單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速PWM

1、單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速（PWM）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速（PWM）實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、總體方案設(shè)計(jì) 2、選擇可編程接口芯片 3、涉及硬件電路 4、編寫(xiě)匯編語(yǔ)言程序 5、程序調(diào)試及驗(yàn)證 6、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:時(shí)間安排：1、總體設(shè)計(jì) 1天2、選擇芯片及設(shè)計(jì)硬件電路 1天3、編寫(xiě)匯編語(yǔ)言程序 1天4、程序調(diào)試及驗(yàn)證 1天5、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 0.5天6、答辯 0.5天指導(dǎo)教師： 2015年6月 日專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人：2015年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2015年 月 日目錄1課程設(shè)計(jì)的目的和要求

2、 21.1課程設(shè)計(jì)的目的 21.2課程設(shè)計(jì)的基本要求 22總體設(shè)計(jì)22.1 硬件總體方案設(shè)計(jì) 22.2 軟件總體方案設(shè)計(jì) 33 硬件設(shè)計(jì) 33.1 主要芯片介紹 33.2 硬件電路設(shè)計(jì) 54、軟件設(shè)計(jì) 65、結(jié)束語(yǔ) 7附錄 8程序清單81課程設(shè)計(jì)的目的和要求1.1課程設(shè)計(jì)的目的1、了解直流電機(jī)PWM調(diào)速的原理。2、學(xué)習(xí)ADC0809的工作原理，掌握其編程方法。1.2課程設(shè)計(jì)的基本要求1、通過(guò)ADC0809采樣05V的電壓值（由電位器產(chǎn)生）。2、根據(jù)采樣值產(chǎn)生占空比不同的脈沖信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。2 總體設(shè)計(jì)2.1 硬件總體方案設(shè)計(jì)硬件方案設(shè)計(jì)的詳細(xì)框圖如圖2.1所示：通過(guò)ADC0809采樣由電位

3、計(jì)產(chǎn)生的05V的電壓值，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入給MCS-51單片機(jī)，并由單片機(jī)調(diào)節(jié)占空比，輸出脈沖信號(hào)，進(jìn)一步控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖2.12.2 軟件總體方案設(shè)計(jì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫(xiě)一個(gè)能輸出方波的子程序。如先讓PWM置1，延時(shí)一段時(shí)間后，再將PWM清零，再延時(shí)，如此反復(fù)就能達(dá)到輸出方波的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的電壓輸出改變輸出方波的占空比，達(dá)到調(diào)速的目的。主要包括定時(shí)程序、A/D轉(zhuǎn)換的讀入程序、PWM的輸出程序、以及延時(shí)程序。3 硬件設(shè)計(jì)3.1 主要芯片介紹MCS-51芯片介紹 ：MCS-51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司開(kāi)發(fā)的8位單片機(jī)，又可以分為多個(gè)子系列。M

4、CS-51系列單片機(jī)共有40條引腳，包括32條I/O接口引腳、4條控制引腳、2條電源引腳、2條時(shí)鐘引腳。 引腳說(shuō)明：P0.0P0.7：P0口8位口線(xiàn)，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口。 P1.0P1.7：P1口8位口線(xiàn)，通用I/O接口無(wú)第二功能。 P2.0P2.7：P2口8位口線(xiàn)，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)傳送高8位地址。 P3.0P3.7：P3口8位口線(xiàn)，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為為單片機(jī)的控制信號(hào)。ALE/ PROG：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號(hào)線(xiàn)（輸出信號(hào)）PSEN：片外程序存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)信號(hào)引腳（輸出信號(hào)）EA

5、/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器使用信號(hào)引腳/編程電源輸入引腳RST/VPD：復(fù)位/備用電源引腳。ADC0809芯片介紹：ADC0809是一種比較典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，可實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開(kāi)關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s左右，采用雙排28引腳封裝，其引腳說(shuō)明如下：圖3.2IN0IN7：8路模擬量輸入ADDAADDC：地址線(xiàn)用于選擇模擬量輸入通道 ALE：地址鎖存允許信號(hào)START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信D0D7：數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)OE：輸出允許信號(hào)，低電平允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出CLOCK：時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，通常使用500KHzEOC：轉(zhuǎn)換結(jié)

6、束信號(hào)，為0代表正在轉(zhuǎn)換，1代表轉(zhuǎn)換結(jié)Vcc：5V電壓VREF（）、VREF（）：參考電壓3.2 硬件電路設(shè)計(jì)（1）PWM 調(diào)速電路原理及說(shuō)明 JUMP跳線(xiàn)為極性選擇。2、3腳短接（模塊上選擇D端）為雙極性；1、2腳短接（模塊上選擇S端）為單極性。 單極性時(shí)，PWM IN為高，電機(jī)兩端無(wú)電壓；PWM IN為低，電機(jī)兩端為正電壓。 雙極性時(shí)，PWM IN為高，電機(jī)兩端為負(fù)電壓；PWM IN為低，電機(jī)兩端為正電壓。（2）PWM調(diào)速電路基本測(cè)試方法 將CPU模塊的P1.0P1.1分別接至CPU掛箱的K1K3，T0接PWM調(diào)速模塊的PWM IN，模塊的跳線(xiàn)1、2腳短接。運(yùn)行測(cè)試程序，改變K1K3的值，

7、電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)隨之變化。圖3.34 軟件設(shè)計(jì)由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機(jī)所能處理的僅為數(shù)字信號(hào)，所以要經(jīng)過(guò)ADC0809將電位器的輸出裝換為數(shù)字信號(hào)。因此編程時(shí)要啟動(dòng)IN0，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，并用軟件延時(shí)一段時(shí)間等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并將其存入指定的寄存器供調(diào)用。 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫(xiě)一個(gè)能輸出方波的子程序。如先讓PWM置1，延時(shí)一段時(shí)間后，再將PWM清零，再延時(shí)，如此反復(fù)就能達(dá)到輸出方波的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的電壓輸出改變輸出方波的占空比，達(dá)到調(diào)速的目的。對(duì)應(yīng)的程序框圖如圖5.1所示：圖5.15 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)一周的單片課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多有用的東西，

8、讓我對(duì)單片機(jī)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)都有了新的理解。 首先，對(duì)MCS-51單片機(jī)的工作原理和具體的功能實(shí)現(xiàn)有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。對(duì)于硬件電路，以前只是大概了解，實(shí)驗(yàn)后，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)端口，寄存器都有了一個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。 其次，學(xué)會(huì)了匯編語(yǔ)言的程序編寫(xiě)。匯編語(yǔ)言具有編寫(xiě)的程序效率高，占用的存儲(chǔ)空間小，運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，相比于高級(jí)語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言都有一定的優(yōu)勢(shì)。因此，掌握匯編語(yǔ)言的程序編寫(xiě)對(duì)于以后的學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。另外，匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)還可以幫助理解單片機(jī)的硬件電路工作原理，一舉兩得。 再次，單片機(jī)的功能很強(qiáng)大，所能實(shí)現(xiàn)的功能并不僅限于這次課程設(shè)計(jì)。單片機(jī)還能實(shí)現(xiàn)更多更實(shí)用的功能，應(yīng)該學(xué)會(huì)觸類(lèi)旁通，舉

9、一反三，在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)自己的創(chuàng)造力。最后，感謝一周內(nèi)老師們的悉心指導(dǎo)！附錄程序清單ADC EQU 35H CLOCK BIT P2.4 ；定義ADC時(shí)鐘位 ST BIT P2.5 EOC BIT P2.6 OE BIT P2.7 PWM BIT P3.7 ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INTT0 START:MOV TMOD,#02H MOV TH0,#20 MOV TL0,#00H MOV IE,#82H SETB TR0 WAIT: CLR ST SETB ST CLR ST ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$ ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 SETB OE MOV ADC,P1 ；讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE SETB PWM ；PWM輸出 MOV A,ADC LC