1.本設(shè)計采用STC89C51/52（與AT89S51/52、AT89C51/52通用，可任選）單片機作為主控制器

· 2.采用霍爾傳感器非接觸式測電機轉(zhuǎn)速

· 3.LCD1602液晶顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速單位為轉(zhuǎn)/分（RPM）。和顯示當(dāng)前的pwm占空比0~100%。

· 4.電機的速度可以通過按鍵調(diào)整，也可以開始暫停，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。

注意：磁鐵和霍爾元件最近距離在2mm左右，太近可能會在電機轉(zhuǎn)動時碰到霍爾元件，太遠霍爾元件可能會檢測不到磁鐵。

使用說明：

液晶屏第一行顯示電機轉(zhuǎn)速，第二行顯示占空比，占空比數(shù)值越大，電機轉(zhuǎn)速越快。

系統(tǒng)一共有6個按鍵，單片機附近的獨立按鍵是系統(tǒng)的復(fù)位按鍵，按下單片機會復(fù)位。

下面一排是控制按鍵：

1鍵：加速鍵，可以短按，占空比加1，也可長按，占空比連續(xù)加；

2鍵：減速鍵，可以短按，占空比減1，也可長按，占空比連續(xù)減；

3鍵：正轉(zhuǎn)切換鍵，按下后電機正轉(zhuǎn)；

4鍵：反轉(zhuǎn)切換鍵，按下后電機反轉(zhuǎn)；

5鍵：開始暫停鍵，按一下開始，再按一下暫停。

1.本選題的理由及意義

現(xiàn)在電氣傳動的主要方向之一是電機調(diào)速系統(tǒng)采用微處理器實現(xiàn)數(shù)字化控制，近年來，隨著科技的進步，直流電機得到了越來越廣泛的應(yīng)用，直流具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，調(diào)速范圍廣，過載能力強，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實現(xiàn)頻繁的無極快速起動、制動和反轉(zhuǎn)，需要滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊要求，從而對直流電機提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速、改變電壓調(diào)速等技術(shù)已遠遠不能滿足現(xiàn)代科技的要求，并且隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，各個行業(yè)對直流電機的需求愈益增大，并對其性能提出了更高的要求。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流電機控制系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。

本題正是以此為出發(fā)點, 利用單片機來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的監(jiān)測和控制。

2.需要重點研究的關(guān)鍵問題及解決問題的思路

關(guān)鍵問題一：如何選擇合適的單片機

如何選擇合適的單片機是本課題待解決的第一個問題。綜合各方面因素考慮，本課題將采用AT89S52,利用AT89S52芯片進行低成本直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計，能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需要。系統(tǒng)實現(xiàn)對電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速的控制。

關(guān)鍵問題二：如何選擇合適的電機驅(qū)動

如何選擇合適的電機驅(qū)動是本課題待解決的第二個問題。綜合各方面因素考慮，本課題將采用三極管驅(qū)動電機

關(guān)鍵問題三：采用何種方法來改變占空比

如何選改變占空比是本課題待解決的第三個問題。改變占空比的方法通常有定寬調(diào)頻法，調(diào)頻調(diào)寬法，定頻調(diào)寬法,由于前兩種方法在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期(或頻率),當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時,將會引起震蕩,因此采用定頻調(diào)寬法來改變占空比。

關(guān)鍵問題四：軟件編程及調(diào)試

軟件編程及調(diào)試是本題待解決的第四個問題，也是最為重要關(guān)鍵的問題，關(guān)系著該系統(tǒng)能否實現(xiàn)其功能。

3.創(chuàng)新點及實踐價值

PWM-脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過對微處理器輸出的一系列數(shù)字脈沖寬度進行調(diào)制，等效地獲得模擬電路所需的波形，從而實現(xiàn)對模擬電路控制的一種有效技術(shù)。采用PWM技術(shù)可以避免傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)模擬電路容易隨時間飄移、產(chǎn)生一些不必要的熱損耗、以及對噪聲敏感等缺點，并且PWM調(diào)速系統(tǒng)低速特性好，動態(tài)抗干擾能力強的特點.由此來實現(xiàn)直流電機的啟動、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及速度的動態(tài)顯示，并且大幅度提高了轉(zhuǎn)速顯示的精確性。

4.完成本選題所需的工作條件（如資料、工具書、計算機設(shè)計繪圖、實驗、調(diào)研）及解決辦法

工具：

（1）直流電機原理簡述的相關(guān)資料

（2） PWM控制轉(zhuǎn)速等的一些資料

（3） 模電、數(shù)電書籍

（4） 焊接工具一套

67-元件清單

9*15萬用板

STC89C51單片機

40腳IC座

1602液晶

16p母座

16p排針

10k電阻*3

1k電阻*5

3v直流電機

3*1萬用板

磁鐵*2

塑料管

3144霍爾傳感器

4148二極管*4

8050三極管*4

8550三極管*2

103排阻

104獨石電容

10uf電解電容

30pf瓷片電容*2

12M晶振

按鍵*6

自鎖開關(guān)

DC電源插口

導(dǎo)線若干

焊錫若干

USB電源線或電池盒

制作出來的實物：

單片機直流電機控制轉(zhuǎn)速仿真原理圖如下

電路原理圖如下：

PCB圖如下：

部分源代碼：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

void displaym();

sbit en=P2^5; //1602 6管腳

sbit rs=P2^7; //1602端口 4管腳

sbit rw=P2^6;//lcd1602控制端口 5管腳

sbit num1=P1^0; //占空比加1

sbit num2=P1^1; //占空比減一

sbit num3=P1^2; //正傳

sbit num4=P1^3; //反轉(zhuǎn)

sbit num5=P1^4; //開始停止切換

sbit out=P3^4; //PWM輸出用于正傳

sbit out1=P3^7; //PWM輸出用于反轉(zhuǎn)

uint zhuansu,flag,z1,z2,m,flag_1,zheng,fan,kai;

void delay(uint z)//延時1ms函數(shù)

{

uint x,y;

for(x=0;xfor(y=0;y<110;y++);

}

void write_com(uchar com)//向1602寫一字節(jié)（控制指令）

{

rs=0;

P0=com;

delay(5);

en=0;

delay(10);

en=1;

}

void write_data(uchar date)//向1602寫一字節(jié)（數(shù)據(jù)）

{

rs=1;

P0=date;

delay(5);

en=0;

delay(5);

en=1;

}

void init()//初始化函數(shù)

{

en=0;

rw=0;

write_com(0x01); //lcd初始化

write_com(0x38); //5X7顯示

write_com(0x0c); //關(guān)閉光標(biāo)

TMOD=0x01; //定時器方式1

TH0=0xdc;

TL0=0x00; //定時器裝入初值

EA=1; //開總中斷

ET0=1; //定時器0開中斷

TR0=1;

EX1=1;

IT1=1; //定時器啟動

TH1=0xfc;

TL1=0x66;//定時100us

ET1=1; //定時器1開中斷

TR1=1;

write_com(0x80);

write_data(‘V’);

write_data(’:’);

write_com(0x87); //第一行顯示轉(zhuǎn)速

write_data(‘r’);

write_data(‘p’);

write_data(‘m’);

write_com(0xc0);

write_data(‘z’);

write_data(‘h’);

write_data(‘a(chǎn)’);

write_data(‘n’);

write_data(‘k’);

write_data(‘o’);

write_data(‘n’);

write_data(‘g’);

write_data(‘b’);

write_data(‘i’); //在第二行顯示zhankongbi:

write_data(’:’);

displaym();

}

void keyscan() //鍵盤掃描函數(shù)

{

if(num10)

{

delay(5); //消除抖動

if(num10)

{

if(m<=199)

m++;

displaym(); //設(shè)定占空比加一

}

}

if(num20)

{

delay(5);

if(num20)

{

if(m>=1)

m–;

displaym(); //設(shè)定占空比減一

     }

}

if(num30)

{

delay(5);

if(num30)

{

zheng=1; //正傳標(biāo)志置1

fan=0; // 反轉(zhuǎn)標(biāo)志置0

     }

}

if(num40)

{

delay(5);

if(num40)

{

zheng=0; //正傳標(biāo)志置0

fan=1; // 反轉(zhuǎn)標(biāo)志置1

     }

}

if(num50)

{

delay(5);

if(num50)

{

while(num5==0) ;

kai=1-kai;

}

}

}

void display()

{

write_com(0x82);

zhuansu=zhuansu*30; //將兩秒內(nèi)的計數(shù)乘以30得到轉(zhuǎn)每分

if(zhuansu/10000!=0)

write_data(zhuansu/10000+0x30); //如果轉(zhuǎn)速的萬位不為0 正常顯示否則顯示空格

else

write_data(’ ');

if(zhuansu/1000==0)

write_data(’ ');

else

write_data(zhuansu%10000%1000+0x30); //如果轉(zhuǎn)速小于1000 千位為空格 否則正常顯示

if(zhuansu/100==0)

write_data(’ ');

else

write_data(zhuansu%10000%1000/100+0x30); //如果轉(zhuǎn)速小于100 百位為空格 否則正常顯示

if(zhuansu/10==0)

write_data(’ ');

else

write_data(zhuansu%10000%1000%100/10+0x30); //如果轉(zhuǎn)速小于10 十位為空格 否則正常顯示

write_data(zhuansu%10000%1000%100%10+0x30);

write_com(0xd0); //如果沒有這句，當(dāng)中斷內(nèi)的顯示函數(shù)執(zhí)行完，就會在轉(zhuǎn)速的位置顯示占空比數(shù)據(jù)，導(dǎo)致亂碼

}

void displaym()

{

write_com(0xcb);

if(m/200%10!=0)

write_data(m/200%10+0x30); //如果占空比百位不為0則顯示百位否則顯示空格

else

write_data(’ ');

if(m/200%100&&m/20%100)

write_data(’ ');

else

write_data(m/20%10+0x30); //如果占空比小于10 十位正常顯示 否則顯示空格

write_data(m/2%10+0x30); //顯示個位

}

void main()

{

flag_1=0;

m=100; //占空比為100

zhuansu=0; //轉(zhuǎn)速初值0

flag=0;

zheng=1; //初始化電機正轉(zhuǎn)動

fan=0;

init();              //初始化

    while(1)

    {

    keyscan();                                //鍵盤掃描程序

    }

}

void int1()interrupt 2 //外部中斷1脈沖技術(shù)記錄電機的轉(zhuǎn)速 電機轉(zhuǎn)一圈zhuansu加一

{

zhuansu++;

}

void int2()interrupt 3 //定時器0顯示轉(zhuǎn)速

{

TH0=0xdc;

TL0=0x00;//定時10ms

flag++;

if(flag==200) //計時到達2s

{

    display();                                        //顯示轉(zhuǎn)速

    zhuansu=0;                                          //轉(zhuǎn)速置0

    flag=0;

    }

}

void int3()interrupt 1 //產(chǎn)生PWM

{

TH1=0xff;

。。。。。。。。。。