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摘要 直流电机脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation-简称 PWM)调速产生于 20 世纪 70 年代 中期, 最早用于自动跟踪天文望远镜、 自动记录仪表等的驱动, 后来由于晶体管器件水平的 提高及电路技术的发展, PWM 技术得到了高速发展,各式各样的脉宽调速控制器, 脉宽调速 模块也应运而生, 许多单片机也都有了 PWM 输出功能。 设计一个基于 51 单片机的可调直流电机。 设计一个电路来驱动直流电机; 利用单片机内部精确到微妙的定时计数器来实现产生一个周期为 100 毫秒的 PWM 由 P1^6 和 P1^7 互换输出; 红光和绿光指示灯来标明转向; P0 和 P2 口控制段选和位选来实现四位一体数码管显示转速; 利用 P1^0,P1^1,P1^2 和 P1^3 连接四个按键实现转向, 加速, 减速与暂停的功能;利用复位按键功能来实现复位操作。
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课程名称: 课程设计
题 目: 基于 51 单片机的 PWM 直流电机调速
摘要
直流电机脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation-简称 PWM)调速产生
于 20 世纪 70 年代 中期, 最早用于自动跟踪天文望远镜、 自动记录仪表等
的驱动, 后来由于晶体管器件水平的 提高及电路技术的发展, PWM 技术得到
了高速发展,各式各样的脉宽调速控制器, 脉宽调速 模块也应运而生, 许多单
片机也都有了 PWM 输出功能。 而 51 单片机却没有 PWM 输出功 能, 采用
定时器配合软件的方法可以实现 51 单片机 PWM 的输出功能 。 本设计就是由
单片 机 STC89C52RC 芯片, 直流电机(搭建 H 桥电路驱动) 和四位一体
LED 数码管为核心, 辅 以必要的电路, 构成了一个基于 51 单片机 PWM 可
调速的直流电机。 该可调直流电机具有 良好的起动、 制动性能, 宜于在大范
围内平滑调速, 在许多需要调速或快速正反向的电力拖 动领域中得到了广泛的
应用。 该可调直流电机布置合理, 全部器件分布在 7*9cm 洞洞板上, 看起
来小巧精简。 采用的是单片机内部定时器产生方波并且两个 P 口交换输出,
可以方便灵 活地调速度和方向。 该可调直流电机从 0 到最大速度 1200 转每
分钟一共设置了 60 个档次的 转速, 采用红光四位数码管, 可以直观地显示
出来(显示的是每分钟的转速)。 有红光和绿 光的两个二极管作为转速指示灯。
四个控制按键就可以控制电机的转速, 方向与暂停。 每按 一个键, 该可调电
机就会实现相对应的功能, 操作非常简单。
关键词: 直流电机, 51 单片机, C 语言, 数码管
目录
一、 目的与意义....................................................................................................................... 7
二、 方案总体设计.................................................................................................................. 8
2.1 系统采用方案.................................................................................................................. 8
三、 硬件设计......................................................................................................................... 10
3.1 最小系统......................................................................................................................... 10
3.2 数码管显示.................................................................................................................... 12
3.3 系统电源......................................................................................................................... 13
3.4 驱动电路......................................................................................................................... 14
3.5 整体电路......................................................................................................................... 15
四、 软件设计......................................................................................................................... 15
4.1 keil 软件介绍.................................................................................................................. 15
4.2 系统程序流程................................................................................................................ 17
五、 仿真与实现..................................................................................................................... 20
5.1 proteus 软件介绍............................................................................................................ 20
5.2 仿真过程......................................................................................................................... 22
六、 总结.................................................................................................................................. 25
七、 6.1 设计总结.................................................................................................................... 25
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