單片機控制電機轉速PWM

1、單片機控制電機轉速（PWM）課程設計任務書學 院機械工程學院專 業(yè)機械設計制造及其自動化學生姓名班級學號課程設計題目單片機控制電機轉速（PWM）實踐教學要求與任務:設計內容： 1、總體方案設計 2、選擇可編程接口芯片 3、涉及硬件電路 4、編寫匯編語言程序 5、程序調試及驗證 6、編寫課程設計說明書工作計劃與進度安排:時間安排：1、總體設計 1天2、選擇芯片及設計硬件電路 1天3、編寫匯編語言程序 1天4、程序調試及驗證 1天5、編寫課程設計說明書 0.5天6、答辯 0.5天指導教師： 2015年6月 日專業(yè)負責人：2015年 月 日學院教學副院長：2015年 月 日目錄1課程設計的目的和要求

2、 21.1課程設計的目的 21.2課程設計的基本要求 22總體設計22.1 硬件總體方案設計 22.2 軟件總體方案設計 33 硬件設計 33.1 主要芯片介紹 33.2 硬件電路設計 54、軟件設計 65、結束語 7附錄 8程序清單81課程設計的目的和要求1.1課程設計的目的1、了解直流電機PWM調速的原理。2、學習ADC0809的工作原理，掌握其編程方法。1.2課程設計的基本要求1、通過ADC0809采樣05V的電壓值（由電位器產生）。2、根據采樣值產生占空比不同的脈沖信號，控制電機轉速。2 總體設計2.1 硬件總體方案設計硬件方案設計的詳細框圖如圖2.1所示：通過ADC0809采樣由電位

3、計產生的05V的電壓值，經過A/D轉換后，輸入給MCS-51單片機，并由單片機調節(jié)占空比，輸出脈沖信號，進一步控制電機轉速。圖2.12.2 軟件總體方案設計直流電機轉速的調節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫一個能輸出方波的子程序。如先讓PWM置1，延時一段時間后，再將PWM清零，再延時，如此反復就能達到輸出方波的目的。通過調節(jié)電位器的電壓輸出改變輸出方波的占空比，達到調速的目的。主要包括定時程序、A/D轉換的讀入程序、PWM的輸出程序、以及延時程序。3 硬件設計3.1 主要芯片介紹MCS-51芯片介紹 ：MCS-51系列單片機是美國Intel公司開發(fā)的8位單片機，又可以分為多個子系列。M

4、CS-51系列單片機共有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條時鐘引腳。 引腳說明：P0.0P0.7：P0口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲器擴展時的地址/數據復用口。 P1.0P1.7：P1口8位口線，通用I/O接口無第二功能。 P2.0P2.7：P2口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲器擴展時傳送高8位地址。 P3.0P3.7：P3口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為為單片機的控制信號。ALE/ PROG：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號線（輸出信號）PSEN：片外程序存儲器開發(fā)信號引腳（輸出信號）EA

5、/Vpp：片外程序存儲器使用信號引腳/編程電源輸入引腳RST/VPD：復位/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轉換器，CMOS工藝，可實現8路模擬信號的分時采集，片內有8路模擬選通開關，以及相應的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉換時間為100s左右，采用雙排28引腳封裝，其引腳說明如下：圖3.2IN0IN7：8路模擬量輸入ADDAADDC：地址線用于選擇模擬量輸入通道 ALE：地址鎖存允許信號START：轉換啟動信D0D7：數據輸出線OE：輸出允許信號，低電平允許轉換結果輸出CLOCK：時鐘信號輸入引腳，通常使用500KHzEOC：轉換結

6、束信號，為0代表正在轉換，1代表轉換結Vcc：5V電壓VREF（）、VREF（）：參考電壓3.2 硬件電路設計（1）PWM 調速電路原理及說明 JUMP跳線為極性選擇。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，PWM IN為高，電機兩端無電壓；PWM IN為低，電機兩端為正電壓。 雙極性時，PWM IN為高，電機兩端為負電壓；PWM IN為低，電機兩端為正電壓。（2）PWM調速電路基本測試方法 將CPU模塊的P1.0P1.1分別接至CPU掛箱的K1K3，T0接PWM調速模塊的PWM IN，模塊的跳線1、2腳短接。運行測試程序，改變K1K3的值，

7、電機轉速應隨之變化。圖3.34 軟件設計由于電位器輸出為模擬電壓，而單片機所能處理的僅為數字信號，所以要經過ADC0809將電位器的輸出裝換為數字信號。因此編程時要啟動IN0，啟動A/D轉換，并用軟件延時一段時間等待轉換結束，然后讀取轉換結果并將其存入指定的寄存器供調用。 直流電機轉速的調節(jié)需要改變輸出脈沖的占空比，因此需要編寫一個能輸出方波的子程序。如先讓PWM置1，延時一段時間后，再將PWM清零，再延時，如此反復就能達到輸出方波的目的。通過調節(jié)電位器的電壓輸出改變輸出方波的占空比，達到調速的目的。對應的程序框圖如圖5.1所示：圖5.15 結束語通過一周的單片課程設計，學到了很多有用的東西，

8、讓我對單片機和匯編語言程序設計都有了新的理解。 首先，對MCS-51單片機的工作原理和具體的功能實現有了一個更高的認識。對于硬件電路，以前只是大概了解，實驗后，對單片機的各個端口，寄存器都有了一個比較系統(tǒng)的認識。 其次，學會了匯編語言的程序編寫。匯編語言具有編寫的程序效率高，占用的存儲空間小，運行速度快等優(yōu)點，相比于高級語言和機器語言都有一定的優(yōu)勢。因此，掌握匯編語言的程序編寫對于以后的學習都會有很大的幫助。另外，匯編語言的學習還可以幫助理解單片機的硬件電路工作原理，一舉兩得。 再次，單片機的功能很強大，所能實現的功能并不僅限于這次課程設計。單片機還能實現更多更實用的功能，應該學會觸類旁通，舉

9、一反三，在課程設計的基礎上創(chuàng)新，開發(fā)自己的創(chuàng)造力。最后，感謝一周內老師們的悉心指導！附錄程序清單ADC EQU 35H CLOCK BIT P2.4 ；定義ADC時鐘位 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A/D轉換 JNB EOC,$ ；等待轉換結束 SETB OE MOV ADC,P1 ；讀A/D轉換結果 CLR OE SETB PWM ；PWM輸出 MOV A,ADC LC