電動機單片機控制系統(tǒng)的研究畢業(yè)設計論文

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）報告</p><p>　　題 目 電動機單片機控制系統(tǒng)的研究</p><p>　　系 別: .</p><p>　　專 業(yè): </p><p>　　班 級: <

2、;/p><p>　　學生姓名: </p><p>　　指導教師： </p><p>　　開題時間： </p><p>　　完成時間： </p><p><b>　　目

3、錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　前 言3</b></p><p><b>　　第一章 概述4</b></p><p>　　1.1 什么是單片機4</p><p>　　1.1.1 單

4、片機的簡述4</p><p>　　1.1.2 單片機的應用領域4</p><p>　　1.2 單片機的發(fā)展5</p><p>　　1.3 單片機的應用6</p><p><b>　　第二章 硬件7</b></p><p>　　2.1 電動機單片機控制系統(tǒng)的電路原理圖及工作原理7<

5、/p><p>　　2.2 MCS-51單片機的硬件結構7</p><p>　　2.2.1 AT89C51單片機的特性7</p><p>　　2.2.2 AT89C51單片機的結構框圖8</p><p>　　2.2.3 MCS-51系列單片機的內(nèi)部結構8</p><p>　　2.3 繼電器10</p>

6、<p>　　2.3.1 繼電器的產(chǎn)品和定義以及繼電特性10</p><p>　　2.3.2 繼電器的工作原理和作用以及主要產(chǎn)品技術參數(shù)11</p><p>　　2.3.3 繼電器的選用13</p><p>　　2.4 光電耦合器13</p><p>　　2.4.1 光電耦合器的定義13</p><p&

7、gt;　　2.4.2 光電耦合器的作用14</p><p>　　2.5 晶體震蕩器14</p><p><b>　　第三章 軟件15</b></p><p>　　3.1 單片機應用系統(tǒng)的軟件設計15</p><p>　　3.2 電動機單片機控制系統(tǒng)的軟件編程16</p><p>　　第四

8、章 制板與安裝17</p><p>　　4.1 PCB板的制作17</p><p>　　4.2 焊接的基本常識17</p><p>　　4.3 元器件的安裝17</p><p>　　第五章 仿真調(diào)試18</p><p>　　5.1 硬件仿真19</p><p>　　5.1.1 硬件準

9、備19</p><p>　　5.1.2 軟件準備19</p><p>　　5.1.3 仿真調(diào)試19</p><p>　　5.2 軟件仿真20</p><p>　　5.3 用編程器把程序?qū)懭雴纹瑱C20</p><p>　　5.4 脫機運行21</p><p>　　第六章 結束語21&

10、lt;/p><p><b>　　6.1 總結21</b></p><p>　　6.2 創(chuàng)新點21</p><p><b>　　6.3 謝辭22</b></p><p><b>　　參考文獻：23</b></p><p><b>　　附錄2

11、4</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計采用AT89C51單片機為核心對電動機進行控制，并且輔以必要的外圍器件和電路，通過IO口輸出的具有時序的方波作為電動機的控制信號，信號經(jīng)TIP122驅(qū)動電動機，同時，用鍵盤對電機的狀態(tài)進行控制，并用LCD顯示電機的正反轉(zhuǎn)。論文重點闡述了電動機單片機控制系統(tǒng)和相關控制的模塊化設

12、計與制作；軟件同樣采用模塊化的設計，包括中斷模塊、控制模塊、系統(tǒng)調(diào)整模塊設計，并采用keil c51仿真軟件進行編程。本設計實現(xiàn)了電動機單片機控制系統(tǒng)的功能，并給出了具體的硬件電路和相應的程序。這種控制電路可靠性，靈活性高，使用范圍廣。而且，它對其他類似系統(tǒng)的開發(fā)具有一定的借鑒意義。</p><p>　　關鍵詞：AT89C51單片機；繼電器；控制</p><p><b>　　Ab

13、stract</b></p><p>　　The AT89C51 single-chip design at the core of the motor control, and supplemented with the necessary peripheral devices and circuits, through the IO port output with the timing of t

14、he square wave as a motor control signal, the signal by the TIP122 driver motor, at the same time, using the keyboard the status of motor control and motor positive LCD display. Dissertation focuses on single-chip motor

15、control system and related control of modular design and fabrication; same modular software design,</p><p>　　Key words：AT89C51 single-chip microcomputer；relay；control</p><p><b>　　前 言</b

16、></p><p>　　隨著單片機功能的飛速發(fā)展，單片機的應用領域已經(jīng)廣泛滲透到了國民經(jīng)濟的各個領域，并影響著每個現(xiàn)代人的生活。單片機技術的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測控領域帶來了一次技術革命。目前，單片機仍以其高可靠性、高性價比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能畫儀器儀表、智能家電等諸多領域得到了廣泛的應用。作為將要從事單片機應用系統(tǒng)開發(fā)方面的技術人員，掌握單片機的應用技術是必要的。</p><

17、p>　　當今時代是一個新技術層出不窮的時代，在電子領域尤其是自動化智能控制領域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代。單片機具有體積小、功能強、成本低、應用面廣等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。目前，一個學習與應用單片機的高潮正在工廠、學校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。學習單片機的最有效方法就是理論與實踐并重，此次用AT89C51單片機自制了一款簡易的電動機單片機控

18、制的實物，重點介紹了其軟件編程方法，以及給單片機初學者以啟發(fā)，更快地成為單片機領域的優(yōu)秀人才。</p><p>　　課程設計是根據(jù)某一課題技術指標或邏輯功能的要求，進行電路的獨立設計，實驗安裝和調(diào)試，在實驗板上進行電子產(chǎn)品的制作和寫出實驗總結報告。根據(jù)這次課程設計的內(nèi)容和要求，我首先進行了整體方案的構思，通過在圖書館和上網(wǎng)查閱資料，并分析和比較，選取了一種簡單而且可行性高的方案。此方案主要由主控電路、電源電路、程

19、序譯碼驅(qū)動電路等組成。通過查閱有關書籍、上網(wǎng)和綜合已學習以及電子技術的知識，并考慮到電路的工作穩(wěn)定性，設計成本低，電路簡單，功耗低等因素，同時還留有余地用于電路的功能擴展，鑒于此選用了比較常見的元器件來構成各單元電路，選取所須的元件后，對各電路元件的參數(shù)進行了計算，然后進實驗室進行電路的安裝和調(diào)試。經(jīng)過幾天緊張的電路安裝和調(diào)試，期間還進行了部分方案的修改和改進，實現(xiàn)了課程設計的主要任務和具體要求。</p><p>

20、;<b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1 什么是單片機</p><p>　　1.1.1 單片機的簡述</p><p>　　單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學

21、習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。</p><p>　　現(xiàn)在，單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等?，F(xiàn)在有些工廠的技術人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它

22、可編程邏輯器件上.</p><p>　　1.1.2 單片機的應用領域</p><p>　　單片機的應用領域包括以下幾個方面：</p><p>　　1.單片機在智能儀器儀表中的應用；</p><p>　　2.單片機在工業(yè)測控中的應用；</p><p>　　3.單片機在計算機網(wǎng)絡和通訊技術中的應用；</p>

23、<p>　　4.單片機在日常生活及家電中的應用；</p><p>　　5.單片機在辦公自動化方面。</p><p>　　目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控

24、制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。</p><p>　　1.2 單片機的發(fā)展</p><p>　　單片機就是在一塊硅片上集成了中央處理器CPU(Central Processing Unit)、隨機存儲器RAM(Random Access M

25、emory)、只讀存儲器ROM(Read Only Memory)、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器和多種I/O口（Input/Output Ports）的一個不帶外部設備的微型計算機。它具有計算機的基本屬性，所以可以稱它為單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)，簡稱單片機。</p><p>　　1971年微處理器研制成功后不久，就出現(xiàn)了單芯片的微型計算機，即單片機。最早的單片機是一位的。&l

26、t;/p><p>　　1976年Intel公司推出了第一代8位單片機的代表產(chǎn)品-----MCS-48系列單片機8048，它將CPU、串行口、定時器和128BRAM集成在一塊芯片內(nèi)，使用的是NMOS工藝。在MCS-48成功的刺激下，出現(xiàn)了第二代單片機產(chǎn)品。在第二代單片機中，IntelMCS-51進入中國市場最早，過渡到CMOS工藝的80C51要遲一些。1982年以后，高速低功耗CHMOS工藝的出現(xiàn)，使許多公司生產(chǎn)與80

27、C51兼容的單片機，并擴展了其功能。8位單片機后，還出現(xiàn)了16位的單片機，1983年Intel公司推出的MCS-96系列單片機就是其中的典型代表之一。</p><p>　　近10年來出現(xiàn)的具有許多新特點的單片機，可以稱之為第三代單片機。目前單片機的內(nèi)存容量可以做得相當大，I/O功能也已足夠地豐富，可以不用外加擴展芯片；大多數(shù)單片機都提供可由用戶編程的OTPROM型式；隨著單片機程序存儲空間的擴大，在空余空間可以嵌

28、入實時操作系統(tǒng)等軟件，以提高單片機的性能和產(chǎn)品開發(fā)效率；擴展方式從并行總線型發(fā)展出各種串行總線，如IC總線、USB總線、CAN總線等；有的單片機集成了多個CPU，將數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機等集成到單片機中的產(chǎn)品也不斷出現(xiàn)；另外，在抗干擾、抗噪聲、提高可靠性、功耗管理等方面的新技術也不斷的出現(xiàn)。</p><p>　　1.3 單片機的應用</p><p>　　在生產(chǎn)和生活的各個領域中，

29、凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的出現(xiàn)。單片機的應用有利于產(chǎn)品小型化、多功能化和智能化，而且抗干擾能力強，可在各種惡劣的環(huán)境下可靠的工作，成本也較低。所以單片機的應用已極為廣泛，它在工業(yè)自動化、工業(yè)測控、智能儀器儀表、家用電器、信息與通信、軍事裝備等方面都在發(fā)揮著“微電腦控制”的作用。較高檔的單片機都有通信接口，因而為單片機在計算機網(wǎng)絡與通信設備中的應用創(chuàng)造了很好的條件。在微波通信、短波通信、載波通信、光纖通信和程控交換等設備、儀器

30、中都能找到單片機的應用，如通信系統(tǒng)中的監(jiān)控、自適應控制系統(tǒng)，頻率合成，聲像處理，數(shù)字濾波，自動撥號無線電話網(wǎng)，自動呼叫應答設備及程控調(diào)度電話分機等。</p><p>　　單片機廣泛應用的意義在于它正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法，以前必須由模擬電路和數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在可使用單片機通過編程序來實現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件，并能提高系統(tǒng)性能的微電腦控制技術是對傳統(tǒng)控制技術的一種革命。隨著

31、單片機產(chǎn)品功能的更強大、更先進，應用單片機來實現(xiàn)的微電腦控制技術一定會不斷發(fā)展和完善。</p><p><b>　　第二章 硬件</b></p><p>　　2.1 電動機單片機控制系統(tǒng)的電路原理圖及工作原理</p><p>　　按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機是美國

32、ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結構、2個全雙工的串行口，具有4.25～5.50V的電壓工作范圍和0～24MHz工作頻率，使用AT89C51單片機時無須外擴存儲器。因此，本控制實際上就是一個帶有兩個光耦的單片機最小應用系統(tǒng)，即為由AT89C51單片機、74LS14集成塊、電阻、電容、二極管、三極管、光耦TPL

33、521-1、晶振、復位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。其具體的電路原理圖組成如下所示：</p><p>　　電動機單片機控制控制系統(tǒng)的電路原理圖</p><p>　　從原理圖中可以看出，如果要讓接在P1.4口的TPL521-1啟動起來，那么只要把P1.4口的電平變?yōu)楦唠娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P1.4口的TPL521-1停止，就要把P1.4口的電平變?yōu)榈碗娖?；同理，接在P1.

34、7口的TPL521-1的啟動和停止。因此，要實現(xiàn)電動機單片機控制功能，我們只要將TPL521-1進行啟動、停止，2個TPL521-1將會形成電動機正反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。</p><p>　　2.2 MCS-51單片機的硬件結構</p><p>　　2.2.1 AT89C51單片機的特性</p><p>　　AT89C51單片機主要特性： 與MCS-51 兼容 ;4K字節(jié)可編

35、程閃爍存儲器 ;全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz ;三級程序存儲器鎖定 ;128*8位內(nèi)部RAM;32可編程I/O線 ;兩個16位定時器/計數(shù)器 ;5個中斷源 ;可編程串行通道 ;低功耗的閑置和掉電模式 ;片內(nèi)振蕩器和時鐘電路.</p><p>　　2.2.2 AT89C51單片機的結構框圖</p><p>　　2.2.3 MCS-51系列單片機的內(nèi)部結構</p><p&g

36、t;　　單片機的內(nèi)部結構框圖</p><p>　　從上圖可知，它主要由8個部件通過片內(nèi)總線連接而成。部件有中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM/EPROM）、并行輸入/輸出口、串行口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。</p><p>　　MCS-51單片機的封裝有兩種形式，一種是雙列直插式（DIP）封裝的形式，另一種是方形封裝形式。HMOS工藝的8051

37、單片機采用40引腳的DIP封裝，而CHMOS工藝的單片機除采用DIP封裝外，還采用方形封裝形式，其中4個NC為空引腳。采用40引腳DIP封裝的8051單片機引腳排列如圖1所示。8051單片機是高性能的單片機，由于受到引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有兩種功能，我們用斜線加以區(qū)分。</p><p>　　51系列單片機封裝圖</p><p>　　單片機的管腳除了電源端Vcc、接地端Vss、復位

38、端RST、晶振接入端的XTAL1、XTAL2及通用I/O口的P1.0-P1.7外，其于的管腳都是為現(xiàn)實系統(tǒng)擴展而設置的。用這些管腳可構成單片機的三總線形式。它們分別是地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。</p><p>　　CPU由運算器、控制器和若干特殊功能寄存器（如累加器A、寄存器B、程序狀態(tài)字寄存器PSW、數(shù)據(jù)指針寄存DPTR等）組成。運算器包括算術邏輯運算部件ALU、位處理器、累加器A、寄存器B、暫存寄存器幾程

39、序狀態(tài)字寄存器PSW等。控制器是單片機的神經(jīng)中樞，它是指揮控制部件。</p><p>　　存儲器是組成計算機的三大部件之一，其功能是存儲信息。存儲器按其存儲方式可以分為兩大類，一類是隨機存儲器（RAM），另一類是只讀存儲器（ROM）。CPU在運行過程中可對RAM隨時進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，但在關閉電源是，RAM中所有的信息會丟失，所以RAM只能用來存放暫時性的輸入/輸出數(shù)據(jù)、運算中的結果等，RAM也因此常被稱為數(shù)據(jù)

40、存儲器。而ROM是一種寫入后不能改寫只能讀出的存儲器。在斷電后，ROM中的信息保留不變，所以ROM用來存放固定的程序和數(shù)據(jù)。</p><p>　　MCS-51單片機存儲器可分為五類，即片內(nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、特殊功能存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。MCS-51單片機存儲器的地址空間可分為3個，在訪問這3個不同的地址空間時，采用不同形式的指令。MCS-51單片機存儲器結構有兩個重要的特點：一是把數(shù)據(jù)

41、存儲器和程序存儲器截然分開；二是存儲器有內(nèi)、外只分。</p><p>　　8051單片機有四個8位的雙向輸入/輸出端口，每個端口均可按字節(jié)輸入、輸出，也可按位進行輸入、輸出，一個端口占8個引腳，共占32個引腳。在每個端口中都包括有一個鎖存器、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。通常把四個端口籠統(tǒng)地表示為P0、P1、P2、P3。</p><p><b>　　2.3 繼電器</b>

42、;</p><p>　　2.3.1繼電器的產(chǎn)品和定義以及繼電特性</p><p><b>　　1、產(chǎn)品示意圖</b></p><p><b>　　2、定義</b></p><p>　　繼電器是一種當輸入量（電、磁、聲、光、熱）達到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。</p>

43、<p>　　3、繼電器的繼電特性</p><p>　　繼電器的輸入信號x從零連續(xù)增加達到銜鐵開始吸合時的動作值xx,繼電器的輸出信號立刻從y=0跳躍到y(tǒng)=ym,即常開觸點從斷到通。一旦觸點閉合，輸入量x繼續(xù)增大，輸出信號y將不再起變化。當輸入量x從某一大于xx值下降到xf,繼電器開始釋放，常開觸點斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。</p><p&

44、gt;　　釋放值xf與動作值xx的比值叫做反饋系數(shù)，即Kf= xf /xx</p><p>　　觸點上輸出的控制功率Pc與線圈吸收的最小功率P0之比叫做繼電器的控制系數(shù)，即Kc=PC/P0</p><p>　　2.3.2繼電器的工作原理和作用以及主要產(chǎn)品技術參數(shù)</p><p><b>　　1、工作原理</b></p><p

45、>　　當輸入量(如電壓、電流、溫度等)達到規(guī)定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器?？煞譃殡姎饬?如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電氣量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類。具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點。廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。</p><p><b>　　2、作用</b></p><p>　　繼電

46、器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。</p><p>　　繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。 </p><p>　　繼電器

47、一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應機構（輸入部分）；有能對被控電路實現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機構（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進行耦合隔離，功能處理和對輸出部分進行驅(qū)動的中間機構（驅(qū)動部分）。 </p><p>　　作為控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用： </p><p>　　1) 擴大控制范圍

48、。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。 </p><p>　　2) 放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。 </p><p>　　3) 綜合信號。例如，當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達到預定的控制效果。 </p><p>　　4)

49、 自動、遙控、監(jiān)測。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。 </p><p>　　工廠專業(yè)生產(chǎn)各式時間繼電器 電磁繼電器 電子繼電器 大功率繼電器 液位繼電器 固態(tài)繼電器 大功率繼電器 小型繼電器 計時器 計數(shù)器 繼電器等。 </p><p>　　繼電器實質(zhì)是一種傳遞信號的電器，它根據(jù)輸入的信號達到不同的控制目的。 </p><

50、;p>　　繼電器一般是用來接通和斷開控制電器（電動機） </p><p>　　如在直流電動機里的電流繼電器，當電流過小或過大時，它檢測到這種電流信號后便控制電動機的啟停 </p><p>　　還有如熱繼電器，如電動機長期過載而使溫度過高時，它便控制電動機停止 </p><p><b>　　3、技術參數(shù)</b></p><

51、;p><b>　　1）額定工作電壓</b></p><p>　　是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。</p><p><b>　　2)直流電阻</b></p><p>　　是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。</p><p>

52、;<b>　　3)吸合電流</b></p><p>　　是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。</p><p><b>　　4)釋放電流</b></p><p&g

53、t;　　是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流。 </p><p>　　5)觸點切換電壓和電流</p><p>　　是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。</p><p>　　2.3.3繼電器

54、的選用</p><p>　　1.先了解必要的條件</p><p>　　①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；</p><p>　?、诒豢刂齐娐分械碾妷汉碗娏鳎?lt;/p><p>　?、郾豢仉娐沸枰獛捉M、什么形式的觸點。選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇芙o繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。<

55、;/p><p><b>　　2.查閱有關資料</b></p><p>　　確定使用條件后，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。</p><p>　　3.注意器具的容積。</p><p>　　若是用于一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮

56、電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產(chǎn)品。</p><p><b>　　2.4 光電耦合器</b></p><p>　　2.4.1光電耦合器的定義</p><p>　　光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。當輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件LED上，LED發(fā)光，光接受

57、器件接受光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標準數(shù)字電平輸出，這樣就實現(xiàn)了“電－光－電”的轉(zhuǎn)換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇?，因而輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離。</p><p>　　2.4.2光電耦合器的作用</p><p>　　由于光耦種類繁多，結構獨特，優(yōu)點突出，因而其應用十分廣泛，主要應用以下場合：</p><p>　　(

58、1) 在邏輯電路上的應用</p><p>　　光電耦合器可以構成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好，因此，由它構成的邏輯電路更可靠。</p><p>　　(2) 作為固體開關應用</p><p>　　在開關電路中，往往要求控制電路和開關之間要有很好的電隔離，對于一般的電子開關來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實現(xiàn)。</p>

59、<p>　　(3) 在觸發(fā)電路上的應用</p><p>　　將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負載隔離地問題。</p><p>　　(4) 在脈沖放大電路中的應用</p><p>　　光電耦合器應用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號進行放大。</p><p>　　(5) 在線性

60、電路上的應用</p><p>　　線性光電耦合器應用于線性電路中，具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。</p><p>　　(6) 特殊場合的應用</p><p>　　光電耦合器還可應用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點繼電器以及用于A/D電路等多種場合。</p><p><b>　　2.5 晶體震蕩器</b></

61、p><p>　　石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。</p><p>　　石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），

62、在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。</p><p>　　國際電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（TCXO），電壓控制式晶體振蕩器（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補償

63、式晶體損振蕩（DCXO）等。</p><p><b>　　第三章 軟件</b></p><p>　　3.1 單片機應用系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　軟件設計是應用系統(tǒng)研制中工作量最大最重要也是最困難的任務，它可以分為兩部分:一是用于管理單片機系統(tǒng)工作的監(jiān)控管理程序；二是用于執(zhí)行完成實際具體任務的功能程序。</p><p

64、>　　而功能程序通常應包括數(shù)據(jù)采集和處理程序、控制算法實現(xiàn)程序、人機聯(lián)系程序和數(shù)據(jù)管理程序。監(jiān)控程序是控制單片機系統(tǒng)按預定操作方式運轉(zhuǎn)的程序，它的任務是：</p><p>　　1、 在系統(tǒng)投入運行的最初時刻，應對系統(tǒng)進行自檢和初始化。當用戶操作鍵盤時，必須對鍵盤操作進行解釋，調(diào)用相應的功能模塊，完成預定的任務，并通過顯示等方式給出執(zhí)行的結果，即完成處理鍵盤命令的任務。</p><p>

65、;　　2、 對于具有遙控通信接口的單片機系統(tǒng)，監(jiān)控程序還應包括通信解釋程序，即具有處理接口命令的功能。</p><p>　　3、 單片機系統(tǒng)在運行時也能被某些預定的條件觸發(fā)而完成規(guī)定的操作，這類條件中有定時信號、外部觸發(fā)信號等，監(jiān)控程序也應考慮處理條件觸發(fā)并完成顯示的功能。軟件設計通常才用模塊化程序設計、自頂向下的程序設計方法。</p><p>　　3.2 電動機單片機控制系統(tǒng)的軟件編程&

66、lt;/p><p>　　單片機的應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述原理圖搭建完成通電之后，我們還不能看到電動機正反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)二極管的功能。軟件編程是單片機應用系統(tǒng)中的一個重要的組成部分，是單片機學習的重點和難點。下面我們以最簡單的電動機單片機控制功能即實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，來介紹實現(xiàn)電動機單片機控制系統(tǒng)的軟件編程方法及程序：</p>&

67、lt;p><b>　　程序一：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　MAIN: MOV P1 ,#OFEH</p><p>　　ACALL LOOP</p><p>　　MOV P1 ,#0FDH</p><p>　　ACALL LOOP

68、</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　LOOP: MOV TMOD ,#01H</p><p>　　MOV R7 ,#20</p><p>　　TIME: MOV TLO ,#0B0H</p><p>　　MOV TH0 ,#3CH</p><p>&

69、lt;b>　　SETB TR0</b></p><p>　　LOOP1:JBC TF0,LOOP2</p><p>　　LJMP LOOP1</p><p>　　LOOP2:DJNZ R7, TIME</p><p><b>　　RET</b></p><p><

70、;b>　　END</b></p><p>　　當上述程序編寫好以后，我們需要使用編譯軟件對選的程序進行編譯，得到單片機所能識別的二進制代碼，然后再用編程器將二進制代碼燒寫到AT89C51單片機中，最后連接好電路通電，我們就看到“電動機正反轉(zhuǎn)”的過程啦。</p><p><b>　　第四章 制板與安裝</b></p><p>　

71、　4.1 PCB板的制作</p><p>　　在PCB板的制作時，要考慮電氣要求、散熱、封裝尺寸等。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。</p><p>　　對于手工自制印刷電路板，按板面的實際設計尺寸剪裁敷銅板可用鋼鋸沿邊線鋸開，將敷銅板表面處理后，直接在銅箔面涂保護層。表面處理 可用水砂紙去氧化層和油污。然后將打印好PCB轉(zhuǎn)印

72、紙鋪在敷銅板上通過熱壓機將PCB印在敷銅板上，然后在板子放入配好的三氯化鐵溶液中，濃度在28~42%之間，不斷搖晃，加速反應。待把能看見的銅都腐蝕完了之后把扳子從三氯化鐵溶液中取出來用清水洗凈，用砂紙將沒有被腐蝕的銅表面沙干凈。然后再把已經(jīng)配好的松香酒精溶液立即涂在洗凈晾干的印制電路板上，使它分布均勻且很薄，再加熱烘干到不粘手為止。最后在鉆孔，完成制板的最后工作。</p><p>　　4.2 焊接的基本常識<

73、;/p><p>　　首先是選擇電烙鐵。對于小型的電子制作項目，20W的烙鐵就能滿足要求。如果初學焊接時使用大功率烙鐵，很容易燙壞元件。</p><p>　　再次，注意焊錫與助焊劑的選用。千萬不要使用酸性助焊劑，否則對烙鐵頭和電路板都有腐蝕作用。最好使用含松香芯的焊錫絲，用松香或松香酒精溶液作助焊劑。</p><p>　　砂紙打磨是重要的過程，否則更難上錫甚至上不上錫。正

74、確的方法是用細砂紙輕磨幾下，再用烙鐵頭磨蹭引腳。如果引腳只有少數(shù)部位能上錫，這種元器件就得用砂紙多磨幾下引腳，否則會成為虛焊的隱患。</p><p>　　搪錫后，將引腳插入通孔，用鑷子夾住引腳根部，再用烙鐵接觸引腳和通孔。一旦焊錫流滿通孔，應立即移開烙鐵。此時應注意：第一，烙鐵應與引腳接觸；第二，焊接的時間要短，一般不宜超過三秒；第三，撤離烙鐵后千萬不可晃動引腳，必須要焊錫凝固后再松開鑷子。焊接質(zhì)量可從焊錫是否填

75、滿通孔、焊點是否圓滑光亮來判斷。對于焊點周圍的松香焊渣，可用乙醇擦去，千萬不要使用含有氯化物的溶劑、汽油或肥皂水。</p><p>　　4.3 元器件的安裝</p><p>　　在安裝元件時，我們應該對元件進行檢測使它能達到電路所需的要求，應盡量避免裝錯元件，不然調(diào)試時會出現(xiàn)很多麻煩，然后仔細對照原理圖進行安裝。再進行元器件的安裝焊接，在安裝焊接時應注意避免虛焊、假焊現(xiàn)象，并且要注意掌握焊

76、接時間。如果焊接時間過長就有可能將元器件損壞。安裝好的電路板圖紙如下所示：</p><p><b>　　電路板的安裝圖</b></p><p><b>　　第五章 仿真調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1 硬件仿真</b></p><p>　　5.1.1 硬件準備&

77、lt;/p><p>　　1、實驗箱斷電接線。</p><p>　　2、實驗箱A1區(qū)JP13的SRAM_E和FLASH_E短線器跳開（不短接），JP14跳開，短接JP15的兩個跳線座（TXD、RXD）。</p><p>　　3、關MOD_SW1撥向RUN，按復位鍵RESET。</p><p>　　5.1.2 軟件準備</p><

78、p>　　點開Keil uVsion2</p><p>　　1）項目（Project）</p><p>　　① 新建項目New project并選擇CPU</p><p>　?、?設置項目選項（Project-Option）</p><p>　　2）寫源程序（File）</p><p>　　① 新建源程序（File

79、-New）</p><p><b>　　② 寫源程序</b></p><p>　?、?保存程序（File-Save）,文件名后綴為.asm</p><p>　　3）添加源程序到項目。在Project Windows窗口中，選中Source Group1后右擊鼠標，選擇Add files to Group;文件類型為Asm Source file

80、(*.a*;*.src)，添加后Project Windows窗口顯示源程序文件名</p><p>　　4）編譯、鏈接（Project-Build Target或者Rebuild All Target Files），編譯成功則顯示“0 Error(s),0 Warning(s)”</p><p>　　5.1.3 仿真調(diào)試</p><p>　　1）下載用戶程序到實驗儀

81、中（Debug-Start/Stop Debug Session）</p><p>　　2）運行（Debug-Go）</p><p><b>　　5.2 軟件仿真</b></p><p>　　一、項目（Project）</p><p>　　1、新建項目New project并選擇CPU</p><p&

82、gt;　　2、設置項目選項（Project-Option）</p><p>　　二、寫源程序（File）</p><p>　　三、添加源程序到項目。在Project Windows窗口中，選中Source Group1后右擊鼠標，選擇Add files to Group;文件類型為Asm Source file(*.a*;*.src)，添加后Project Windows窗口顯示源程序文件

83、名</p><p>　　四、編譯、鏈接（Project-Build Target或者Rebuild All Target Files），編譯成功則顯示“0 Error(s),0 Warning(s)”，表明軟件編寫無語法錯誤，軟件仿真完成。</p><p>　　5.3 用編程器把程序?qū)懭雴纹瑱C</p><p>　　程序的寫入所用的編程器為：TOP835通用編程器。如

84、下圖所示：</p><p>　　TOP835通用編程器</p><p><b>　　5.4 脫機運行</b></p><p>　　把程序?qū)懭爰蓧K以后，安裝到電路板上，在通過穩(wěn)壓器接入+5V的直流電源和接地。觀察光耦的動停情況，如果和所輸入AT89C51中程序相對應的光耦的動停情景相同，則表示電路板制作成功。本畢業(yè)設計就算完成了。若與程序想表示

85、的樣子不一樣,則說明單片機或程序有錯,應仔細檢查只到完全正確為此。</p><p><b>　　第六章 結束語</b></p><p><b>　　6.1 總結</b></p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代社會對專業(yè)人才的要求越來越高，尤其作為電氣專業(yè)的人員，不僅要有堅實的理論知識，更應該具備豐富的實踐經(jīng)驗和較強的

86、動手能力。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，是把學到的理論知識和現(xiàn)場的實際工作經(jīng)驗又一次有機地融合在一起，也使我熟練掌握了工程設計的方法，進一步提高了工程設計能力、理論計算能力、實驗研究能力、經(jīng)濟分析能力、外文閱讀能力、計算機應用能力以及文獻查閱和文字表達能力。對于在此次單片機控制電動機的設計及分析中還存在一些問題，在控制電動機正反轉(zhuǎn)設計中采用單片機進行控制，存在著一些缺點，例如所選用的單片機不太合理以及調(diào)

87、試過程比較麻煩。</p><p>　　在進行畢業(yè)設計的過程中，我深刻體會到我的基礎功并不是那么的扎實，知識面較為局限，例如我的文字表達能力，以及我的英語水平等，經(jīng)過畢業(yè)設計讓我懂得在日常生活中，我們不能隨便去浪費我們寶貴的時間而是要充分利用時間來學習更多的知識來充實自己。</p><p><b>　　6.2 創(chuàng)新點</b></p><p>　　

88、近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制日新月異更新。在實時顯示單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，它具有電路簡單、體積小、成本低、抗干擾能力強，控制能力強，具有時間顯示功能，非常方便。替代了傳統(tǒng)的控制電路，更加方便快捷的進行控制，由硬件控制進入了軟件控制時代。</p><p><b>　　6.3 謝辭</b></p><

89、;p>　　在這大學三年的生活里,要謝謝學校以及老師們的教育培養(yǎng)，在老師的細心教導下，我學到了很多的知識。</p><p>　　這次畢業(yè)設計能夠完成離不開老師指教和同學的合作，首先我要感謝我們的指導老師—xx老師，他能夠在百忙之中給我指導，耐心解答我的疑難問題如果沒有你的教導我是很難做出來這個設計的。比如電路的分析、元件的選購、調(diào)試等，都是離不開你的耐心的教導。</p><p>　　我

90、還要感謝我的小組的同學們，他們在這次設計過程中與我并肩作戰(zhàn)，通過相互交流，相互合作，相互溝通，相互學習，相互幫助，使我鍛煉了很強的團隊合作精神。</p><p>　　最后，我向所有關心過我，支持過我的老師，同學以及朋友表示由衷的感謝。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 余永權， ATMEL89系列單片

91、機應用技術，北京航空航天大學出版社，2002年</p><p>　　[2] 王曉明， 電動機的單片機控制，北京航空航天大學出版社，2007年</p><p>　　[3] 韓曉東， Protel 99 SE電路設計實用教程，中國鐵道出版社，2004年</p><p>　　[4] 李全利， 單片機原理及應用技術，高等教育出版社，2004年</p>&