1、单片机课程设计说明书 第 1 页 共 18 页 1 1 引言引言 随着微电子技术的不断发展与进步，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已 可以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器计数电路，这就很容易将计算机技 术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。 在现代工业中，直流电动机作为电能转换的传动装置，被广泛应用于机械、冶金、 石油、化工、国防等工业部门中。直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因 其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。随着对生产工艺、产品质量的要求不 断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。直流调速系统的发展 得力于微电子技术、电力电
2、子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机 应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使直流调速系统发生翻天覆地的变化。 其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数 字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并向全数字控制方向快速发展。 本文设计了用 DAC0808 设计直流电动机调速器的基本方案，阐述了该调速器系统 的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本系统用电压表测量直流电动机的转 速，用 MCS-51 单片机输出数字信号通过 DAC0808 芯片实现数模转换，从而输出模拟 电压来控制调节直流电动机的转速。本设计主要研究利用单片机及 DAC
3、0808 实现数模 转换调速，直流电机的控制和测量方法，从而对直流电机的调速控制精度、响应速度以 及节约能源等都具有重要意义。 2 2 设计总体方案设计总体方案 2 2.1 .1 设计要求设计要求 基本要求：使用 AT89C51 单片机为核心，使用数模转换元件 DAC0808 对单片机输出 的数字信号进行转换，输出模拟信号驱动直流电动机。 具体要求：在设计中，设计 8 个按键对应直流电动机的 8 挡不同转速，按下不同按 键时， 电动机将以不同速度转动， 在 8 个按键中取一个按键为直流电动机转动停止按键。 8 挡不同转速的设定由学生自己决定。 仿真：控制程序在 Keil 软件中编写，编译，整个
4、控制电路在 Proteus 仿真软件中 连接调示。 单片机课程设计说明书 第 2 页 共 18 页 2.2 2.2 设计思路设计思路 （1）根据设计要求，选择 AT89C51 单片机为核心控制器件，并编写相应控制程序。 （2）D/A 转换采用 DAC0808 实现，与单片机的接口为 P0 口，采用运放电路输出电 压模拟量对直流电动机调速。 （3）直流电动机有 8 挡转速，分别由 8 个按键通过连接单片机的 P1 口控制，8 个 按键 H-A，转速依次升高，A 按键转速最大，其中 H 按键为直流电动机停转键。 （4）直流电动机的转速由与其并联的电压表显示，电压越大，转速越快。 2.3 2.3 设
5、计方案设计方案 直流电机调速系统硬件以 MCS-51 单片机为控制核心，包括电源电路、按键控制电 路、单片机控制、数模转换、电机驱动电路、转速显示等部分。硬件电路设计系统框图 如图 1 所示。 图 1 直流电机调速系统框图 3 3 硬件电路设计硬件电路设计 3 3.1 .1 DAC0808DAC0808 的简介的简介 DAC0808 的管脚图及各引脚功能： 单片机课程设计说明书 第 3 页 共 18 页 单片机课程设计说明书 第 4 页 共 18 页 单片机课程设计说明书 第 5 页 共 18 页 单片机课程设计说明书 第 6 页 共 18 页 单片机课程设计说明书 第 7 页 共 18 页
6、单片机课程设计说明书 第 8 页 共 18 页 图 2 DAC0808 引脚图 DAC0808 是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片。 与微处理器完全兼容。 这个 DA 芯片以其 价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A 转换器由 8 位输入锁存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。 DAC0808 结构： D0D7：8 位数据输入线，TTL 电平，有效时间应大于 90ns(否则锁存器的数据会出 错)； ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；000000 CS：片选信号输入线（选通数据锁存器） ，低电平有效； WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。由 ILE、CS、 WR1 的逻辑组合产生 LE1，当 LE1 为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1 的负跳变时将输入数据锁存； XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效； WR2：DAC 寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。
