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在所有的機電設備當中，直流電動機具有優(yōu)良的調速特性,調速平滑，方便，調速范圍廣，過載能力大，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉；能滿足生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。傳統(tǒng)的晶閘管直流調速系統(tǒng)，其控制叫路是基于模擬器件沒計的，這使得控制電路的硬件設備極其復雜，安裝調試困難，相對故障牢高。電動機調速系統(tǒng)采用微機實現(xiàn)自動控制，是電氣傳動發(fā)展的主要方向之一。本文設計了一種基于單片機的直流電機脈寬調速控制系統(tǒng)，其控制方案依靠軟件實現(xiàn)。采樣、觸發(fā)、控制均采用數(shù)字處理，避免了模擬控制電路對元件參數(shù)的影響，且參數(shù)調整簡單方便，簡化了系統(tǒng)，提高了電機工作穩(wěn)定性，延長了系統(tǒng)使用壽命。采用微機控制后，整個調速系統(tǒng)體積小、結構簡單、可靠性高、操作維護方便，電動機穩(wěn)態(tài)運轉時轉速精度可達到較高水平，靜動態(tài)各項指標均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動的要求。直流凋速技術已廣泛戍用于現(xiàn)代工業(yè)、航天等各個領域。

如圖2所示89C52單片機一共有40個引腳，其中20引腳和40引腳分別接地和接電源VCC，以提供合適的電壓給單片機工作。P0 ，P1，P2，P3這四組端口每一組都具有0到7號8個I\O口，一共是32個，這32個端口可以作為單片機的輸入端也可以作為它的輸出端，每一組端口的具體功能作用都有相同的部分也有不同之處，詳細的用法如下：
   P0口（P0.0——P0.7）：它們屬于單片機上的39到32引腳，是雙向8位的三態(tài)輸入輸出口，每一個端口都可以獨立使用，在這次的設計中，P0口就是用作了驅動LED數(shù)碼管（分別接在了數(shù)碼管的8個陽極）。
P1口（P1.1——P1.7）：它們屬于單片機上的1腳到8腳，這8個端口也是可以獨立使用，但是這跟P0口有點不同，就是每一個端口內部已經(jīng)接上了上拉電阻，使得端口的輸出沒有高阻態(tài)，輸入也沒有鎖存功能，所以說這并不是我們常說的輸入輸出口，而是作為“準雙向端口”。正是這些區(qū)別使得P1口的作用跟P0口有很大的區(qū)別。在本次的設計中P1.0到P1.3是用作驅動四個指示燈，而P1.4到P1.7是連接到了4個按鍵，用以把按鍵的信號輸入給單片機。
   P2口（P2.0——P2.7）：它們屬于單片機上的21到28引腳，P2口跟P1口很相似，都是內接上拉電阻，作為“準雙向端口”，可以獨立使用。在本次的設計中，P2.0到P2.3分別接到了四位數(shù)碼管的四個位選端口，而P2.4到P2.7則作為輸出接到橋式電路的四個控制端，通過單片機實現(xiàn)控制電機的正反轉。
另外89C52單片機的外部引腳中還有幾個是比較普遍要用到的，例如：
第9引腳的復位引腳RST，該引腳是用于單片機的復位初始化，當該引腳輸入連續(xù)兩個機器周期以上的高電平時，單片機就會自動的復位，所謂的復位就是，單片機從頭開始執(zhí)行程序
第18，19引腳：這兩個引腳為單片機的時鐘輸入引腳，兩腳之間可接石英晶體或者振蕩電容（在本次設計中這兩個引腳接上的是頻率為12M的晶振，而在晶振的兩邊需要分別并聯(lián)一個22PF的電容，以幫助起振）
   第20引腳：為程序存儲器允許輸出控制端，當內部ROM讀取時，程序存儲器允許輸出控制端不動作：外部ROM讀取時，在每個機器周期會動作兩次；當外部RAM讀取時，兩個脈沖會被跳過不會輸出；外接ROM時，與ROM的OE腳相接。

（三） 電機速度的計算方法
在檢測直流電機的速度上，有兩種方法可以實現(xiàn)，一種是利用霍爾元件，另一種是利用編碼器。選用霍爾元件測速的原理是根據(jù)霍爾元件屬于帶有磁性的元件，當電機轉動的時候，霍爾元件會產(chǎn)生相應的輸出信號，把這個信號整理之后形成矩形脈沖信號，再把這個信號輸給單片機，經(jīng)單片機計數(shù)器計數(shù)處理，便可得到電機的轉速。對比兩種方法，個人覺得選用編碼器更加適合我，因為我對編碼器測速比較熟悉。本次設計選用的是334線編碼器，直流電機每轉一圈，編碼器便產(chǎn)生334個脈沖，經(jīng)過處理可以整形為矩形脈沖。通過對編碼器采集到的信號進行處理后，將處理后的脈沖信號從編碼器輸出到單片機，通過用計數(shù)器對輸出脈沖進行計數(shù)，單片機計算每半秒時間內接收到的脈沖個數(shù)N，根據(jù)N乘以120再除以碼盤數(shù)就可以求出此時直流電機的轉速是多少了。
if(a==50)                                                                   //50次中斷等于0.5S
{
                        zhuansu=(TH1*256+TL1)/334*120;             //每分鐘轉速等于T1一秒計數(shù)脈沖值乘60秒除以碼盤數(shù)
                        TL1=0;                                                                                                    //定時器重新賦初值，從0開始計數(shù)

//#include <reg52.h> //包含單片機寄存器的頭文件
#include <REGX52.H>
#define uchar unsigned char //定義uchar為無符號字符型變量
#define uint unsigned int //定義uint為無符號整型變量
#define ulong unsigned long
//uchar wei_code[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //位碼數(shù)據(jù)組
#define wei1 P2_1=1;P2_2=1;P2_3=1;P2_0=0;
#define wei2 P2_0=1;P2_2=1;P2_3=1;P2_1=0;
#define wei3 P2_0=1;P2_1=1;P2_3=1;P2_2=0;
#define wei4 P2_0=1;P2_1=1;P2_2=1;P2_3=0;
#define RESOLUTION 200//PWM量化精度
sbit LED1=P1^0;
sbit LED2=P1^1;
sbit LED3=P1^2;
sbit LED4=P1^3;
sbit KEY1=P1^4;
sbit KEY2=P1^5;
sbit KEY3=P1^6;
sbit KEY4=P1^7;
sbit PWM=P3^2;
void Delay(uint x);
void Init(void);
void MotorCtrl(uchar cmd);
uchar Key_Scan(void);
uchar duan_code[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};//段碼數(shù)據(jù)組0---9
uint zhuansu,a=0; //定義變量名稱
bit flag,power,direct; //計時一秒標志位
/**************************************
主函數(shù)
***************************************/
void main()
{
uchar key;
uint cnt,pwmcnt;
Init(); //定時計數(shù)器初始化
cnt=0;
power=0;
direct=0;
pwmcnt=0;
MotorCtrl(1);
while(1)
{
key=Key_Scan();
switch(key)
{
case 1://啟�？刂�
power=!power;
if(power)LED1=0;
else
{
LED1=1;
MotorCtrl(0);
PWM=1;
}
break;
case 2://正反轉控制
direct=!direct;
if(direct)MotorCtrl(1);
else MotorCtrl(2);
break;
case 3:
if(pwmcnt<RESOLUTION)pwmcnt++;
break;//加速控制
case 4:
if(pwmcnt>0)pwmcnt--;
break;//減速控制
default:break;
}
if(power)
{
cnt++;
if(cnt<pwmcnt)PWM=0;
else PWM=1;
if(cnt>=RESOLUTION)cnt=0;
}
}
}
/**************************************
T0定時中斷服務程序
***************************************/
void timer0() interrupt 1 using 1//10MS中斷一次
{
static uchar wei=0;
uchar temp;
a++; //每中斷一次a加1
if(a==50) //50次中斷等于0.5S
{
zhuansu=(TH1*256+TL1)/334*120; //每分鐘轉速等于T1一秒計數(shù)脈沖值乘60秒除以碼盤數(shù)
TL1=0; //定時器重新賦初值，從0開始計數(shù)
TH1=0;
a=0; //a置0，為下一秒開始計數(shù)賦值
}
if(wei==0)
{
temp=zhuansu/1000;
wei4;
P0=duan_code[temp];
wei=1;
}
else if(wei==1)
{
temp=zhuansu/100%10;
wei3;
P0=duan_code[temp];
wei=2;
}
else if(wei==2)
{
temp=zhuansu/10%10;
wei2;
P0=duan_code[temp];
wei=3;
}
else if(wei==3)
{
temp=zhuansu%10;
wei1;
P0=duan_code[temp];
wei=0;
}
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256; //重裝初值
}
/**************************************
延時，大約1ms
***************************************/
void Delay(uint x)
{
uchar i;
while(x--)
for(i=0;i<120;i++);
}
/**************************************
定時器計數(shù)器初始化
***************************************/
void Init(void)
{
MotorCtrl(0);
TMOD=0x51; //定時器T1工作于計數(shù)模式1，定時器T0工作于計時模式1
TH0=(65536-10000)/256; //定時器T0的高8位設置初值，每10ms產(chǎn)生一次中斷
TL0=(65536-10000)%256; //定時器T0的低8位設置初值，每10ms產(chǎn)生一次中斷
TH1=0; //定時器T1高8位賦初值0
TL1=0; //定時器T1低8位賦初值0
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //定時器T0中斷允許
TR1=1; //定時器T1啟動
TR0=1; //定時器T0啟動
}
/**************************************
電機正反轉及停止控制
***************************************/
void MotorCtrl(uchar cmd)
{
uchar temp;
temp=P2&0x0f;
if(cmd==0)
{
temp|=0xa0;//停止
LED2=1;LED3=1;
}
else if(cmd==1)
{
temp|=0x30;//正轉
LED2=0;LED3=1;
}
else if(cmd==2)
{
temp|=0xc0;//反轉
LED2=1;LED3=0;
}
P2=temp;
}
/**************************************
按鍵掃描
***************************************/
uchar Key_Scan(void)
{
static uchar key_up=1;//按鍵按松開標志
if(key_up&&(KEY1==0||KEY2==0||KEY3==0||KEY4==0))
{
Delay(10);//去抖動
key_up=0;
if(KEY1==0)return 1;
if(KEY2==0)return 2;
if(KEY3==0)return 3;
if(KEY4==0)return 4;
}
else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1)key_up=1;
return 0;
}
0)return 3;
if(KEY4==0)return 4;
}
else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1)key_up=1;
return 0;
}

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學生項目過程自評表
學科：控制電機項目名稱：直流電機驅動控制系統(tǒng)設計班級：姓名：
類別	出勤3	學習態(tài)度6	準備工作7	項目方案9	創(chuàng)新能力9	溝通協(xié)作9	項目進度10	項目報告15	項目作業(yè)30	合計成績100
得分
項目實施方案
項目總結報告