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1、乐山师范学院毕业论文(设计) 本科生毕业论文（设计）系（院）物理与电子工程学院 专 业 电子信息工程论文题目 用单片机控制直流电机 学生姓名 指导教师 班 级 学 号 完成日期： 2010年11月单片机控制直流电机设计物理与电子工程学院 电子信息工程 摘要 本设计以STC89C52单片机为控制核心，运用L298N作为电机驱动芯片，根据PWM控制原理对直流电机进行控制，采用光电对射编码器进行速度检测。具有控制灵活、驱动力强、电机转速检测准备等优点。关键词 直流电机 STC89C52单片机 L298 速度控制1 绪论1.1 引言当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控
2、制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用 ，无论是在工农业生产、交通运输、国防、航天航空、医疗卫生、商务与办公设备、还是在日常生活中的家用电器都大量使用着各式各样的电气传动系统，其中许多系统有调速的要求:如车辆、电梯、机床、造纸机械等等。为了满足运行、生产、工艺的要求往往需要对另一类设备如风机、水泵等进行控制:为了减少运行损耗，节约电能也需要对电机进行调速。电机调速系统由控制部分、功率部分和电动机三大要素组成一个有机整体。各部分之间的不同组合，可构成多种多样的电机调速系统。三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动
3、机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。 随着微控制器尤其是脉宽调制 PWM 专门控制芯片的飞速发展, 其对电机控制方面的应用起了很重要的作用, 为设计性能更高的直流控制系统提供了基础。本文对基于PIC单片机的直流电机 PWM 调速系统进行了较深入的研究，从直流调速系统原理出发，逐步建立了单闭
4、环直流 PWM调速系统的数学模型。用微机硬件和软件发展的最新成果，探讨一个将微机和电力拖动控制相结合的新的控制方法，研究工作在对控制对象全面回顾的基础上，重点对控制部分展开研究，它包括对实现控制所需要的硬件和软件的探讨。在硬件方面充分利用微机外设接口丰富，运算速度快的特点，采取软件和硬件相结合的措施，实现对转速闭环调速系统的控制。在微机控制方面，讨论了显示、PWM、光电编码盘测速的原理,并给出了软、硬件实现方案。该方案以驱动芯片与一些外围电路。通过实时测试，调节电动机的转速，此调速系统可获得快速、精确的调速效果。1.2 直流电机调速系统的发展 直流电气传动系统中需要有专门的可控直流电源，常用的
5、可控直流电源有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，三十年代末，出现了发电机电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等。特别是当电动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机电动机调速系统
6、的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积设备较多、体积大、费用高、效率低、安装需要地基、运行有噪声、维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一些缺点:维修还是不太方便，特别是水银蒸汽对维护人员会造成一定的危害等。第四，1957年，世界上出现了第一只晶闸管，与其它变流元件相比，晶闸管具有许多独特的优越性，因而晶闸管直流调速系统立即显示出强大的生命力。由于它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶
7、闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。晶闸管变流装置的放大倍数在10000以上，比机组(放大倍数10)高1000倍，比汞弧变流器(1000)高10倍;在快速响应性上，机组是秒级，而晶闸管变流装置为毫秒级。因此，目前在直流调速系统中，除某些特大容量的设备而且供电电路容量较小的情况下，仍有采用机组供电、晶闸管励磁系统以外，几乎绝大部分都已改用晶闸管相控整流供电了。 随着微电子技术的发展，微机功能的不断提高以及电力电子、计算机控制技术的发展，电气传动领域出现了以微机为核心的数字控制系统。计算机的发展可以使复杂的控制规律较方便的实现，以计算机为核
8、心的数字控制技术成为自控领域的主流，也给直流电气传动的发展注入了新的活力，使电气传动进入了更新的发展阶段。1.3 直流电机基本调速方法 直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机调速系统最早采用恒定直流电压给直流电动机供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉；但缺点是效率低，机械特性软，不能得到较宽和平滑的调速性能。该法只适用在一些小功率且调速范围要求不大的场合。30年代末期，发电机-电动机系统的出现才使调速性能优异的直流电动机得到广泛应用。这种控制方法可获得较宽的范围，较小的转速变化率和调速性能。但此方法的主要缺点是系统重量大，占地多，效率低
9、及维修困难。近年来，随着电力电子的迅速发展，有晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统以取代了发电机-电动机调速系统，它的调速性能远远超过了发电机-电动机调速系统。特别是大规模集成电路技术以及计算机的飞速发展，使直流电动机调速系统的精度，动态性能，可靠性有了更大的提高。电力电子技术中的IGBT等大功率器件的发展取代晶闸管，出现了性能更好的直流调速系统。直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为 （1）式-电枢供电电压（V） -电枢电流（A） -励磁磁通（) R -电枢回路总电阻（） -电势系数，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。 由式1可以看出，式中三个参量都可以成为变量，只要改变其中
10、一个参量，就可以改变电动机转速，所以直流电动机有三种调速方法：（1）改变电枢回路总电阻（2）改变电枢供电电压（3）改变励磁磁通。（4）采用大功率半导体器件的直流电动机脉宽调速方法本设计采用大功率半导体器件的直流电动机脉宽调速方法 其方法就是相当于直流电电压降低，功率及转速降低。脉宽调制（PWM）是调整脉冲的宽度而不是频率。“脉冲宽了”指的是高电平时间长了，低电平时间短了，是通过改变电机电枢电压接通时间和通电周期的比值（即占空比)来控制电机速度，这种方法称为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）简称PWM。即供电电压是宽度可调的脉冲电压，当脉冲最宽时，相当于直流电，功率最大
11、，转速最高。脉冲宽度减脉冲频率并没有变。脉宽调制并不是直接调整电机的速度，而是改变电机的功率或扭矩。扭矩大了，换向加快，转速就提高了。调速原理如图1所示。通过控制脉冲占空比来改变电机的电枢电压。改变占空比的方法有3种：(1)定宽调频法，保持t1不变，只改变t2 ，这样周期（即频率）也改变；(2)调宽调频法，保持t2不变，而改变t1，这样也使周期（即频率）改变； (3)定频调宽法，这种方法是使周期（即频率）不变，而同时改变t1和t2。由于前二种方法是改变周期（或频率），当控制频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，用的比较少，因此本系统用的是定频调宽法。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加。电
12、机断电时，转速逐渐减小。只有按一定规律，改变通电时间，即可实现对转速的控制。如图1-1。图1-11.4 PWM调速方案的优越性自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器直流电机调速系统，PWM的H型属于调压调速，PWM的H桥能实现大功率调速；国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。本设计采用直流极式控制的桥式PWM变换器。与V-M系统相比在很多方面有较大的优越性：1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电极损耗及发热都较小。 3） 低速性能好，稳态精度高，调速范围宽，可达
13、1:20000左右。4） 若是与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。5） 功率开关器件工作在开关状态，通道损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率高。6） 直流电机采用不控整流时，电网功率因素比相控整流器高。 由于由以上优点直流PWM系统应用日益广泛，特别在中、小容量的高动态性能中。已完全取代了V-M系统。为达到更好的机械特性要求，一般直流电动机都是在闭环控制下运行。经常采用的闭环系统有转速负反馈和电流截至负反馈。2 系统方案设计2.1 系统总体方案根据1.3节系统功能要求和技术指标，系统总体方案设计如图2-1所示。图2-1直流电机多速控制器系统结构图
14、 系统以STC89C52单片机为控制核心，通过键盘设置各段运行参数，也可通过电脑设置下载到单片机。单片机输出二进制控制量，经D/A转换电路将对应模拟电压送到直流伺服放大器的设定值输入端。放大器根据输入的模拟电压而输出对应的电压来控制直流电机的转速。直流电机同轴的光电编码器E输出A、B两路方波信号送到整形电路，通过整形电路送到单片机用于测量转速。不断比较设定值和实际值，根据比较获得的误差调节放大器的输出电压。显示部分显示各段设定的时间值、转速值和测量的转速值;单片机主要完成参数设置、转速测量、参数显示和控制输出等功能。2.3 系统器件选型2.3.1光电数字编码器选型光电编码器，是一种通过光电转换
15、将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。如图2-2。图2-2光电编码器原理2.3.2 L298N驱动芯片 L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机，也可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50
16、V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接457 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为2546 V。输出电流可达25 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本设计我们将OUT1和OUT2，OUT3和OUT3，分别并联以增大驱动能力。2.3.3 电平转换芯片 MAX232是一种双组驱动器/接收器，片内含有一个电容性电压发生器以便在单
17、5V电源供电时提供EIA/TIA-232-E电平。每个接收器将EIA/TIA-232-E电平输入转换为5V TTL/CMOS电平。这些接收器具有1.3V的典型门限值及0.5V的典型迟滞，而且可以接收30V的输入。每个驱动器将TTL/CMOS输入电平转换EIA/TIA-232-E电平。3 硬件电路设计3.1 引言本系统在设计硬件电路时主要从以下原则出发:(l)硬件电路设计与软件设计相结合优化硬件电路。一些由硬件实现的功能可用软件来实现，反过来一些由软件实现的功能也可用硬件来完成。用软件来实现硬件的功能时，其响应时间比用硬件实现长，还要占用CPU时间。但是用软件实现硬件的功能可以简化硬件结构，提高
18、硬件电路的可靠性，还可降低成本。因此在本系统的设计过程中，在满足可行性和实时性的前提下尽可能地将硬件功能用软件来实现。(2)可靠性及抗干扰设计。根据可靠性设计理论，系统所用芯片数量越少，系统的平均无故障时间越长，而且所用芯片数量越少，地址、数据总线在电路板上受干扰的可能性就越少，因此单片机基本系统的设计思想是在满足功能的情况下力争使用较少数量的芯片。(3)灵活的功能扩展。一次设计往往不能完全考虑到系统的各个方面，系统需要不断完善，需要进行功能升级。功能扩展时系统应该在原有设计不需要很大改变的情况下，修改软件和少量硬件甚至不修改硬件就能完成。功能扩展是否灵活是衡量一个系统优劣的重要指标。根据系统
19、要求及上面几个硬件设计原则，系统以单片机为中央处理单元，由按键输入电路，LCD显示，L298N驱动电路等组成。下面对主要的电路设计做详细介绍。系统中体电路原理图如图3-1。图3-1 系统总体电路原理图3.2 PWM控制的H桥电路直流电机驱动中使用最广泛的H型全桥驱动电路，如图3-2。图3-2 H型全桥驱动电路3.2.1 H桥工作原理当开关与闭合时，负载电流从电源由A流向B。此时负载端A点相对于B点是正电位，电机两端承受正向电压。开关与由控制逻辑来同步工作，在开关与闭合期间，控制逻辑使另一对开关与处于断开状态。反之，当开关与闭合时，开关与断开，此时，负载电流从电源U由B流向A，负载端B点相对于A
20、点是正电位，电机两端承受反向电压。通过调节PWM信号的占空比就可以改变电机电枢两端的平均电压，从而控制电机的转速或方向。当PWM信号占空比时，电枢两端电压平均值为正，电机正向转动；当时，电枢两端电压平均值为负，电机平均值为负，电机反转；时，电机电枢电压平均值为0，电机停转，但此时电枢两端电压的顺时值并不为0，而是幅值接近电流电源电压U的方波。 与功率开关并联的二极管为快会恢复二极管，作为续流二极管使用。当、的PWM信号变为低电平后，功率管、关断而、饱和导通。电枢两端所加电压为-U，此时，电枢电流方向不能立刻改变，必须通过二极管与续流。同理，当、的PWM信号变为低电平后，电机通过二极管、续流。3
21、.3 L298N驱动电路L298N外围电路如图所示。当单片机P2.0口输出为高电平，P2.1口输出为低电平时，OUT1和OUT2就输出高电平，OUT3和OUT4输出低电平，电动机正转；当单片机P2.0口输出为低电平，P2.1口输出为高电平时，OUT1和OUT2就输出低电平，OUT3和OUT4输出高电平，电动机反转。图3-3。图3-3 L298N驱动电路图3.4按键输入电路本系统采用键盘输入控制，运用了中断扫描方式，其连接电路如图3-4所示。图3-4 按键电路3.5电源电路控制系统需要一个稳定的工作电压才能可靠工作，本系统的单片机、液晶驱动、显示电源需要+5V;考虑到本系统的情况，采用了直接由U
22、SB供电来满足要求，如图3-5所示。图3-5 电源电路3.6复位和时钟电路为了预防系统在突然情况下出现死机等问题，特设计复位电路进行对程序计数器的PC重新赋值并重新开始工作，根据STC89C52系列单片机的特点，采用典型的复位电路接法，不仅可以在上电时自动复位，还可以在程序运行中手动复位，手动复位只需要按下复位电路中的按键即可。如图3-6。图3-6 复位和时钟电路3.7显示电路3.7.1 LCD介绍液晶显示模块（LCM）由于其具有功耗低、无电磁辐射、寿命长、价格低、接口方便等一系列显著优点，被广泛应用与各种仪表仪器、测量显示装置、计算机显示终端等方面。其中，字符液晶显示模块是一类专用于显示字母
23、、数字、符号的点阵式液晶显示模块。LCD1602字符液晶显示模块以ST7066和ST7065为控制器，其接口信号功能和操作指令与HD44780控制器具有兼容性。字符液晶有81、162、202、402等20多种规格型号齐全的字符液晶显示模块，均具有相同的引线功能和编程指令，与单片机的接口具有通用性。下图为外观机构。如图3-7。图3-7 液晶3.7.2 LCD1602引脚与功能LCD1602的引脚与功能表下表所示。引脚好引脚符号名称功能1GND电源地接5V电源地端2VDD电源正端接5V电源正端3VEE液晶驱动电压端电压可调，一端接地，一端接可调电阻4RS寄存器选择段RS=1为数据寄存器，RS=0为
24、指令寄存器5RW读/写选择端RW=1为读数据，RW=0为写数据6EN读/写使能端写时，下降沿触发；读时，高电平有效7至14DB0DB78位数据线数据总线3.7.3 LCD1602与STC89C52单片机接口LCD1602模块与单片机的接口简单，STC89C52单片机的连接图如图所示。STC89C52的RD0-RD7端口直接与LCD1602的DB0-DB7相连接，LCD1602的控制信号RS、RW、EN分别与STC89C52的RE0-RD2相连接。如图3-8。 图3-8 液晶连接电路3.8转速测量电路设计一个完善的闭环系统，其定位精度和测量精度主要由测量元件决定，因此，高精度的测量转速对测量元件
25、的质量要求相当高。光电编码器是现代系统中必不可少的一种数字式速度测量元件，被广泛应用于微处理器控制的闭环控制系统中。其电路图如图3-9。图3-9 测速电路3.8.1光栅盘光栅盘是在圆盘边刻有很多光栅。当光源照射到光栅部分时，没有被光栅挡住的光源就透射过去。本系统中采用了一个圆面上刻有60个均匀光栅格的光栅盘。当电机旋转一周时，会产生60个光脉冲信号。3.8.2 光电传感器 光电传感器原理是有一个发光二极管和一个由光信号控制放大的三极管组成。由发光二极管发出红外光线通过3mm宽的气隙透射到另一端的三极管上，使得该三极管导通。其特征如下：l 气隙是3mm。l 分辨率达到0.5mm。l 大电流传输比
26、。l 暗电流为：0.25l 在=10mA时，发光二极管产生的光线的波长为940nm。安装时将光栅盘圆面钳到沟槽中，光电传感器的发光二极管发出的红外线通过3mm气隙照射到光栅盘，光通过光栅盘面上透光的光栅气隙可以使得光传感器的三极管导通，从C极会输出一个低电平，被光栅挡住的光不能透过去，使得光电传感器的C极会输出一个高电平。如图3-10。图3-10 光电测速传感器原理图光电传感器在硬件电路设计上很简单,如图3-10光电传感器的1引脚上接一个限流电阻R，限制流过发光二极管的电流=10mA左右。计算公式如下：其中，如图3-11。图3-11 光电传感器设计图3.9 PCB电路制作本章讨论了系统硬件电路
27、设计的原则;依据系统方案设计了各功能模块电路;说明各模块电路的连接方法;着重分析了L298N驱动电路、复位、LCD电路、转速测量电路的原理。4系统软件设计4.1引言随着现代技术的发展，利用软件代替和简化硬件，利用基本的硬件电路和软件技术达到系统多功能集成和容易修改的要求。一个较为简单的硬件电路，系统功能的主要实现是依靠软件的设计来完成的。本系统的软件采用模块化设计，将系统分为若干个模块，分别实现各项功能，这样在系统软件的调试过程中，各个模块的独立调试有助于问题的发现和解决，在一定程度上节约了程序的调试时间。4.2系统应用程序设计由于汇编语言程序的可读性和可移植性都较差，采用汇编语言编写单片机应
28、用程序不但周期长，而且调试和排错也比较困难。为了提高编制单片机应用程序的效率，改善程序的可读性可移植性，采用高级语言无疑是一种更好的选择。C语言是一种通用的计算机程序设计语言，既具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机的硬件进行操作，表达和运算能力也较强，许多以往只能采用汇编语言来解决的问题现在都可以改用C语言解决。德国Keil Software公司多年来致力于单片机C语言编译器的研究。该公司开发的Keil C51是一种专为8051单片机设计的高效率C语言编译器，符合ANSI标准，生成的程序代码运行速度极高，所需要的存储空间极小，完全可以与汇编语言相比美4。所以本设计采用的是C语言编程，利用K
29、EIL vision2进行编译和仿真，使用STC专用下载板将HEX文件烧录到STC89C52单片机中。4.3直流电机转速控制器的软件设计直流电机转速控制器的软件设计和系统功能的开发和完善是一个循序渐进过程，本文所作的软件开发是基于直流电机多速控制器的基本功能要求设计的该系统软件有主程序、功能键处理程序、电机运行显示程序、按盘设置参数程序测速程序、延时子程序等。 该系统的整个软件设计全部采用模块化程序设计思想，由系统初始化模块、按键识别模块、LCD模块、中断服务程序四大模块组成。整个软件的主程序如图4-1。图4-1主程序框图4.3.1系统初始化模块 主程序的系统初始化模块主要包括对中断服务程序的
30、初始化、T0定时/计数器的初始化、T1定时/计数器的初始化和系统相关变量的初始化过程。4.3.2 电机控制模块 电机控制模块包括电机的方向控制、电机的速度控制以及电机的起停控制，他们分别由right、left和PWMData以及run_flag三个变量来控制单片机产生不同的PWM信号送到L298N 电机驱动器。当right=1，left=0时，表示正转；当right=0，left=1时表示电机反转。PWMData是PWM模块占空比的具体内容，由于PWM的周期是100，所以PWMData的变量变化是0100之间。改变PWMData的值就可以改变电机的速度。4.3.3 按键识别模块主程序中要实现对
31、电机启动、停止键识别、电机方向切换键识别和电机速度调节键识别。该模块中没有采用常规的按键识别过程。4.3.3.1按键识别方法。l 判断是否有键按下。l 延时去除按键抖动。l 再判断是否真的按下。l 是真的按下，则执行按键处理程序。l 等待按键释放。4.3.3.2 按键扫描方法该按键扫描采用中断来控制，当有键按下时产生一个下降沿，从而触发中断,Z在中断服务程序中调用相关的键盘扫描子程序就可以获取相关的按键信息。之所以采用中断来控制，是因为这样能提高单片机工作效率。具体控制如下程序：unsigned char keyscan() unsigned char aa=200; if(P1!=0xff)
32、 while(aa-);if(P1!=0xff)switch(P1&0x1f) case 0x1e:return(1);break; case 0x1d:return(3);break; case 0x1b:return(2);break; case 0x17:return(4);break; case 0x0f:return(5);break; while(P1!=0xff); else return (0); 4.3.4 电机启动、停止控制键功能处理如果系统上电时电机处于停止状态即（run_flag=0），按下RUNSTOPKEY后，电机就会运行起来，电机的的运行与停止状态在这个按键的作用
33、下进行就可以控制电机的启动与停止操作。此部分的按键功能处理程序框图如图4-2所示。图4-2启动、停止键功能处理框图4.3.5 电机正反转控制键功能处理 改变电机正反转实际上是改变驱动电机的两路PWM信号的输出，假如电机正转则right=1,left=0，OUT1和OUT2输出高电平，OUT3和OUT4输出低电平；电机反转则right=0,left=1，OUT1和OUT2输出低电平，OUT3和OUT4输出高电平。程序中设置right、left变量作为电机正反转控制变量。功能处理框图如图4-3所示。图4-3 电机正反转按键处理框图4.3.6 电机速度控制键功能处理通过程序编程产生PWM信号的占空比
34、就可以改变电机的运转速度，PWM信号产生100个脉冲，这样就可以通过调高电平脉冲数和低电平脉冲数来控制占空比，从而达到控制速度的目的。例如占空比要达到75%，就可以通过调节高电平保持为75个输出周期，低电平为25输出周期。4.3.7 LCD显示模块 LCD显示驱动单独做成一个源程序文件和头文件，可以方便以后其他模块或其他应用程序的调用。在LCD显示驱动模块中主要是LCD初始化函数LCD_Initize()、写LCD命令函数Write_LCD_Command()、写LCD数据函数Write_LCD_Data()和LCD字符的显示函数LCD_Dispstr()。4.3.7.1 LCD初始化函数 L
35、CD模块在系统上点必须进行初始化，主要包括对接口数据的总线长度、显示行数、字体类型和光标的模式控制等。整个初始化过程如图4-4所示。 图4-4 LCD初始化框图4.3.7.2 LCD字符串显示字符 LCD1602可以显示两行16列ASCII码，其对应的第一行的首行地址是80H；第二行的首地址是C0H,送字符串到LCD上显示，需要定位将字符串显示在第X行和第Y列上，显示的字符串不能超过该行的最大列。4.3.8转速测量子程序由光电编码器通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换数字成脉，通过定时器T0定时，定时器T1来计数。然后将获得的数据送到单片机处理，最后由液晶显示出来。具体程序如下：void
36、 timer0(void) interrupt 1 /50毫秒定时 count+; if(count=10) count=0;gotoxy(2,1);display_data(0,speed4/300);display_data(1,speed4/3%100); TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; speed0=TH1*256+TL1; speed1=speed0; speed2=speed1; speed3=speed2; speed4=(speed1+speed2+speed3)/3; TH1=0;TL1=0;4.4本章小结本章采用模
37、块化设计思想;单片机程序用C语言编写;对系统主程序的流程进行了分析;说明各模块的功能;最后调试通过，实现了各部分功能。5结论5.1工作总结论文对直流电机转速控制系统的设计和实现做了大量的工作，从开始的方案、软硬件的设计到组装调试以及最后的系统功能实现，整个系统基本上是我独立完成。本论文主要研究和创新在于:(l)针对系统的技术要求，提出采用以STC单片机为核心的控制方案;完成各类芯片的合理选型;(2)利用STC系列单片机作为控制的核心，完成了以STC单片机为控制系统核心的硬件设计，完成了输入模块、输出模块以及外围电路等模块的设计，实现了系统的预定功能。(3)对STC系列单片机的软件设计和实现方法
38、以及部分关键技术进行了探索研究，给出了以STC单片机作为整个控制系统为核心的整体软件设计思路，并在Proteus 7 Professional软件集成开发环境下，完成了整个软件系统的模块化结构设计。参考文献1 童长飞.C8051F系列单片机开发与C语言编程.北京:北京航空航天大学出版社.20052 何立民电子设计自动化J 电子技术, 2008， (56) ：5-93 黄颖，李瑞强，张鹿平.基于C8051F的耐压阻抗测试系统的设计J.微计算机信息，2005(8-2):65-66,147 4 王晓明.电动机的单片机控制.北京航空航天大学出版社.2002.55 张洪润。单片机应用技术教程M。北京:清
39、华大学出版社,19976 周兴华.用单片机控制直流电机变速J.电子制作.2006.第6期.7 钱显毅电子电路设计N 科技时报，2009-3-12(C1)8 李仁定主编.电机的微机控制M. 北京：机械工业出版社，1999.9 李朝青编著.单片微机原理及应用技术M. 天津：南开大学出版社，199910 陈伯时主编.电力拖动自动控制系统：运动控制系统M. 北京：机械工业出版社，200311 张朝.电机控制原理M.合肥：航空航天大学出版，199812 HITECH Software.PICC ANSI C compiler uses guide EB.2002.13 蔡纯洁，邢武.PIC 16/17单
40、片机原理和应用M.合肥中国科学技术大学出版社，199714 陈永光. 用Z8单片机控制直流电机转速J.电子与自动化.1990.第6期 .15 谢维成单片机原理与应用D 北京：清华大学，200316 牛骁,侯开虎,张婕. 单片机电机调速系统开放型实验的教学探讨J.中国教育导刊.2007.第 11期.17 郑小亮等PIC 16/17单片机原理和应用M.合肥中国科学技术大学出版社，199718 王晓明等 单片机控制直流电机原理M.机械工业出版社，2000A design Based on single-chip microcomputer control dc motorZhangJingPhysi
41、cs and electronics engineering institute Electronic and information engineering 07331012Abstract This design with STC89C52 microcontroller as control core, using L298N as motor drive chip, according to the principle of PWM control dc motor control, adopting photoelectric DuiShe encoder on speed dete
42、ction. Has control of flexible and driving force strong, motor speed detection preparation etc.Keywords Dc motor STC89C52 microcontroller L298 speed control 附录1主程序#include #includelcd1602.h #includefonction.huchar count=0,count2=1;uchar key_num=0;uint speed5;/bit direct_flag=1,run_flag=0;/方向标志 运行标志u
43、char pwmdata=50;sbit right=P27;sbit left=P26;/=void dsp() if(run_flag) gotoxy(1,0);display_string(running);/ 显示电机的转动去停止情况 else gotoxy(1,0);display_string( stop ); / if(direct_flag) gotoxy(12,0);display_string(-); /显示电机的转动方向 箭头方向 else gotoxy(12,0);display_string(=100)pwmdata=100; break; case 5:pwmdata-; if(pwmdata=100)pwmdata=0; break; key_num=0;/清零/= void main() /-硬件初始化- EA=1; ET0=1; TMOD=0X51;/ 定时器0 定时 定时器1 计数 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; /- TH1=0; TL1=0;