mc51单片机的直流电机pwm调速控制系统
目录
一、 引言 3
（一） 系统发展的背景和状况 3
（二） 系统开发的目标 3
二、 基础理论知识 3
（一） STC89C52 3
（二） L293D 3
（三） 霍尔传感器 4
三、 硬件电路设计 5
（一）方案的设计 5
（二） 单片机的控制模块 5
（三） 数码管驱动电路 5
（四） 霍尔传感器模块 6
（五） 按键控制模块 7
四、 系统调试 8
（一）电路板调试 9
（二） 程序调试 9
（三） 调试结果集查找原因 11
五、总结 11
致谢 12
参考文献 12
附录一 原理图 13
附录二 PCB图 14
附录三 实物图 15
附录四 程序 16
附录五元件清单 18
引言
（一）系统发展的背景和状况
随着社会的不断发展与进步，电动机调速系统的运用在社会中扮演着越来越重要的角色，早在上个世纪，很多国外的公司就开始对电动机的控制调速系统进行不断的研发与改进，使得这一技术得到很好地发展。但现在社会的不断日益发展，对电动机调速控制系统的技术要求越来越大，目前的技术还不能完全的适从这个市场经济的需求，而且现在单片机已经去到模拟电路作为电动机的控制器，而且电机控制器发展趋向于多样化和复杂化，这要求我们开发新型的单片机控制器，来满足于社会的需要，并对推动电动机控制器的发展具有巨大的意义。
（二）系统开发的目标
设计一个以STC89C52单片机为核心的直流电机调速系统，主要实现直流电机正反转，加减速、开始和停止、速度显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的直流电机调速系统，具有一定的实用价值。
二．基础知识理论
（一）STC89C52
STC89C52是一种具有低功耗、高性能CMOS8位特点的微控制器，其内核为MCS-5，在系统里面可以编程FLASH存储器。同时STC89C52
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
直流电机调速系统，主要实现直流电机正反转，加减速、开始和停止、速度显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的直流电机调速系统，具有一定的实用价值。
二．基础知识理论
（一）STC89C52
STC89C52是一种具有低功耗、高性能CMOS8位特点的微控制器，其内核为MCS-5，在系统里面可以编程FLASH存储器。同时STC89C52具有40个引脚，32通用I/O口，512字节RAM，3个16位定时器/计时器，具有EEPROM 功能和具有看门狗功能特点。如下图2-1为STC89C52单片机的芯片图，图2-2为STC89C52单片机的引脚图。
图2-1 STC89C52芯片图 图2-2 STC89C52引脚图
（二）.L293D
L293D 是一个电机驱动，具有高电流、四通道、高电压的特性。在四个通道中，每个通道都有其输出电流能力，为600mA,但它不是固定的，存在一定的变化，其峰值输出电流最高可为1.2A，事实上每个通道输出电流的峰值不是统一的，是非重复的。L293D还存在过温保护的特性，当引脚上的电流超过限值后，其内部保险丝会因温度升高熔断，来保护整个L293D不被烧坏。内置有钳位二极管是每个L293D都具备的一个共同特点，它的作用就是用来钳制输入电压，将其控制在摸一个预定的电平上，对其输出信号完全没有影响。
如下图2-3为L293D芯片图，图2-4为L293D引脚图：
图2-3 L293D芯片图 图2-4 L293D引脚图
（三）霍尔传感器
霍尔传感器就是一种利用霍尔效应所制作出来的一种磁场传感器，在一开始的时候，大部分传感器都是利用金属所制成，后来随着半导体被科学家发现，并逐步运用到传感器的开发上。而且半导体所产生的霍尔效应要比金属产生的要强得多，这一优点被科学家广泛利用，并研制成现在市场上大家所非常熟悉的霍尔元件。霍尔传感器并不是单一的一种模式，根据其特点可以分为：开关型，锁键型，线性型。而本系统利用的是其开关型。其主要特点：工作的时候精确度非常高，在其允许的工作温度范围内误差小于1%；无论是线性型还是非线性型得霍尔传感器，其线性度都是非常好的，工作精度一般都优于0.1%；测量的范围很大；抗干扰能力强；霍尔传感器的体积比较小，价格相对比较便宜，使用寿命又长，安装起来很简洁。
如下图2-5为霍尔传感器芯片图
图2-5 霍尔传感器芯片图
三、 硬件电路设计
（一）.方案的设计
方案：采用STC89C52单片机，功率集成芯片L293D，霍尔传感器，电动机构成直流电机调速控制装置。利用了电驱动L293D具有高电流，高电压，四通道的特点，构成双桥控制电路，在电路温度过高的时候，L293D内的保险丝会熔断保护电路。可用于连接标准DTL或TTL逻辑电平。驱动电感负载。驱动电压为4.5V-36V.四位一体的共阳极数码管用来显示转速，6个按键来调节和控制驱动器和整个电路。
（二）.单片机的控制模块
单片机型号：STC89C52/51、AT89C52/51、AT89S52/51可任选，根据本系统默认选择STC89C52。
（三）.数码管驱动电路
数码管可分为共阴极数码管和共阳极数码管，共阴极数码管是以阳极来控制小灯是否灭火亮，将8个LED小灯按照阴极为公共端口连接在一起。二共阳极数码管与之正好相反。本系统中的数码管正是采用共阳极数码管。
如下图3-1为数码管引脚图：
图3-1 数码管引脚图
如下图3-2为该设计中数码管驱动电路图：
图3-2 数码管驱动
一、 引言 3
（一） 系统发展的背景和状况 3
（二） 系统开发的目标 3
二、 基础理论知识 3
（一） STC89C52 3
（二） L293D 3
（三） 霍尔传感器 4
三、 硬件电路设计 5
（一）方案的设计 5
（二） 单片机的控制模块 5
（三） 数码管驱动电路 5
（四） 霍尔传感器模块 6
（五） 按键控制模块 7
四、 系统调试 8
（一）电路板调试 9
（二） 程序调试 9
（三） 调试结果集查找原因 11
五、总结 11
致谢 12
参考文献 12
附录一 原理图 13
附录二 PCB图 14
附录三 实物图 15
附录四 程序 16
附录五元件清单 18
引言
（一）系统发展的背景和状况
随着社会的不断发展与进步，电动机调速系统的运用在社会中扮演着越来越重要的角色，早在上个世纪，很多国外的公司就开始对电动机的控制调速系统进行不断的研发与改进，使得这一技术得到很好地发展。但现在社会的不断日益发展，对电动机调速控制系统的技术要求越来越大，目前的技术还不能完全的适从这个市场经济的需求，而且现在单片机已经去到模拟电路作为电动机的控制器，而且电机控制器发展趋向于多样化和复杂化，这要求我们开发新型的单片机控制器，来满足于社会的需要，并对推动电动机控制器的发展具有巨大的意义。
（二）系统开发的目标
设计一个以STC89C52单片机为核心的直流电机调速系统，主要实现直流电机正反转，加减速、开始和停止、速度显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的直流电机调速系统，具有一定的实用价值。
二．基础知识理论
（一）STC89C52
STC89C52是一种具有低功耗、高性能CMOS8位特点的微控制器，其内核为MCS-5，在系统里面可以编程FLASH存储器。同时STC89C52
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
直流电机调速系统，主要实现直流电机正反转，加减速、开始和停止、速度显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的直流电机调速系统，具有一定的实用价值。
二．基础知识理论
（一）STC89C52
STC89C52是一种具有低功耗、高性能CMOS8位特点的微控制器，其内核为MCS-5，在系统里面可以编程FLASH存储器。同时STC89C52具有40个引脚，32通用I/O口，512字节RAM，3个16位定时器/计时器，具有EEPROM 功能和具有看门狗功能特点。如下图2-1为STC89C52单片机的芯片图，图2-2为STC89C52单片机的引脚图。
图2-1 STC89C52芯片图 图2-2 STC89C52引脚图
（二）.L293D
L293D 是一个电机驱动，具有高电流、四通道、高电压的特性。在四个通道中，每个通道都有其输出电流能力，为600mA,但它不是固定的，存在一定的变化，其峰值输出电流最高可为1.2A，事实上每个通道输出电流的峰值不是统一的，是非重复的。L293D还存在过温保护的特性，当引脚上的电流超过限值后，其内部保险丝会因温度升高熔断，来保护整个L293D不被烧坏。内置有钳位二极管是每个L293D都具备的一个共同特点，它的作用就是用来钳制输入电压，将其控制在摸一个预定的电平上，对其输出信号完全没有影响。
如下图2-3为L293D芯片图，图2-4为L293D引脚图：
图2-3 L293D芯片图 图2-4 L293D引脚图
（三）霍尔传感器
霍尔传感器就是一种利用霍尔效应所制作出来的一种磁场传感器，在一开始的时候，大部分传感器都是利用金属所制成，后来随着半导体被科学家发现，并逐步运用到传感器的开发上。而且半导体所产生的霍尔效应要比金属产生的要强得多，这一优点被科学家广泛利用，并研制成现在市场上大家所非常熟悉的霍尔元件。霍尔传感器并不是单一的一种模式，根据其特点可以分为：开关型，锁键型，线性型。而本系统利用的是其开关型。其主要特点：工作的时候精确度非常高，在其允许的工作温度范围内误差小于1%；无论是线性型还是非线性型得霍尔传感器，其线性度都是非常好的，工作精度一般都优于0.1%；测量的范围很大；抗干扰能力强；霍尔传感器的体积比较小，价格相对比较便宜，使用寿命又长，安装起来很简洁。
如下图2-5为霍尔传感器芯片图
图2-5 霍尔传感器芯片图
三、 硬件电路设计
（一）.方案的设计
方案：采用STC89C52单片机，功率集成芯片L293D，霍尔传感器，电动机构成直流电机调速控制装置。利用了电驱动L293D具有高电流，高电压，四通道的特点，构成双桥控制电路，在电路温度过高的时候，L293D内的保险丝会熔断保护电路。可用于连接标准DTL或TTL逻辑电平。驱动电感负载。驱动电压为4.5V-36V.四位一体的共阳极数码管用来显示转速，6个按键来调节和控制驱动器和整个电路。
（二）.单片机的控制模块
单片机型号：STC89C52/51、AT89C52/51、AT89S52/51可任选，根据本系统默认选择STC89C52。
（三）.数码管驱动电路
数码管可分为共阴极数码管和共阳极数码管，共阴极数码管是以阳极来控制小灯是否灭火亮，将8个LED小灯按照阴极为公共端口连接在一起。二共阳极数码管与之正好相反。本系统中的数码管正是采用共阳极数码管。
如下图3-1为数码管引脚图：
图3-1 数码管引脚图
如下图3-2为该设计中数码管驱动电路图：
图3-2 数码管驱动
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