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電氣信息學院 單片機技術課程設計報告 目 錄 1 緒言 1.1 課題背景……………………………………………………………….（5） 1.2 課題要求………………………………………………………. …….（5） 2 方案論證 2.1 系統組成………………………………………………………. ……（6） 2.2 單片機選型………………………………………………………. …………（6） 2.3 驅動方案論證………………………………………………..…….. …………（6） 2.4 檢測方案論證…………………………………………………………………（6） 3 設計原理 3.1 直流電機PWM設計框圖………………………………………….…………..（7） 4 直流電機單元電路設計與分析 4.1 直流電機的驅動模塊…………………………………………... …………（8） 4.2 直流電機的類型簡介…………………………………………………... …………（8） 4.3 直流電機的基本結構…………………………………………………………（8） 4.4 直流電機工作原理…………………………………………………………（9） 4.5 直流電機主要技術參數……………………………………………………（9） 4.6 直流電機PWM調速原理………………………………………………（9） 4.7 電機驅動模塊的電路設計………………………………………………………（12） 4.8 程序設計流程圖…………………………………………………………………（14） 5 直流電機的中斷鍵盤控制模塊 5.1 外部中斷設置………………………………………………………………………（16） 5.2 外部中斷擴展方法…………………………………………………………………（17） 6 1602LCD液晶顯示模塊 6.1引腳分布和接口信號說明……………………………………………………………（19） 6.2LCD液晶顯示電路………………………………………………………………………（20） 7直流電機PWM控制系統的實現 7.1總電路功能介紹………………………………………………………………………（21） 7.2直流電機控制程序……………………………………………………………………（21） 8系統仿真截圖 8.1系統各種工作狀態圖…………………………………………………………………（29） 9問題與分析 9.1設計問題…………………………………………………………………………………（33） 9.2答辯問題…………………………………………………………………………………（34） 10心得體會 ………………………………………………………………………………（34） 參考文獻……………………………………………………….…….……………….. …（36） 附錄1（原理圖）……………………………………………………….....……（36） 附錄2（器件清單）……………………………………………………….....……（37） 1、緒 論 1.1課題背景 直流電機顧名思義，將直流電能轉換成機械能(直流電動機)或將機械能轉換成直流電能(直流發電機)的旋轉電機。 近年來，隨著科技的進步，直流電機得到了越來越廣泛的應用，直流電機具有優良的調速特性，調速平滑、方便、調速范圍廣，過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現頻繁的無極快速起動、制動和反轉，需要滿足生產過程自動化系統各種不同的特殊要求，從而對直流電機提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調速、改變電壓調速等技術已遠遠不能滿足現代科技的要求，這時通過PWM（脈沖寬度調制技術）方式控制直流電機調速的方法就應運而生。 采取傳統的調速系統主要有以下的缺陷：模擬電路容易隨時間飄移，會產生一些不必要的熱損耗，以及對噪聲敏感等。而用PWM技術后，避免上述的缺點，實現了數字式控制模擬信號，可以大幅度減低成本和功耗。并且PWM調速系統開關頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得平滑的直流電流，低速特性好；同時，開關頻率高，快響應特性好，動態抗干擾能力強，可獲很寬的頻帶；開關元件只需工作在開關狀態，主電路損耗小，裝置的效率高，具有節約空間、經濟好等特點。 本設計采用stc89c52系列單片機對步進電機進行控制，對單片機控制步進電機系統的控制方式和軟件設計進行了研究，分別從正反轉控制、速度控制、速度通過LCD顯示和加減速控制四方面進行了詳細的分析。 1.2課題要求 以單片機為控制核心的直流電機PWM調速控制系統，實現的功能主要包括：直流電機的正、反轉；直流電機的加速和減速；直流電機的啟動和停止；以及直流電機的轉速在LCD顯示屏上顯示。 2、論 證 2.1系統組成 （1）振蕩器和時鐘電路 （2）設計輸入部分 （3）設計控制部分 （4）設計顯示部分 （5）直流電機PWM控制實現部分 2.2單片機選型 直流電機PWM調速系統以AT89C51單片機為控制核心，由命令輸入模塊、LCD顯示模塊及電機驅動模塊組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序的控制下，定時不斷的給直流電機驅動芯片發送PWM波形，H型驅動電路完成電機正、反轉控制；同時單片機不停的將從鍵盤讀取的數據送到LCD顯示模塊中去顯示，從中不僅能讀取其速度，而且能知曉其轉向及一些溫馨提示。 2.3驅動方案論證 直流電機的驅動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅動模塊（內含CMOSS管、三態門等）組成。通過按鈕來控制電機正反轉和加減速。 2.4檢測方案論證 通過觀察電機轉動情況判斷正反轉，通過LED顯示屏得知電機速度。 3 、設計原理 3.1直流電機PWM設計框圖 主體電路：即直流電機PWM控制模塊。這部分電路主要由80C51單片機的I/O端口、定時/計數器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉和反轉，并且可以調整電機的轉速，還可以方便的讀出電機轉速的大小，能夠很方便的實現電機的智能控制，其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數）、暫停、連續等功能。 直流電機PWM調速方案設計框圖如圖3-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D09.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1A.tmp.png 圖3-1 直流電機PWM調速方案設計框圖 4 、直流電機單元電路設計與分析 4.1 直流電機的驅動模塊 直流電機的驅動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅動模塊（內含CMOSS管、三態門等）組成。 4.2 直流電機的類型簡介 直流電機可按其結構、工作原理和用途等進行分類，其中根據直流電機的用途可分為以下幾種：直流發電機（將機械能轉化為直流電能）、直流電動機（將直流電能轉化為機械能）、直流測速發電機（將機械信號轉換為電信號）、直流伺服電動機（將控制信號轉換為機械信號）。這里我們用到的主要是直流電動機。 4.3 直流電機的基本結構 直流電機主要由定子、轉子和結構件三部分組成。定子包括機座、主磁極、換向磁極、前、后端蓋和電刷裝置等幾個部分；轉子是直流電動機實現能量轉換的樞紐，有稱為“電樞”，轉子外圓有槽，槽內嵌有電樞繞組，繞組通過換向器和電刷引出。直流電機的結構如圖4-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1B.tmp.png 圖4-1 直流電動機結構 4.4 直流電機工作原理 直流電機電路模型如圖4-2所示，磁極N、S間裝著一個可以轉動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個線圈abcd。當線圈中流過電流時，線圈受到電磁力作用，從而產生旋轉。根據左手定則可知，當流過線圈中電流改變方向時，線圈的受力方向也將改變，因此通過改變線圈電路的方向實現改變電機的方向。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1C.tmp.png 圖4-2 直流電動機電路模型 4.5 直流電機主要技術參數 直流電機的主要額定值有： 額定功率file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1D.tmp.png:在額定電流和電壓下，電機的負載能力。 額定電壓file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1E.tmp.png：長期運行的最高電壓。 額定電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D1F.tmp.png：長期運行的最大電流。 額定轉速n：單位時間內的電機轉動快慢。以r/min為單位。 勵磁電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D20.tmp.png：施加到電極線圈上的電流。 4.6直流電機PWM調速原理 直流電機的數學模型可用圖4-3表示，由圖可見電機的電樞電動勢file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D21.tmp.png的正方向與電樞電流file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D22.tmp.png的方向相反，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D23.tmp.png為反電動勢；電磁轉矩T的正方向與轉速n的方向相同，是拖動轉矩；軸上的機械負載轉矩file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D24.tmp.png及空載轉軍file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D34.tmp.png均與n相反，是制動轉矩。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D35.tmp.png 圖4-3 直流電機的數學模型 根據基爾霍夫第二定律，得到電樞電壓電動勢平衡方程式 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D36.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D37.tmp.png-file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D38.tmp.pngfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D39.tmp.png……………………………(1.1) 式1.1中，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3A.tmp.png為電樞回路電阻，電樞回路串聯保繞阻與電刷接觸電阻的總和：file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3B.tmp.png是外接在電樞回路中的調節電阻。 由此可得到直流電機的轉速公式為： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D3C.tmp.png…………………………………(1.2) 式(1.2)中，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4D.tmp.png為電動勢常數，file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4E.tmp.png是磁通量。 由式1.1和1.2得 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D4F.tmp.png………………………………………………(1.3) 由式(1.3)中可以看出，對于一個已經制造好的電機，當勵磁電壓和負載轉矩恒定時，它的轉速由在電樞兩端的電壓file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D50.tmp.png決定，電樞電壓越高，電機轉速就越快，電樞電壓降低到0V時，電機就 停止轉動：改變電樞電壓的極性，電機就反轉。 （1） PWM電機調速原理 PWM（脈沖寬度調制）是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調整方法。PWM可以應用在許多方面，比如：電機調速、溫度控制、壓力控制等等。 在PWM驅動控制的調整系統中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據需要改變一個周期內“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉速。也正因為如此，PWM又被稱為“開關驅動裝置”。如圖4-4所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D51.tmp.jpg 圖4-4 PWM方波 設電機始終接通電源時，電機轉速最大為Vmax，設占空比為file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D52.tmp.pngD= file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D53.tmp.png/T，則電機的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機的平均速度；Vmax 是指電機在全通電時的最大速度；D =file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D54.tmp.png/T是指占空比。 由上面的公式可見，當我們改變占空比D = file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D65.tmp.png/T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調速的目的。嚴格來說，平均速度Vd 與占空比D并非嚴格的線性關系，但是在一般的應用中，我們可以將其近似地看成是線性關系。 對于直流電機來說，如果加在電樞兩端的電壓為圖4-5所示的脈動電流壓（要求脈動電壓的周期遠小于電機的慣性常數），可以看出，在T不變的情況下，改變T1和T2寬度，得到的電壓將發生變化，下面對這一變化進一步推導。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D66.tmp.png 圖4-5 施加在電樞兩端的脈動電壓 設電機接全電壓U時，其轉速最大為Vmax。若施加到電樞兩端的脈動電壓占空比為D = file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D67.tmp.png/T，則電樞的平均電壓為： U=U×D ………………………………………………（1.4） file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D68.tmp.png≈U×file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D69.tmp.png=KD 在假設電樞內阻轉小的情況下式中Kfile:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D6A.tmp.png，K是常數。 圖4-6為施加不同占空比時實測的數據繪制所得占空比與轉速的關系圖。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D6B.tmp.png 圖4-6 占空比與電機轉速的關系 由圖看出轉速與占空比D并不是完全的線性關系（途中實線），原因是電樞本身有電阻，不過一般直流電機的內阻較小，可以近視為線性關系。 由此可見，改變施加在電樞兩端電壓就能改變電機的轉速，這就是直流電機PWM調速原理。 4.7電機驅動模塊的電路設計 根據直流電機的工作原理，從PROTEUS選取元器件如下，放置元器件、放置電源和地，進行連線，我們就此設計的直流電機驅動模塊如圖4-7所示。所用元器件如下所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7B.tmp.png file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7C.tmp.png 圖4-7直流電機驅動電路 然而考慮市場的行情，既然已有專門為電機驅動而設計的芯片，就沒必要再重新來設計：選用L298芯片來構成的電路結構基本跟上圖一樣，由L298芯片組裝的驅動模塊如圖4-8所示。所用元器件如下所示： file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7D.tmp.png 圖4-9 直流電機及其驅動電路 4.8 程序設計流程圖 直流電機控制系統的設計流程圖如圖4-10所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D7E.tmp.png 圖4-10 系統的設計流程圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D8F.tmp.png 圖4-11 定時中斷服務流程圖 5、直流電機的中斷鍵盤控制模塊 5.1 外部中斷設置 （1）外部中斷允許設置 中斷控制寄存器IE的EX0對應INT0，EX1對應INT1，EA為中斷的總開關，若要開放外部中斷，只要將IE對應的位和總開關EA置1即可。 如：開放外部中斷0的設置： SETB EX0 SETB EA 開放外部中斷0和1的設置： SETB EX0 SETB EX1 SETB EA （2）外部中斷觸發方式設置 單片機外部中斷有兩種觸發方式，一種是電平觸發方式，另一種是脈沖觸發方式，單片機外部中斷觸發方式與TCON的IT位有關。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D90.tmp.jpg 電平觸發設置方法：CLR ITX，為低電平觸發方式。 脈沖觸發設置方法：SETB ITX=1，為脈沖下降沿觸發方式。 在使用外部中的呢時，如果不進行設置，則為電平觸發方式。 （3） 外部優先級設置 外部中斷IN0、INT1的中斷優先級的設置是通過設置IP寄存器實現的，IP的PX0對應INT0，PX1對應INT1。PX置1為高級中斷，PX為0為低級中斷。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9D91.tmp.png 5.2 外部中斷擴展方法 在圖5-1中所示的為外部中斷擴展方法，設X1、X2、X3、X4、X5為外部信號，X1代表加速信號，X1=0表示加速；X2代表減速信號，X2=0表示減速；X3代表正轉信號，X3=0表示正轉；X4代表反轉信號，X4=0表示反轉；X5代表停止信號，X5=0表示停止處理。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA2.tmp.png 圖5-1 外部中斷擴展電路 當系統檢測到有中斷請求時，響應如下中斷服務流程圖如圖5-2所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA3.tmp.png 圖5-2 中斷服務流程圖 6、1602LCD液晶顯示模塊 6.1 引腳分布和接口信號說明 （1）引腳分布 1602液晶顯示共有16個引腳，其引腳分布圖如圖6-1所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA4.tmp.png 圖6-1 1602液晶顯示模塊引腳分布 （2） 引腳功能 1602引腳功能如表6-2所示 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA5.tmp.png 表6-2 1602引腳定義及功能 6.2 LCD液晶顯示電路 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DA6.tmp.png 圖6-3LCD電路 顯示程序流程圖如圖6-4所示 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB6.tmp.png 圖6-4 顯示程序流程圖 7、直流電機PWM控制系統的實現 7.1.總電路功能介紹 直流電機PWM調速控制系統具有加速、減速、正轉、反轉、停止控制功能。操作開關通過中斷控制直流電機的加速、減速、正轉、反轉、停止控制功能，并通過LCD液晶顯示。振蕩、時鐘電路和復位電路由80C51單片機內部給出。直流電機轉動速度由LCD液晶顯示。操作開關狀態由液晶顯示器顯示。 7.2直流電機控制程序 ORG 0000H SJMP DISPLAY ORG 0003H LJMP BUTTON ；外部0中斷入口地址 ORG 000BH LJMP DINGSHI ；定時中斷T0入口地址 RS EQU P3.0 RW EQU P3.1 E EQU P3.4 ORG 0030H DISPLAY: ；顯示程序為主程序 SETB EA ；打開中斷總開關 SETB EX0 ；打開外部中斷0開關 SETB IT0 ；打開外部中斷0下降沿觸發 MOV TMOD,#01H ；設置定時工作方式 MOV TL0,#0FFH ；設置定時初值 MOV TH0,#0FFH SETB ET0 ；打開定時中斷T0開關 CLR P0.5 CLR P0.6 CLR P0.7 SETB TR0 ；定時器T0開始定時 MOV DPTR,#TAB ；液晶顯示的字符首地址 MOV R0,#00H ；脈寬的初值 MOV R1,#16 ；“SET SPEED PLEASE”的字符個數 MOV R3,#00H MOV R4,#00H LP9: LCALL CHUSHI LP2: ACALL BUSY MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS INC DPTR DJNZ R1,LP2 LP3: CJNE R3,#00H,LP4 CJNE R4,#00H,LP4 SJMP LP3 LP4: MOV R7,#00H ；中斷的標志 MOV R5,#09H ；CURRENT:的字符個數 ACALL BUSY MOV P1,#0C0H ACALL ENABLE MOV DPTR,#MMTAB ACALL BUSY LP5: MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A INC DPTR ACALL DATAS ACALL BUSY DJNZ R5,LP5 MOV DPTR,#STAB MOV A,R2 MOV P1,A ACALL DATAS ACALL BUSY MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS ACALL BUSY MOV A,R4 ；顯示速度的個位 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A ACALL DATAS ；使液晶始終顯示當前電機的速度 LP8: CJNE R7,#00H,LP7 ；速度不變時等待 LJMP LP8 ；速度變時重新讀入速度 LP7: SJMP LP4 CHUSHI: ；使液晶顯示的一些初始設置 ACALL BUSY MOV P1,#00000001B ；清屏并光標復位 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00111000B ；設置顯示模式：8位2行5×7點陣 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00001111B ；顯示器開、光標開、光標允許閃爍 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00000110B ；文字不動，光標自動右移 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#80H ；寫入顯示起始地址 ACALL ENABLE RET ENABLE: ；寫入控制命令的子程序 SETB E CLR RS CLR RW CLR E RET DATAS: ；寫入數據子程序 SETB E SETB RS CLR RW CLR E RET BUSY: ；準備寫入數據 CLR E MOV P1,#0FFH CLR RS SETB RW SETB E JB P1.7,BUSY RET ORG 2000H DINGSHI: ；定時中斷服務程序 CPL P0.7 JNB P0.7, Z1 ；周期一定 MOV A,#0FFH SUBB A,R0 MOV TH0,A SETB TR0 RETI Z1: MOV TH0,R0 ；脈寬 SETB TR0 RETI BUTTON: ；從控制鍵盤中讀取操作命令 PUSH ACC CLR EX0 CLR EA INC R7 MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV A,P2 JNB ACC.0,AA0 JNB ACC.1,KK0 JNB ACC.2,ZZ JNB ACC.3,FF JNB ACC.4,WW0 AJMP QQ AA0: CJNE R0,#0FFH,AA1 ；加速操作 AJMP QQ AA1: MOV A,R0 ADD A,#5 MOV R0,A AJMP QQ KK0: CJNE R0,#00,MM ；減速操作 AJMP QQ MM: MOV A,R0 SUBB A,#5 MOV R0,A AJMP QQ QQ: MOV A,R0 MOV B,#5 DIV AB MOV B,#10 DIV AB MOV R3,A MOV R4,B SETB EX0 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EA POP ACC RETI ZZ: SETB P0.5 ；正轉操作 CLR P0.6 MOV R2,#2BH ；正轉標志“+“ LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI FF: CLR P0.5 ；反轉操作 SETB P0.6 MOV R2,#2DH ；反轉標志“—“ LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI WW0: ；停止操作 CLR P0.5 CLR P0.6 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI DELAY: ；延時子程序 MOV R5,#0E0H MM0: MOV R6,#30H MM1: DJNZ R6,MM1 DJNZ R5,MM0 RET TAB: DB 53H,45H,54H,20H DB 53H,50H,45H,45H ；“SET SPEED PLEASE”代碼 DB 44H,20H,50H,4CH DB 45H,41H,53H,45H STAB: DB 30H,31H,32H,33H DB 34H,35H,36H,37H ；“0，1,2,3,4,5,6,7“代碼 DB 38H,39H,41H,42H ；“8,9，A,B,C,D,E,F”代碼 DB 43H,44H,45H,46H MMTAB: DB 43H,4FH,52H,52H DB 45H,4EH,54H,20H ；“CURRENT：”代碼 DB 3AH END 8、系統仿真截圖 8.1系統各種狀態圖 整體電路設計如下圖8-1 圖8-1電路原理圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB7.tmp.jpg LCD 液晶顯示電路的系統仿真與測試：在PROTEUS運行環境中首先檢驗LCD顯示電路，添加程序，運行LCD液晶顯示電路，系統若運行成功將得到如圖8-2，此后在之前的電路基礎上再拓展帶中斷的獨立式鍵盤，調試成功后的電路如圖8-3所示。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DB8.tmp.png 圖8-2 LCD液晶顯示字符初步調試 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DC9.tmp.png 圖8-3 帶中斷控制的LCD液晶顯示 調試用帶中斷的鍵盤來控制直流電機驅動模塊的部分電路，若按要求調試成功，將得到圖8-4。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCA.tmp.png 圖8-4 用帶中斷的鍵盤來控制的電動機 啟動目標系統，按正轉，然后按加速開關，我們觀察到電機開始運轉，每按一次加速，電機的速度都要增加，此時如果按減速，則電機的轉速慢慢地減少。同樣按反轉轉也看到同樣的結果，當按停止鍵時，電機慢慢停下來，圖8-5是在目的電路剛啟動時未設置命令之前的狀態。圖8-6是在正轉情況下的仿真結果，圖8-7是在反轉情況下的仿真結果。 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCB.tmp.jpg 圖8-5 未按鍵時的初始狀態 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCC.tmp.jpg 圖8-6 電機正轉時的狀態 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCD.tmp.jpg 圖8-7 電機反轉時的狀態 9、 問題與分析 9.1設計問題 實驗原理圖設計中遇到的的問題，以及解決方法： 在實驗過程中繪制的初始原理圖如下：file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCE.tmp.jpg 仿真運行，按下按鍵出現如下報錯 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DCF.tmp.jpg 沒有給單片機提供時鐘信號，需要添加由晶振和電容構成的外接振蕩器連接在XTAL1（第19腳） 9.2答辯問題 1、1602液晶顯示器引腳功能是什么？ 答：1、2引腳分別是接電源和接地；3引腳是對比調整電壓；4引腳是輸入指令或數據；5引腳向LCD寫入指令或者從LCD讀取信息；6引腳是使能信號；7-14引腳都是數據總線；15、16引腳分別接LCD電源正負極。 2、電路圖中二極管的作用？ 答：續流和保護電路。 10、心得體會 本次課程設計的直流電機速度控制系統是以低價位的單片微機AT89C51為核心的，而通過單片機來實現電機調整又有多種途徑，相對于其他用硬件或者硬件與軟件相結合的方法實現對電機進行調整，采用PWM軟件方法來實現的調速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發揮單片機的效能，對于簡易速度控制系統的實現提供了一種有效的途徑。 通過這次設計使我掌握了基于單片機系統設計的基本方法，不僅鞏固了自己所學的理論知識，還鍛煉了自己的動手能力。在設計中使我對具體程序的編寫過程有了更好的把握，對相應指令的內涵有了更深入的理解。 在設計中遇到了很多問題，但是經過自己的不懈努力終于完成了設計，使我感到非常欣慰，也給了我更多的信心來面對今后的生活與工作。設計中也存在許多不足之處。主要體現在對所學知識不能靈活運用、舉一反三，另外也缺乏系統設計的實際經驗。希望今后能多多練習，彌補自己的不足。 學習到理論知識與實踐中的差距，理論在沒有實踐的進行，無法成為現實，實踐在沒有理論的支持也是不行的。 參考文獻 1.《單片機原理及實踐指導》 楊振江、馮軍主編 中國電力出版社 2.《MCS-5系列單片機實用接口技術》 李華主編 北京航空航天大學出版社 3.《電機與拖動》 唐介主編 高等教育出版社 附錄1：原理圖 file:///C:\Users\JON\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9DDF.tmp.jpg 附錄2：元件清單
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