参考文献
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摘要
电机在日常使用中需要正反转，可以说电机的正反转在广泛使用。例如行车、
木工用的电刨床、台钻、刻丝机、甩干机、车床等。基于此，本文设计了智能直
流电机正反转加减速和正反转系统。
本设计由 STM32F103C8T6 单片机核心板电路、L298N 电机驱动电路、按键
电路和电源电路组成。通过按键可以控制电机，正转、反转、加速、减速、停止。
档位分 8 档。并且可以通过按键顺序正转、反转、加速、减速、停止。
关键词： STM32 单片机；直流电机；L298N；正反转；加减速
参考文献
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目录
第一章 绪论 ....................................................................................................................................3
1.1 课题背景及其意义 ............................................................................................................3
1.2 国内外的研究状况 .......................................................................................................3
1.3 本文的主要研究内容及论文结构安排.............................................................................4
第二章 方案的设计与论证.............................................................................................................6
2.1 控制方案的确定.................................................................................................................6
2.2 控制方式的选择.................................................................................................................6
2.2.1 单片机芯片的选择.................................................................................................6
2.2.2 电机模块的选择......................................................................................................7
2.2.3 电机驱动模块的选择..............................................................................................7
第三章 硬件电路的设计.................................................................................................................8
3.1 系统的功能分析及体系结构设计.....................................................................................8
3.1.1 系统功能分析..........................................................................................................8
3.1.2 系统总体结构..........................................................................................................8
3.2 模块电路的设计.................................................................................................................8
3.2.1 STM32 单片机核心电路设计.................................................................................8
3.2.2 L298N 电机驱动模块电路设计............................................................................10
3.2.3 按键电路（含上拉电阻）设计...........................................................................13
第四章 系统软件设计...................................................................................................................15
4.1 编程语言选择..................................................................................................................15
4.2 单片机程序开发环境.......................................................................................................15
4.3 ARM 软件开发流程.........................................................................................................16
4.4 FlyMcu 程序烧录软件介绍 .............................................................................................17
4.5 PL2303 串口程序烧写模块介绍 .....................................................................................18
4.6 程序流程图 .....................................................................................................................19
第五章 系统焊接与调试...............................................................................................................21
5.1 电路焊接 .........................................................................................................................21
5.2 系统调试 .........................................................................................................................22
5.2.1 系统程序调试.......................................................................................................22
5.2.2 硬件测试................................................................................................................22
5.3 实物测试..................................................................................................................23
致谢 ................................................................................................................................................25
参 考 文 献 ..................................................................................................................................26
参考文献
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第一章 绪论
1.1 课题背景及其意义
直流电机拥有有良好的起制动性能，可应用于在大范围内的平滑控制，也可
广泛的应用于许多需要控制或正反向的电力拖动领域中。在控制角度来看，直流
控制更是交流拖动系统的基础。早期的控制系统较大部分以模拟电路作为基础，
有运算放大器、非线性集成电路和少量数字电路等，控制系统的硬件部分功能比
较复杂，功能比较单一，而且软件系统不灵活、不好调试，不利于直流电动机控
制技术发展和应用范围。伴随着单片机控制技术的快速发展，使得许多控制功能
算法以及软件得以完成，为直流电动机控制控制提供了更大的发展空间，并使系
统达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成
本，从而有效的提高工作效率。
传统的控制系统采用模拟元件，虽然满足了生产要求，但由于元件易老化和
使用时容易受到干扰影响，并且线路很复杂，控制效果受到器件性能、温度等因
素的影响，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。
目前，直流电动机控制系统数字化已经走向实用化，伴随着电子技术的高度
发展，促使直流电机控制逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，
使直流电机控制技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的
趋势。因此实现直流无级控制对我们社会生产和生活有着重大的意义。
1.2 国内外的研究状况
直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑控制，在许多
需要控制或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，
直流控制还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，
采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部
分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控
制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功
能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，
并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降
低系统成本，从而有效的提高工作效率。
参考文献
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在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较
高的能量转换效率；二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的控制性能
如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此，
控制技术一直是研究的热点。
直流电动机在冶金、矿山、化工、交通、机械、纺织、航空等领域中已经得
到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制，很难进行控制，不
能 实现智能化。传统的控制系统采用模拟元件，虽在一定程度上满足了生产要
求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用
性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，故系统的运行可靠性及准确
性得不到保证，甚至出现事故。如今，直流电动机的控制控制已经离不开单片机
的支持，单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人类社会步
入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和
专业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，
改变了世界，也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗
干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，
单片机的应也更加广泛特别是在各种领域的控制、自动化等方面。
目前，直流电动机控制系统数字化已经走向实用化，伴随着电子技术的高度
发展，促使直流电机控制逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，
使直流电机控制技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的
趋势。
近年来，随着科技的进步，电力电子技术得到了迅速的发展，直流电机得到
了越来越广泛的应用。直流它具有优良的控制特性,控制平滑、方便,控制范围广;
过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转。
1.3 本文的主要研究内容及论文结构安排
第1章.主要介绍本设计的课题背景及国内外研究状况；
第2章.主要说明系统方案的选择；
第 3 章.主要介绍硬件电路的组成及使用方法；
第 4 章.主要介绍软件设计；
第 5 章.主要介绍硬件调试；
参考文献
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