单片机控制直流电机并测速（电压AD、DA转换以及pwm按键调速正转反转）

单片机原理及应用

课程设计报告书

题 目：用单片机控制直流电动机并测量转速

姓 名：徐银浩 学 号：1110702225 专 业：电子信息工程 指导老师：沈兆军 设计时间：2014年 11月

信息工程学院

目 录

1. 引 言....................................................................................................................... 1

1.1 设计意义.......................................................................................................... 1 1.2 系统功能要求.................................................................................................. 1 2. 方案设计................................................................................................................. 1 3. 硬件设计................................................................................................................. 3

3.1 AT89C51最小系统 .......................................................................................... 3 3.2 按键电路.......................................................................................................... 4 3.3 A/D转换模块 ................................................................................................... 4 3.4. D/A转换模块 .................................................................................................. 6 3.5 电机转速测量电路.......................................................................................... 7 3.6 显示电路 ........................................................................................................ 8 3.7 总电路图 ...................................................................................................... 10 4. 软件设计............................................................................................................. 111

4.1 系统主程序设计............................................................................................ 12 4.2 按键扫描程序设计........................................................................................ 12 4.3 显示子程序.................................................................................................... 12 4.4 定时中断处理程序...................................................................................... 12 4.5 A/D转换程序 .............................................................................................. 13 5. 系统调试............................................................................................................... 14 6. 设计总结............................................................................................................... 16 7. 参考文献............................................................................................................... 17

8. 附 录A；源程序 ................................................................................................. 18 9. 附 录B；电路原理总图、作品实物图片 ......................................................... 23

用单片机控制直流电动机并测量转速 单片机原理及应用课程设计

用单片机控制直流电动机并测量转速

1 引 言

1.1. 设计意义

电动机作为最主要的动力源，在生产和生活中占有重要地位。电动机的调速控制过去多用模拟法，随着计算机的产生和发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制也发生了深刻的变化，本系统利用直流电机的速度与施加电压成正比的原理，通过滑动变阻器向ADC0809输入控制电压信号，经AD后，输入到AT89C51中，AT89C51将此信号转发给DAC0832，通过功放电路放大后，驱动直流电机。 1.2. 系统功能要求

单片机扩展有A/D转换芯片ADC0809和D/A转换芯片DAC0832。

通过改变A/D输入端可变电阻来改变A/D的输入电压，D/A输入检测量大小，进而改变直流电动机的转速。

手动扩展。在键盘上设置两个按键——直流电动机加速键和直流电动机减速减。在手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。

用显示器LED或LCD显示数码移动的速度，及时形象地跟踪直流电动机转速的变化情况。

2 方案设计

为了使用单片机对电动机进行控制，对单片机的基本要求应有足够快点速度；有捕捉功能。总体设计方案如图所示

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用单片机控制直流电动机并测量转速 单片机原理及应用课程设计

数码驱动 单片机 ADC0808 数码显示 按键控制 DAC0832 信号放大

电压信号

图2.1总体设计方案

驱动电机 光电管脉冲计数

（1）键盘向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P3.0口输出信号，该编码通过DAC0832译成相应的模拟电压，经过信号放大实现电动机转向与转速的控制。

（2）可变电阻接ADC0808转变成相应电压的数字信号，单片机通过P1口读取，再由P2口输出与转速相应的8位BCD编码与DAC0832相接。电动机的运转状态则通过四位数码管显示出来。

（3）电机的测速显示，采用光电传感器测量电机的转速，在设计中，在电机转轴末梢上安装纸卡，在纸卡上留出两个孔。电机转轴每转一圈，发射二极管发出的光便通过纸卡的孔到达接受二极管，就可在接受二极管上产生相应的脉冲信号。计算下1s内输出的脉冲信号的个数，把计数的结果取一半，就可得到电动机的转动速度。

（4）通过Max7219驱动器驱动4位共阴极LED灯，这样节省了许多I/O口。

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