单片机控制电机转速PWM

1单片机控制电机转速（PWM）2课程设计任务书学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号课程设计题目单片机控制电机转速（PWM）实践教学要求与任务:设计内容：1、总体方案设计2、选择可编程接口芯片3、涉及硬件电路4、编写汇编语言程序5、程序调试及验证6、编写课程设计说明书工作计划与进度安排:时间安排：1、总体设计1天2、选择芯片及设计硬件电路1天3、编写汇编语言程序1天4、程序调试及验证1天5、编写课程设计说明书0.5天6、答辩0.5天指导教师：2015年6月日专业负责人：2015年月日学院教学副院长：2015年月日3目录1课程设计的目的和要求...........................................................................21.1课程设计的目的.....................................................................................................21.2课程设计的基本要求...........................................................................................22总体设计..............................................................................................................22.1硬件总体方案设计...............................................................................................22.2软件总体方案设计...............................................................................................33硬件设计...........................................................................................................33.1主要芯片介绍.........................................................................................................33.2硬件电路设计.........................................................................................................54、软件设计.......................................................................................................65、结束语.............................................................................................................7附录..........................................................................................................................8程序清单................................................................................................................................841课程设计的目的和要求1.1课程设计的目的1、了解直流电机PWM调速的原理。2、学习ADC0809的工作原理，掌握其编程方法。1.2课程设计的基本要求1、通过ADC0809采样0—5V的电压值（由电位器产生）。2、根据采样值产生占空比不同的脉冲信号，控制电机转速。2总体设计2.1硬件总体方案设计硬件方案设计的详细框图如图2.1所示：通过ADC0809采样由电位计产生的0—5V的电压值，经过A/D转换后，输入给MCS-51单片机，并由单片机调节占空比，输出脉冲信号，进一步控制电机转速。复位电路晶振电路A/D电路单片机驱动直流电机电路电位器电压采集图2.152.2软件总体方案设计直流电机转速的调节需要改变输出脉冲的占空比，因此需要编写一个能输出方波的子程序。如先让PWM置1，延时一段时间后，再将PWM清零，再延时，如此反复就能达到输出方波的目的。通过调节电位器的电压输出改变输出方波的占空比，达到调速的目的。主要包括定时程序、A/D转换的读入程序、PWM的输出程序、以及延时程序。3硬件设计3.1主要芯片介绍MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。引脚说明：P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSSVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A88031805187516口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为为单片机的控制信号。ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：复位/备用电源引脚。ADC0809芯片介绍：ADC0809是一种比较典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右，采用双排28引脚封装，其引脚说明如下：图3.2IN0～IN7：8路模拟量输入ADDA～ADDC：地址线用于选择模拟量输入通道7ALE：地址锁存允许信号START：转换启动信D0～D7：数据输出线OE：输出允许信号，低电平允许转换结果输出CLOCK：时钟信号输入引脚，通常使用500KHzEOC：转换结束信号，为0代表正在转换，1代表转换结Vcc：＋5V电压VREF（＋）、VREF（－）：参考电压3.2硬件电路设计（1）PWM调速电路原理及说明JUMP跳线为极性选择。2、3脚短接（模块上选择D端）为双极性；1、2脚短接（模块上选择S端）为单极性。单极性时，PWMIN为高，电机两端无电压；PWMIN为低，电机两端为正电压。双极性时，PWMIN为高，电机两端为负电压；PWMIN为低，电机两端为正电压。（2）PWM调速电路基本测试方法将CPU模块的P1.0~P1.1分别接至CPU挂箱的K1~K3，T0接PWM调速模块的PWMIN，模块的跳线1、2脚短接。运行测试程序，改变K1~K3的值，电机转速应随之变化。8图3.34软件设计由于电位器输出为模拟电压，而单片机所能处理的仅为数字信号，所以要经过ADC0809将电位器的输出装换为数字信号。因此编程时要启动IN0，启动A/D转换，并用软件延时一段时间等待转换结束，然后读取转换结果并将其存入指定的寄存器供调用。直流电机转速的调节需要改变输出脉冲的占空比，因此需要编写一个能输出方波的子程序。如先让PWM置1，延时一段时间后，再将PWM清零，再延时，如此反复就能达到输出方波的目的。通过调节电位器的电压输出改变输出方波的占空比，达到调速的目的。9对应的程序框图如图5.1所示：图5.15结束语通过一周的单片课程设计，学到了很多有用的东西，让我对单片机和汇编语言程序设计都有了新的理解。首先，对MCS-51单片机的工作原理和具体的功能实现有了一个更高的认识。对于硬件电路，以前只是大概了解，实验后，对单片机的各个端口，寄存器都有了一个比较系统的认识。其次，学会了汇编语言的程序编写。汇编语言具有编写的程序效率高，占用的存储空间小，运行速度快等优点，相比于高级语言和机器语言都有一定的优势。因此，掌握汇编语言的程10序编写对于以后的学习都会有很大的帮助。另外，汇编语言的学习还可以帮助理解单片机的硬件电路工作原理，一举两得。再次，单片机的功能很强大，所能实现的功能并不仅限于这次课程设计。单片机还能实现更多更实用的功能，应该学会触类旁通，举一反三，在课程设计的基础上创新，开发自己的创造力。最后，感谢一周内老师们的悉心指导！附录程序清单ADCEQU35HCLOCKBITP2.4；定义ADC时钟位STBITP2.5EOCBITP2.6OEBITP2.7PWMBITP3.7ORG00HSJMPSTARTORG0BHLJMPINTT011START:MOVTMOD,#02HMOVTH0,#20MOVTL0,#00HMOVIE,#82HSETBTR0WAIT:CLRSTSETBSTCLRST；启动A/D转换JNBEOC,$；等待转换结束SETBOEMOVADC,P1；读A/D转换结果CLROESETBPWM；PWM输出MOVA,ADCLCALLDELAYCLRPWMMOVA,#255SUBBA,ADCLCALLDELAYSJMPWAITINTT0:CPLCLOCK；提供ADC时钟信号RETI12DELAY:MOVR6,#1D1:DJNZR6,D1DJNZACC,D1RETEND