ R1,LP2 LP3: CJNE R3,#00H,LP4 CJNE R4,#00H,LP4 SJMP LP3 LP4: MOV R7,#00H ；中斷的標志 MOV R5,#09H ；CURRENT:的字符個數(shù) ACALL BUSY MOV P1,#0C0H ACALL ENABLE MOV DPTR,#MMTAB ACALL BUSY LP5: MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A INC DPTR ACALL DATAS ACALL BUSY DJNZ R5,LP5 MOV DPTR,#STAB MOV A,R2 MOV P1,A ACALL DATAS ACALL BUSY MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS ACALL BUSY MOV A,R4 ；顯示速度的個位 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS ；使液晶始終顯示當(dāng)前電機的速度 LP8: CJNE R7,#00H,LP7 ；速度不變時等待 LJMP LP8 ；速度變時重新讀入速度 LP7: SJMP LP4 CHUSHI: ；使液晶顯示的一些初始設(shè)置 ACALL BUSY MOV P1,#00000001B ；清屏并光標復(fù)位 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00111000B ；設(shè)置顯示模式：8位2行5×7點陣 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00001111B ；顯示器開、光標開、光標允許閃爍 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00000110B ；文字不動，光標自動右移 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#80H ；寫入顯示起始地址 ACALL ENABLE RET ENABLE: ；寫入控制命令的子程序 SETB E CLR RS CLR RW CLR E RET DATAS: ；寫入數(shù)據(jù)子程序 SETB E SETB RS CLR RW CLR E RET BUSY: ；準備寫入數(shù)據(jù) CLR E MOV P1,#0FFH CLR RS SETB RW SETB E JB P1.7,BUSY RET ORG 2000H DINGSHI: ；定時中斷服務(wù)程序 CPL P0.7 JNB P0.7, Z1 ；周期一定 MOV A,#0FFH SUBB A,R0 MOV TH0,A SETB TR0 RETI Z1: MOV TH0,R0 ；脈寬 SETB TR0 RETI BUTTON: ；從控制鍵盤中讀取操作命令 PUSH ACC CLR EX0 CLR EA INC R7 MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV A,P2 JNB ACC.0,AA0 JNB ACC.1,KK0 JNB ACC.2,ZZ JNB ACC.3,FF JNB ACC.4,WW0 AJMP QQ AA0: CJNE R0,#0FFH,AA1 ；加速操作 AJMP QQ AA1: MOV A,R0 ADD A,#5 MOV R0,A AJMP QQ KK0: CJNE R0,#00,MM ；減速操作 AJMP QQ MM: MOV A,R0 SUBB A,#5 MOV R0,A AJMP QQ QQ: MOV A,R0 MOV B,#5 DIV AB MOV B,#10 DIV AB MOV R3,A MOV R4,B SETB EX0 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EA POP ACC RETI ZZ: SETB P0.5 ；正轉(zhuǎn)操作 CLR P0.6 MOV R2,#2BH ；正轉(zhuǎn)標志“+“ LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI FF: CLR P0.5 ；反轉(zhuǎn)操作 SETB P0.6 MOV R2,#2DH ；反轉(zhuǎn)標志“—“ LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI WW0: ；停止操作 CLR P0.5 CLR P0.6 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI DELAY: ；延時子程序 MOV R5,#0E0H MM0: MOV R6,#30H MM1: DJNZ R6,MM1 DJNZ R5,MM0 RET TAB: DB 53H,45H,54H,20H DB 53H,50H,45H,45H ；“SET SPEED PLEASE”代碼 DB 44H,20H,50H,4CH DB 45H,41H,53H,45H STAB: DB 30H,31H,32H,33H DB 34H,35H,36H,37H ；“0，1,2,3,4,5,6,7“代碼 DB 38H,39H,41H,42H ；“8,9，A,B,C,D,E,F”代碼 DB 43H,44H,45H,46H MMTAB: DB 43H,4FH,52H,52H DB 45H,4EH,54H,20H ；“CURRENT：”代碼 DB 3AH END 8、系統(tǒng)仿真截圖 8.1系統(tǒng)各種狀態(tài)圖 整體電路設(shè)計如下圖8-1 圖8-1電路原理圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB7.tmp.jpg LCD 液晶顯示電路的系統(tǒng)仿真與測試：在PROTEUS運行環(huán)境中首先檢驗LCD顯示電路，添加程序，運行LCD液晶顯示電路，系統(tǒng)若運行成功將得到如圖8-2，此后在之前的電路基礎(chǔ)上再拓展帶中斷的獨立式鍵盤，調(diào)試成功后的電路如圖8-3所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB8.tmp.png 圖8-2 LCD液晶顯示字符初步調(diào)試 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DC9.tmp.png 圖8-3 帶中斷控制的LCD液晶顯示 調(diào)試用帶中斷的鍵盤來控制直流電機驅(qū)動模塊的部分電路，若按要求調(diào)試成功，將得到圖8-4。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCA.tmp.png 圖8-4 用帶中斷的鍵盤來控制的電動機 啟動目標系統(tǒng)，按正轉(zhuǎn)，然后按加速開關(guān)，我們觀察到電機開始運轉(zhuǎn)，每按一次加速，電機的速度都要增加，此時如果按減速，則電機的轉(zhuǎn)速慢慢地減少。同樣按反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)也看到同樣的結(jié)果，當(dāng)按停止鍵時，電機慢慢停下來，圖8-5是在目的電路剛啟動時未設(shè)置命令之前的狀態(tài)。圖8-6是在正轉(zhuǎn)情況下的仿真結(jié)果，圖8-7是在反轉(zhuǎn)情況下的仿真結(jié)果。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCB.tmp.jpg 圖8-5 未按鍵時的初始狀態(tài) file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCC.tmp.jpg 圖8-6 電機正轉(zhuǎn)時的狀態(tài) file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCD.tmp.jpg 圖8-7 電機反轉(zhuǎn)時的狀態(tài) 9、 問題與分析 9.1設(shè)計問題 實驗原理圖設(shè)計中遇到的的問題，以及解決方法： 在實驗過程中繪制的初始原理圖如下：file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCE.tmp.jpg 仿真運行，按下按鍵出現(xiàn)如下報錯 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCF.tmp.jpg 沒有給單片機提供時鐘信號，需要添加由晶振和電容構(gòu)成的外接振蕩器連接在XTAL1（第19腳） 9.2答辯問題 1、1602液晶顯示器引腳功能是什么？ 答：1、2引腳分別是接電源和接地；3引腳是對比調(diào)整電壓；4引腳是輸入指令或數(shù)據(jù)；5引腳向LCD寫入指令或者從LCD讀取信息；6引腳是使能信號；7-14引腳都是數(shù)據(jù)總線；15、16引腳分別接LCD電源正負極。 2、電路圖中二極管的作用？ 答：續(xù)流和保護電路。 10、心得體會 本次課程設(shè)計的直流電機速度控制系統(tǒng)是以低價位的單片微機AT89C51為核心的，而通過單片機來實現(xiàn)電機調(diào)整又有多種途徑，相對于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實現(xiàn)對電機進行調(diào)整，采用PWM軟件方法來實現(xiàn)的調(diào)速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機的效能，對于簡易速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑。 通過這次設(shè)計使我掌握了基于單片機系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，不僅鞏固了自己所學(xué)的理論知識，還鍛煉了自己的動手能力。在設(shè)計中使我對具體程序的編寫過程有了更好的把握，對相應(yīng)指令的內(nèi)涵有了更深入的理解。 在設(shè)計中遇到了很多問題，但是經(jīng)過自己的不懈努力終于完成了設(shè)計，使我感到非常欣慰，也給了我更多的信心來面對今后的生活與工作。設(shè)計中也存在許多不足之處。主要體現(xiàn)在對所學(xué)知識不能靈活運用、舉一反三，另外也缺乏系統(tǒng)設(shè)計的實際經(jīng)驗。希望今后能多多練習(xí)，彌補自己的不足。 學(xué)習(xí)到理論知識與實踐中的差距，理論在沒有實踐的進行，無法成為現(xiàn)實，實踐在沒有理論的支持也是不行的。 參考文獻 1.《單片機原理及實踐指導(dǎo)》 楊振江、馮軍主編 中國電力出版社 2.《MCS-5系列單片機實用接口技術(shù)》 李華主編 北京航空航天大學(xué)出版社 3.《電機與拖動》 唐介主編 高等教育出版社 附錄1：原理圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DDF.tmp.jpg 附錄2：元件清單
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