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四川理工学院毕业设计（论文）基于单片机的直流电机控制系统设计学生：郭~~学号：10071040206专业：电气工程及其自动化班级：2010.6指导教师：周爱华徐金龙四川理工学院自动化与电子信息学院二O一四年六月郭志毅：基于单片机的直流电机控制系统设计I摘要随着时代发展，以机械为主的工业化让社会生产力得到了很大的提高，如何更好的利用单片机控制电机的转动成了现在研究的热门方向。STC89C52单片机应用非常广泛，它具有易于编程，造价低，反应灵敏等优点。本论文设计并制作了一个简单的智能小车来实现单片机控制电机转动。这个设计涉及到了控制系统的测试、改进和扩展的功能。测试是测试每个单元电路是否设计正确，改进是将实现同样功能的设计程序改动的更加的简洁易懂。扩展是指当小车需要在硬件上增加新的功能单元电路时候，小车的程序也可以很简洁的扩展那个功能模块的控制程序，并且为了提高开发效率和使程序便于移植，采用C语言进行开发。关键词：电机；STC89C52单片机；单片机控制程序；智能小车四川理工学院本科毕业设计（论文）IIABSTRACTWiththedevelopmentofthetimes,inordertomakesocialmachinerymainlyindustrialproductivityhasbeengreatlyimproved,howtomakebetteruseofSCMcontroltherotationofthemotornowbecomepopularresearchdirections.STC89C52SCMiswidelyused,ithastheeaseofprogramming,lowcost,responsiveandsoon.Inthispaper,thedesignandproductionofasimplesmartcartoachievesingle-chipcontrolmotorrotation.Thisdesigninvolvesthetestingofthecontrolsystem,improvedandextendedfunctionality.Eachunittestisatestcircuitisdesignedcorrectly,istoimprovethedesignprocesstoachievethesamefunctionalitychangesmoreconciseandeasytounderstand.Expansioniswhenthecarneedstoaddnewfunctionalunitcircuitwhenthecarprograminhardwarecanalsobeverysimpleprogramthatfeaturesextendedcontrolmodule,andinordertoimprovetheefficiencyandmaketheprogrameasytotransplant,usingClanguagedevelopment.Keywords:Motor；STC89C52microcontroller;MCUcontrolprocedures;Intelligentcar郭志毅：基于单片机的直流电机控制系统设计III目录摘要..............................................................IABSTRACT...........................................................II第1章引言........................................................11.1直流电动机控制的发展历史.......................................11.2直流电机的研究现状.............................................31.3直流电机的研究的意义...........................................41.4单片机的概念及特点.............................................51.4.1单片机的基本概念...........................................51.4.2单片机的主要特点...........................................61.5单片机发展及其主要品种.........................................71.5.14位单片机.................................................71.5.2８位单片机.................................................71.5.3１６位单片机...............................................81.5.432位单片机................................................81.5.5单片机的应用...............................................81.6.1单机应用...................................................81.6.2多机运用...................................................91.7直流电机的工作原理原理.........................................91.8直流电动机的电枢电动势和电磁转矩..............................101.8.1直流电机的电磁功率........................................121.8.2直流电动机的基本方程式....................................121.8.3转矩平衡方程式............................................13第2章控制方案...................................................142.1PID控制方案..................................................142.2直流电机的调速方案............................................15第3章元件介绍...................................................173.1单片机STC89C52................................................173.2芯片MAX232....................................................193.3电机驱动芯片L298N.............................................233.4电机测速单元芯片LM393介绍....................................253.5光电传感器ST188...............................................27四川理工学院本科毕业设计（论文）IV第4章硬件电路设计...............................................294.1单片机最小系统的设计..........................................294.1.1单片机串口系统............................................294.1.2单片机最小系统............................................314.2电机驱动硬件原理图............................................334.3电机测速模块电路..............................................364.4小车检测电路..................................................384.5智能小车总电路图原理图........................................39第5章系统软件设计...............................................405.1方向判别的方法设计............................................405.2PWM脉冲宽度调制的实现........................................405.3小车控制的流程图..............................................41第6章系统调试...................................................436.1直行模块的测试操作............................................436.2直行模块调试总结..............................................446.3转向模块的操作................................................456.4转向模块总结..................................................476.5电机控制模块测试..............................................486.6整个程序测试总结..............................................50第7章展望和总结.................................................517.1小车的电源系统的改进..........................................517.2小车的无线遥控系统的改进......................................51第8章结束语.....................................................52致谢..............................................................53参考文献...........................................................54郭志毅：基于单片机的直流电机控制系统设计1第1章引言1.1直流电动机控制的发展历史常用的控制直流电动机有以下几种: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、机械特性软、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