单片机的直流电机速度控制系统的设计
目 录
一、绪论 1
二、系统设计 1
（一）系统总设计结构图 1
（二） 蜂鸣器和按键简介 2
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介 2
（四）直流电机的简介 3
（五）DAC0808芯片简介 3
（六）LCD1602简介 4
三、硬件设计 4
（一）系统电路设计 4
（二）晶振时钟电路 4
（三）复位电路设计 5
（四）电源电路 6
（五）LCD1602显示电路设计 6
（六）功能按键电路设计 7
（七）报警电路设计 8
（八）直流电机驱动电路设计 9
（九） Proteus原理图的绘制 9
四、软件设计 10
（一）系统软件设计整体思路 10
（二）系统软件设计流程图 10
五、仿真调试 10
（一） Proteus介绍 10
（二） 仿真结果 11
六、设计总结与展望 13
参考文献 14
致 谢 15
附 录 16
（一）仿真过程示意图 16
（二）程序 19
一、绪论
直流电机广泛应用于我们的生活中，随着微电子和计算机技术的发展，越来越多的行业中都离不开直流电机。例如运输业、生产业等，甚至人们的基础生活中。因此研究直流电机的速度控制系统是非常有必要的，然而其中最为重要的就是其控制响应速度的处理。因此我们必须努力朝这个方向研究。
单片机技术已经广泛的应用于我们的生活当中，从大型的电器电路到各式各样 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的微型控制电路等等。这都体现着单片机人们基础生活中扮演的重要角色。这也需要单片机在未来向着低功CMOS耗化，微型单片化，大容量、高性能化，主流与多品种共存化发展。
单片机又称单片微控制器，它是将某个计算机系统集成到一个微小的芯片当中。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它有着便宜的价格，丰富的功能，体积较小，而且录入应用程序便利等优势。
在我的这次设计中，51内核单片机STC89 C52起着主要控制作用，用来对整个系统的控制，确保系统的运行。通过单片机P3口管脚控制DAC0808芯片输出一个变量来控制直流电机的转速的快慢，并且设定6个功能按键控制电机不同的速度。LCD1602字符型液晶显示屏负责显示电机的实时运行速度，设定报警电路测量速度是否高于规定值。这样组成一个智能的小功率电机控制系统。
二、系统设计
（一）系统总设计结构图
本设计由主控芯片51单片机，晶振电路，复位电路，电源电路，按键电路，LCD显示电路，报警电路，直流电机驱动电路组成。51单片机全权负责整个系统的执行控制过程。如图2-1：
图2-1 系统总设计图
（二） 蜂鸣器和按键简介
蜂鸣器可分为2种，一种是无源蜂鸣器，一种是有源蜂鸣器，此2者的区分在于，有源蜂鸣器直接给高或低电平就能驱动发声，但是无源蜂鸣器需要给他一定的脉冲触发信号才能使蜂鸣器发声，在此设计中我们使用的是无源蜂鸣器，即在控制他的时候我们必须输出一定频率的脉冲方能时此蜂鸣器发声报警。
按键，它是常用控制器件的一种，通常被用来对需要控制的电路开或断即接通状态或者断开状态，内部的电流是很小的，应而可以达到手动控制的作用。在这里我们设计中使用的常用的按键，其按下后会有些许的波动，导致高低电平不稳，所以在后面的程序编写过程中需要专门用软件来消抖，一般其抖动的时间在10ms左右，如果不想再软件上做消抖处理也可以在硬件上做消抖，可以在按键那并接一个RC电路，那样能够做到充放电延时。这样一来单片机就可以对按键按下和按键断开有一个稳定的判断识别了。
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介
单片机又称微型单片控制器，它能够在一个芯片里集成某个计算机系统里。它有着便宜的价格，丰富的功能，体积较小，而且录入应用程序便利等优势。
简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。。因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。
它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，拥有3个16位的定时器和计数器，还有外部中断4个，和全双工串行口等等。它的最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
其特性有：
8K字节程序存储空间；
512字节数据存储空间；
内带2K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载；
芯片参数：
1. 它是51单片机的加强版，拥有2种时钟模式，一种是6个时钟机器周期的，还有一种是12个时钟机器周期的，它完全兼容传统51单片机的指令系统。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）。
3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz。
4. 用户应用程序空间为8K字节。
5. 片上集成512 字节RAM。
6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：单片机拥有40个管脚，P0,P1,P2,P3各8个，还有复位1个，晶振2个，电源2个，EA一个，ALE一个。P0口内部无上拉电阻，是漏极开路，所以在对P0口进行使用的时候一定要对其进行上拉电阻的外接。其他3个口因为内部本身具有，所以可以不用。
7. P30 P31 RXD和TXD串口管脚可以对单片机直接进行程序的下载。
8. 具有EEPROM 功能。
9. 该单片机拥有3 个16位的定时器和计数器。即定时器T0、T1、T2。
10.有4个外部中断，通过低电平或者下降沿进行中断。
11. 定时器可以模拟出多个异步串行口。
12. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
13. PDIP封装。
引脚图如图2-2：
图2-2 STC89C52芯片图
（四）直流电机的简介
直流电机(直流电动机)是指能将直流电能于机械能进行互相转换的旋转电机。当当做电动机使用时，是电能被转化成机械能；当做发电机使用时，那便是机械能被转化成电能。
按键电路使用了6个按键接到单片机管脚P1口上，另一端共地，按下一个按钮，相应的MCU引脚将被拉低，用这个方法来判断是否按下了按钮，然后做出相应的指令动作。按键电路如图3-5所示。
图5-2 K1按键运行界面
按下K5按键电机开始明显加速，DAC0808输出电压变为+4.96V，电动机转速达到147r/min ，如图5-3所示：
一、绪论 1
二、系统设计 1
（一）系统总设计结构图 1
（二） 蜂鸣器和按键简介 2
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介 2
（四）直流电机的简介 3
（五）DAC0808芯片简介 3
（六）LCD1602简介 4
三、硬件设计 4
（一）系统电路设计 4
（二）晶振时钟电路 4
（三）复位电路设计 5
（四）电源电路 6
（五）LCD1602显示电路设计 6
（六）功能按键电路设计 7
（七）报警电路设计 8
（八）直流电机驱动电路设计 9
（九） Proteus原理图的绘制 9
四、软件设计 10
（一）系统软件设计整体思路 10
（二）系统软件设计流程图 10
五、仿真调试 10
（一） Proteus介绍 10
（二） 仿真结果 11
六、设计总结与展望 13
参考文献 14
致 谢 15
附 录 16
（一）仿真过程示意图 16
（二）程序 19
一、绪论
直流电机广泛应用于我们的生活中，随着微电子和计算机技术的发展，越来越多的行业中都离不开直流电机。例如运输业、生产业等，甚至人们的基础生活中。因此研究直流电机的速度控制系统是非常有必要的，然而其中最为重要的就是其控制响应速度的处理。因此我们必须努力朝这个方向研究。
单片机技术已经广泛的应用于我们的生活当中，从大型的电器电路到各式各样 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的微型控制电路等等。这都体现着单片机人们基础生活中扮演的重要角色。这也需要单片机在未来向着低功CMOS耗化，微型单片化，大容量、高性能化，主流与多品种共存化发展。
单片机又称单片微控制器，它是将某个计算机系统集成到一个微小的芯片当中。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它有着便宜的价格，丰富的功能，体积较小，而且录入应用程序便利等优势。
在我的这次设计中，51内核单片机STC89 C52起着主要控制作用，用来对整个系统的控制，确保系统的运行。通过单片机P3口管脚控制DAC0808芯片输出一个变量来控制直流电机的转速的快慢，并且设定6个功能按键控制电机不同的速度。LCD1602字符型液晶显示屏负责显示电机的实时运行速度，设定报警电路测量速度是否高于规定值。这样组成一个智能的小功率电机控制系统。
二、系统设计
（一）系统总设计结构图
本设计由主控芯片51单片机，晶振电路，复位电路，电源电路，按键电路，LCD显示电路，报警电路，直流电机驱动电路组成。51单片机全权负责整个系统的执行控制过程。如图2-1：
图2-1 系统总设计图
（二） 蜂鸣器和按键简介
蜂鸣器可分为2种，一种是无源蜂鸣器，一种是有源蜂鸣器，此2者的区分在于，有源蜂鸣器直接给高或低电平就能驱动发声，但是无源蜂鸣器需要给他一定的脉冲触发信号才能使蜂鸣器发声，在此设计中我们使用的是无源蜂鸣器，即在控制他的时候我们必须输出一定频率的脉冲方能时此蜂鸣器发声报警。
按键，它是常用控制器件的一种，通常被用来对需要控制的电路开或断即接通状态或者断开状态，内部的电流是很小的，应而可以达到手动控制的作用。在这里我们设计中使用的常用的按键，其按下后会有些许的波动，导致高低电平不稳，所以在后面的程序编写过程中需要专门用软件来消抖，一般其抖动的时间在10ms左右，如果不想再软件上做消抖处理也可以在硬件上做消抖，可以在按键那并接一个RC电路，那样能够做到充放电延时。这样一来单片机就可以对按键按下和按键断开有一个稳定的判断识别了。
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介
单片机又称微型单片控制器，它能够在一个芯片里集成某个计算机系统里。它有着便宜的价格，丰富的功能，体积较小，而且录入应用程序便利等优势。
简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。。因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。
它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，拥有3个16位的定时器和计数器，还有外部中断4个，和全双工串行口等等。它的最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
其特性有：
8K字节程序存储空间；
512字节数据存储空间；
内带2K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载；
芯片参数：
1. 它是51单片机的加强版，拥有2种时钟模式，一种是6个时钟机器周期的，还有一种是12个时钟机器周期的，它完全兼容传统51单片机的指令系统。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）。
3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz。
4. 用户应用程序空间为8K字节。
5. 片上集成512 字节RAM。
6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：单片机拥有40个管脚，P0,P1,P2,P3各8个，还有复位1个，晶振2个，电源2个，EA一个，ALE一个。P0口内部无上拉电阻，是漏极开路，所以在对P0口进行使用的时候一定要对其进行上拉电阻的外接。其他3个口因为内部本身具有，所以可以不用。
7. P30 P31 RXD和TXD串口管脚可以对单片机直接进行程序的下载。
8. 具有EEPROM 功能。
9. 该单片机拥有3 个16位的定时器和计数器。即定时器T0、T1、T2。
10.有4个外部中断，通过低电平或者下降沿进行中断。
11. 定时器可以模拟出多个异步串行口。
12. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
13. PDIP封装。
引脚图如图2-2：
图2-2 STC89C52芯片图
（四）直流电机的简介
直流电机(直流电动机)是指能将直流电能于机械能进行互相转换的旋转电机。当当做电动机使用时，是电能被转化成机械能；当做发电机使用时，那便是机械能被转化成电能。
按键电路使用了6个按键接到单片机管脚P1口上，另一端共地，按下一个按钮，相应的MCU引脚将被拉低，用这个方法来判断是否按下了按钮，然后做出相应的指令动作。按键电路如图3-5所示。
图5-2 K1按键运行界面
按下K5按键电机开始明显加速，DAC0808输出电压变为+4.96V，电动机转速达到147r/min ，如图5-3所示：
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/1651.html
