单片机课程设计--用单片机控制直流电动机并测其转速

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1、 单片机原理及应用单片机原理及应用 课程设计报告书课程设计报告书 课题名称课题名称 用单片机控制直流电动机并测其转速用单片机控制直流电动机并测其转速 姓姓 名名 学学 号号 专专 业业 指导教师指导教师 机电与控制工程学院机电与控制工程学院 年年 月月 日日 任 务 书 2 用单片机控制直流电动机并测其转速 主要硬件： A/D 转换芯片 ADC0809；AT89C51 芯片 设计要求： (1)通过改变 A/D 输 入端 可 变电 阻 来改 变 A/D 的 输入 电 压， D/A 输入检测量大小， 进 而改 变 直流 电 动机 的 转速 ； (2)手动 控 制： 在 键盘 上 设置 两 个按 键

2、 直 流 电动 机 加速 键； 直流电动机减速 键 。在 手 动状 态 下， 每 按一 次 键 ，电 动 机的 转 速均按照约定的速 率 改变 ； (3)用显 示 器显 示 的数 码 移动 的 速度 ，来 及时 的 形象 的 跟踪 直 流电 动机转速的变化情 况 ； (4)直流 电 动机 双 极性 控 制： 00H逆 时针 转 最快 ， 80H停 止， FFH顺时针转 最快 ； ( (6)键盘列扫描（4 6） 。 3 目 录 1、绪论1 2、方案论证 2 3、方案说明 5 4、硬件方案设计5 5、软件方案设计8 6、调试10 7、结论. 11 8、参考文献12 9、附录 13 4 1 1、绪论

3、、绪论 在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开电 机，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。与之而来的问题 是，如何更好地控制电机，对于不同的场合，对电机的控制要求是不同 的，但大部分都会涉及到直流电机的转速测量，从而利用转速来实施对 直流电机的控制。 直流电机转速作为直流电机的一项重要技术指标，在各个应用场合都 有重要的研究价值，例如在发动机，电动机，机床主轴等旋转设备的试 验运转和控制中，常需要分时或连续测量，显示其转速及瞬时速度等， 转速是其他大部分技术参数的计算来源，因此，准确测量直流电动机的 转速具有重要的研究意义和理论价值。 目前，对直流电动机的速度检测方

4、法很多，从整体上可分为模拟检测 和数字检测方法。 模拟检测：即利用测速电机作为发电机，通过检测反电势 E 的大小和 极性可得到转速 N 和电机转向， 采用这种方法直接可以得到转速 N 和输 出电压的特性曲线，直观，但也有很多不足，比如在高速和低速情况下 实际输出偏离理想特性。 数字检测技术：即通过分析数字信号产生的一系列脉冲间接获取电机 转速。如光电旋转编码器是将检测圆盘划分为等距的三个同心圆，最外 环和次外环分别用等距的黑白条纹分开，且最外环和次外环的缝隙位置 相位差为 90 度，用于判断电机的转速，最内环只有一个黑条纹，用作定 位脉冲或者是复位脉冲，利用光电编码器输出的脉冲可以计算转速，具

5、 体的又可分为 M 法，T 法和 MT 法。 此外，市场上已经有了技术成熟的电机测速装置，如利用霍尔元件设 计制作的直流电机测速仪等，凭借其精度高，稳定性好等优势占有重要 的一席之地。 而本次微机控制原理课程设计的任务是直流电机速度的测量与显示。 主要要求是通过测速直流发电机作为传感器，检测直流电机的转速，并 输出与转速相关的电压，通过 ADC0809 芯片将测速发电机输出电压转 换成电压的数字信号。 控制芯片采用 AT89C51 将采集转换后的数字信号 进行处理，得到转速，并通过四位数码管予以显示。整体上能够完成从 转速检测到数据处理到显示的一整套功能。 5 2 2、方案论证、方案论证 1.1 控制芯片控制芯片 本课题中控制芯片的作用主要是与 ADC0809 相连接，采集模数 转换后得到的 8 位二进制码，经过公式计算后得到电压值，同时连 接四位数码管进行显示。综合考虑，选用 AT89C51 即满足要求。 一简介 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造， 与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU