畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　屆本科畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目： 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　所在院系： </p><p>　　所學(xué)專(zhuān)業(yè)： </p&g

2、t;<p>　　導(dǎo)師姓名： </p><p>　　完成時(shí)間： xxxx-xx-xx</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要研究了利用MCS-51系列單片機(jī)控制PWM信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。文章中采用了專(zhuān)門(mén)的芯片組成了PWM信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，并且對(duì)P

3、WM信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過(guò)軟件編程對(duì)PWM信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了詳細(xì)的闡述。此外，本文中還采用了芯片L9110H作為直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與控制電路相結(jié)合完成了在主電路中對(duì)直流電機(jī)的控制。另外，本系統(tǒng)中使用了槽型光電開(kāi)關(guān)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，并由單片機(jī)的計(jì)數(shù)器對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)速度的測(cè)量。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了PWM占空比調(diào)節(jié)程序，數(shù)碼管顯示程

4、序經(jīng)及按鍵描述程序等的編寫(xiě)思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： PWM調(diào)速，光電測(cè)速，H橋驅(qū)動(dòng)</p><p>　　The Design of Direct Current Motor speed Regulation System Based On SCM</p><p><b>　　Chenli</b></p

5、><p>　　School of Information and Engineering </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper mainly studied using MCS-51 series microcontroller PWM signal in order to achieve

6、 control method of DC motor speed control. The article adopts the special chip consists of generating system of PWM signal, and the principle of the PWM signal, the method and how to adjust the duty cycle of the PWM sign

7、al by software programming, so as to control its input signal waveform are discussed in detail. In addition, this paper also uses the chip L9110H as the reversible DC motor driver module, </p><p>　　Key words

8、: PWM signal，Photoelectric tachometer，H bridge driver</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1. 引言1</b></p><p>　　1.1開(kāi)發(fā)背景1</p><p>　　1.2選題的目的和意義1<

9、;/p><p>　　1.3研究方法2</p><p>　　2. 總體設(shè)計(jì)概述2</p><p>　　2.1總體硬件電路設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖2</p><p>　　2.1.2 8051單片機(jī)簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1.3單片機(jī)系統(tǒng)中所用其他芯片選

10、型4</p><p>　　2.2PWM信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.2.1 PWM的基本原理7</p><p>　　2.2.2 PWM信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2.3 PWM發(fā)生電路主要芯片的工作原理9</p><p>　　2.3功率放大驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)10</p>

11、;<p>　　2.3.1芯片IR2110性能及特點(diǎn)10</p><p>　　2.3.2 IR2110的引腳圖以及功能11</p><p>　　2.4主電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.4.1 延時(shí)保護(hù)電路11</p><p>　　2.4.2 主電路11</p><p>　　2.4.3 輸出

12、電壓波形13</p><p>　　2.4.4系統(tǒng)總體電路圖14</p><p>　　2.5測(cè)速發(fā)電機(jī)15</p><p>　　2.6濾波電路15</p><p>　　2.7A/D轉(zhuǎn)換15</p><p>　　2.7.1芯片選型15</p><p>　　2.7.2 ADC0809

13、的引腳及其功能16</p><p>　　3. 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.1PI 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖及參數(shù)計(jì)算16</p><p>　　3.2系統(tǒng)中的部分程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.2.1主程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.2.2 PI控制算法子程序設(shè)計(jì)18</p&

14、gt;<p>　　4. 系統(tǒng)調(diào)試19</p><p>　　4.1軟件調(diào)試19</p><p>　　4.2系統(tǒng)仿真20</p><p><b>　　結(jié)論21</b></p><p><b>　　致謝21</b></p><p><b>　　參考

15、文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　附錄23</b></p><p><b>　　1. 引言</b></p><p><b>　　開(kāi)發(fā)背景</b></p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)是主要的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，目前在直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中已大量采用晶閘管(

16、即可控硅)裝置向電動(dòng)機(jī)供電的KZ—D拖動(dòng)系統(tǒng)，取代了笨重的發(fā)電動(dòng)一電動(dòng)機(jī)的F—D系統(tǒng)，又伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè)新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢(shì)。直流電機(jī)調(diào)速基本原理是比較簡(jiǎn)單的（相對(duì)于交流電機(jī)），只要改變電機(jī)的電壓就可以改變轉(zhuǎn)速了。改變電壓的方法很多，最常見(jiàn)的一種PWM脈寬調(diào)制，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸入占空比就可以控制電機(jī)的平均電壓，控

17、制轉(zhuǎn)速。</p><p>　　PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用，PWM控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了多種PWM控制技術(shù)。&

18、lt;/p><p><b>　　選題的目的和意義</b></p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來(lái)看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能

19、單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率。</p><p>　　傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用模擬元件，雖在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但是因?yàn)樵菀桌匣驮谑褂弥幸资芡?/p>

20、界干擾影響，并且線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件性能、溫度等因素的影響，故系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性及準(zhǔn)確性得不到保證，甚至出現(xiàn)事故。</p><p>　　目前，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)走向?qū)嵱没?，伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè)新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p><b

21、>　　研究方法</b></p><p>　　本文主要研究了利用MCS-51系列單片機(jī)，通過(guò)PWM方式控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒(méi)有了學(xué)科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無(wú)諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。</p><

22、p>　　本文就是利用這種控制方式來(lái)改變電壓的占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。文章中采用了專(zhuān)門(mén)的芯片組成了PWM信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，然后通過(guò)放大來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。利用光電開(kāi)關(guān)測(cè)得電機(jī)速度，輸入單片機(jī)計(jì)數(shù)器接口從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。</p><p><b>　　2. 總體設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)

23、速。PWM是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，PWM又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。本系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī)控制，C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的平滑調(diào)速。</

24、p><p>　　系統(tǒng)控制方案的分析：本直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以單片機(jī)系統(tǒng)為依托，根據(jù)PWM調(diào)速的基本原理，以直流電機(jī)電樞上電壓的占空比來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速，并通過(guò)單片機(jī)控制速度的變化。本文所研究的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分是前提，是整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。而軟件部分，是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處

25、理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，達(dá)到控制器自動(dòng)對(duì)電機(jī)速度的有效控制。</p><p><b>　　總體硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)采用89C51控制輸出數(shù)據(jù)，由PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生PWM信號(hào)，送到直流電機(jī)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝于電機(jī)軸上的碼盤(pán)來(lái)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測(cè)量。<

26、;/p><p>　　圖2-1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖</p><p>　　2.1.2 8051單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　1．8051單片機(jī)的基本組成</p><p>　　8051單片機(jī)由CPU和8個(gè)部件組成，它們都通過(guò)片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu)依然是通用CPU加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本組成

27、如下圖所示：</p><p>　　圖2-2 8051基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2．CPU及部分部件的作用功能介紹如下</p><p>　　中央處理器CPU：它是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。</p><p>　　內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：8051芯片中共有256個(gè)RAM單元，能作為存儲(chǔ)器使用的只是前128個(gè)單元，其地址為00H—7FH。通常說(shuō)

28、的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指這前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部RAM。</p><p>　　內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：8051芯片內(nèi)部共有4K個(gè)單元，用于存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部ROM。</p><p>　　定時(shí)器：8051片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或者計(jì)數(shù)功能，并且以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。</p><p>　　中斷控制系統(tǒng)：該芯片共有5個(gè)中斷源，即外部中

29、斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)和串行中斷1個(gè)。</p><p><b>　　接線分析：</b></p><p>　　P0.7---P0.0：這8個(gè)引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。第一種情況是8051不帶片外存儲(chǔ)器，P0口可以作為通用I/O口使用，P0.7---P0.0用于傳送CPU的I/O數(shù)據(jù)。第二種情況是8051帶片外存儲(chǔ)器，P0.7---P0.0在C

30、PU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)先是用于傳送片外存儲(chǔ)器的低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。</p><p>　　P2.7---P2.0：這組引腳的第一功能可以作為通用的I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但是并不能像P0口那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。</p><p>　　P3.7---P3.0：這組引腳的第一

31、功能為傳送用戶(hù)的輸入/輸出數(shù)據(jù)。它的第二功能作為控制用，每個(gè)引腳不盡相同。</p><p>　　VCC為+5V電源線，VSS為接地線。</p><p>　　ALE/：地址鎖存允許/編程線，配合P0口引腳的第二功能使用，在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，8051CPU在P0.7---P0.0引腳線上輸出片外存儲(chǔ)器低8位地址的同時(shí)還在ALE/線上輸出一個(gè)高電位脈沖，其下降沿用于把這個(gè)片外存儲(chǔ)器低8位地址鎖存

32、到外部專(zhuān)用地址鎖存器，以便空出P0.7---P0.0引腳線去傳送隨后而來(lái)的片外存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。</p><p>　　/VPP：允許訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器/編程電源線，可以控制8051使用片內(nèi)ROM還是片外ROM。如果=1，那么允許使用片內(nèi)ROM；如果=0，那么允許使用片外ROM。</p><p>　　XTAL1和XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來(lái)連接80

33、51片內(nèi)OSC的定時(shí)反饋電路。石英晶振起振后，應(yīng)能在XTAL2線上輸出一個(gè)3V左右的正弦波，以便于8051片內(nèi)的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩，電容C1、C2可以幫助起振，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào)fOSC的目的。</p><p>　　PWM信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 PWM的基本原理</p><p>　　PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過(guò)控制固定電

34、壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。</p><p>　　在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。也正因?yàn)槿绱?，PWM又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)

35、裝置”。如圖2-8所示：</p><p>　　圖2-8 PWM方波</p><p>　　設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機(jī)的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機(jī)的平均速度；Vmax 是指電機(jī)在全通電時(shí)的最大速度；D = t1 / T是指占空比。</p><p>　　由上面的公式可見(jiàn)，當(dāng)我們改變占空比

36、D = t1 / T時(shí)，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd，從而達(dá)到調(diào)速的目的。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，平均速度Vd 與占空比D并非嚴(yán)格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線性關(guān)系。</p><p>　　2.2.2 PWM信號(hào)生成</p><p>　　PWM波可以由具有PWM輸出的單片機(jī)通過(guò)編程來(lái)得以產(chǎn)生，也可以采用PWM專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)PWM波的頻率太高時(shí)，它對(duì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率管

37、要求太高，而當(dāng)它的頻率太低時(shí)，其產(chǎn)生的電磁噪聲就比較大在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)橐刂频氖寝D(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的130電機(jī)，所以直接由單片機(jī)軟件模擬生成PWM信號(hào)。</p><p>　　為了獲得可調(diào)節(jié)的PWM波形，我們首先要確定信號(hào)周期，在本設(shè)計(jì)中每產(chǎn)生10次定時(shí)中斷 為一個(gè)整PWM信號(hào)周期，因?yàn)槊看沃袛鄷r(shí)間為5MS。所以PWM頻率為1000/5/10=20Hz，為了調(diào)節(jié)PWM波的占空比。除了10次中斷一個(gè)周期這個(gè)變量f外，外要引

38、入一個(gè)占空比變量t，在程序設(shè)計(jì)中規(guī)定當(dāng)f小于t時(shí)，輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，大于等于t時(shí)輸出電機(jī)停止信號(hào)。顯然t越大，t/f越大，也就是占空比越高，電機(jī)的平均轉(zhuǎn)速也就越高。</p><p>　　功率放大驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　功率放大驅(qū)動(dòng)芯片有多種，其中較常用的芯片有LM298和L9110H，LM298是雙H橋電路，連續(xù)輸出電流達(dá)2A方泛應(yīng)用于微型直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。但是LM2

39、98的引腳和封裝形式都比較特殊，只能配合專(zhuān)門(mén)的模塊電路，不適合集成到微小電路板上，更不適合萬(wàn)用板焊接。</p><p>　　L9110H是8腳直插封裝，不需要任何外圍器件，占空間小，而且價(jià)格比LM298便宜很多，廣泛應(yīng)用于玩具和微控制領(lǐng)域。</p><p>　　2.3.1 L9110性能特點(diǎn)</p><p>　　L9110 是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放

40、大專(zhuān)用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC 之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，可直接與單片機(jī)接口，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)750～800mA 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.5～2.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的

41、使用上安全可靠。L9110 被廣泛應(yīng)用于玩具汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和開(kāi)關(guān)功率管等電路上。 寬電壓工作范圍2.5V~12v。</p><p>　　2.3.2 L9110的引腳圖以及功能</p><p>　　IR2110將輸入邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換成同相低阻輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以驅(qū)動(dòng)同一橋臂的兩路輸出，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，工作電壓比較高，是目前功率放大驅(qū)動(dòng)電路中使用最多的驅(qū)動(dòng)芯片。其

42、結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，芯片引腳圖如下所示：</p><p>　　圖2-12 L9110引腳圖</p><p>　　Vcc腳與GND腳為芯片的電源輸入腳，IB與IA為輸入控制端，OA與OB為輸出控制端輸入端與輸出端有邏輯如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 L9110邏輯圖</p><p><b>　　應(yīng)用電路設(shè)計(jì)</b

43、></p><p>　　本設(shè)計(jì)中由單片機(jī)的P3.0、P3.1兩個(gè)I/O口實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向的控制。由圖2-13可知輸入A為高電平B為低電平時(shí)輸出A為市電 平，B為低電平。此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，反之如果輸入A為低電平，B為高電平則電機(jī)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　系統(tǒng)電路經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制的PWM信號(hào)產(chǎn)生電路送來(lái)的PWM信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大電路，形成輸出電壓的波形圖如下圖如示：</p>

44、<p>　　2.4.4 系統(tǒng)總體電路圖</p><p>　　直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)由單片機(jī)產(chǎn)生控制PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生PWM信號(hào)的數(shù)據(jù)，控制直流電機(jī)調(diào)速電路對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　　圖2-15 系統(tǒng)總休電路圖</p><p><b>　　槽形光電開(kāi)關(guān)介紹</b></p><p>　　槽型

45、光電開(kāi)關(guān)其實(shí)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的一種又被叫做U型光電開(kāi)關(guān)，是一款紅外線感應(yīng)光電產(chǎn)品，由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成，而槽寬則就決定了感應(yīng)接收型號(hào)的強(qiáng)弱與接收信號(hào)的距離，以光為媒體，由發(fā)光體與受光體間的紅外光進(jìn)行接收與轉(zhuǎn)換，檢測(cè)物體的位置。槽型光電開(kāi)關(guān)于接近開(kāi)關(guān)同樣是無(wú)接觸式的，受檢測(cè)體的制約少，且檢測(cè)距離長(zhǎng)，可進(jìn)行長(zhǎng)距離的檢測(cè)（幾十米）檢測(cè)精度高能檢測(cè)小物體。應(yīng)用非常的廣泛。</p><p>　　圖2-15 光

46、電開(kāi)關(guān)外形</p><p><b>　　槽形光電開(kāi)關(guān)特點(diǎn)</b></p><p>　　與接近開(kāi)關(guān)等比較，光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離非常長(zhǎng)，且是無(wú)接觸式的，所以不會(huì)損傷檢測(cè)物體，也不受檢測(cè)物體的影響。幾乎不受檢測(cè)物體的制約由于是采用對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面進(jìn)行反射及光透過(guò)方式，不像接近開(kāi)關(guān)只能對(duì)金屬，還能對(duì)玻璃、塑料、木制物體、液體等各種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。</p><p

47、><b>　　響應(yīng)速度快</b></p><p>　　與接近開(kāi)關(guān)同樣，由于無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，所以能對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行檢測(cè)。鏡頭容易受有機(jī)塵土等的影響鏡頭免受污染后，光會(huì)散射或被遮光，所以在有活水蒸汽、塵土等較多的環(huán)境下使用的場(chǎng)合，需施加適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置。受環(huán)境強(qiáng)光的影響幾乎不受一般照明光的影響，但像太陽(yáng)光那樣的強(qiáng)光直接照射受光體時(shí)，會(huì)造成誤動(dòng)作或損壞。</p><p>

48、;<b>　　系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軟件部分主要這完成PWM信號(hào)產(chǎn)生，按鍵檢測(cè)，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描與轉(zhuǎn)速測(cè)量。</p><p>　　軟件分為主程序與相關(guān)子程序</p><p>　　/************頭文件*********/</p><p>　　#include<reg51.h>

49、 </p><p>　　#include<absacc.h> </p><p>　　#include <intrins.h> </p><p>　　/************************** /</p><p>　　/********自定義變

50、量********/</p><p>　　#define uint unsigned int //自定義變量</p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　uchar gw,sw,bw,qw;</p><p>　　uchar j; //定時(shí)次數(shù)，每次20ms</p&g

51、t;<p>　　uchar f=10; //計(jì)數(shù)的次數(shù)</p><p>　　sbit P10=P3^0; //PWM輸出波形1</p><p>　　sbit P11=P3^1; //PWM輸出波形2</p><p>　　sbit P12=P1^0; //正反轉(zhuǎn)</p><p>　　sbit P13=P1

52、^3; //加速</p><p>　　sbit P14=P1^4; //減速</p><p>　　sbit P15=P1^2; //停止</p><p>　　sbit P16=P1^1; //啟動(dòng)</p><p><b>　　uchar k;</b></p><p>　　u

53、char t=2; //脈沖加減</p><p><b>　　float y;</b></p><p>　　/**************************/</p><p>　　/*********控制位定義********************/</p><p>　　uchar code smg[12]=

54、{0xA0,0xBE,0x62,0x2A,0x3C,0x29,0x21,0xBA,</p><p>　　0x20,0x28,0x30,0x25};//程序存儲(chǔ)區(qū)定義字型碼表</p><p>　　char data led[4]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //位碼</p><p>　　unsigned long x,z; //數(shù)

55、碼管顯示的數(shù)值</p><p>　　display(); //數(shù)碼管顯示 </p><p>　　delays(); //延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　key();</b></p><p>　　displays();</p><p>　　/******************

56、***********************/</p><p>　　/***************主函數(shù)********************/</p><p>　　main (void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　TMOD=0x51; //T0方式1 定時(shí)計(jì)數(shù)T1方

57、式1計(jì)數(shù)</p><p>　　TH0=(65536-5000)/256; //裝入初值 20MS</p><p>　　TL0=(65536-5000)%256;</p><p>　　TH1=0x00; // 計(jì)數(shù)567</p><p><b>　　TL1=0x00;</b></p>&l

58、t;p>　　TR0=1; //啟動(dòng) t0</p><p>　　TR1=1; //啟動(dòng)t1</p><p><b>　　gw=0;</b></p><p><b>　　sw=0;</b></p><p><b>　　bw=0;</b></p&

59、gt;<p>　　qw=0; //數(shù)碼管初始化</p><p><b>　　P0=0x78;</b></p><p><b>　　P2=1;</b></p><p>　　while(1) //無(wú)限循環(huán)</p><p><b>　　{</b></

60、p><p>　　display(); //數(shù)碼管顯示</p><p><b>　　key();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*************************

61、****************/</p><p>　　/***************數(shù)碼管顯示****************/</p><p><b>　　display()</b></p><p><b>　　{z=x;</b></p><p><b>　　y=z/20;<

62、/b></p><p>　　z=y; </p><p>　　gw=z%10; //求速度個(gè)位值，送到個(gè)位顯示緩沖區(qū)</p><p>　　sw=z/10%10; //求速度十位值，送到十位顯示緩沖區(qū)</p><p>　　bw=z/100%10; //求速度百位值，送到百位顯示緩沖區(qū)&l

63、t;/p><p>　　if(k==0)//正轉(zhuǎn)時(shí)顯示"上口"</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　qw=0x78;</b></p><p><b>　　delays();</b></p><p>&l

64、t;b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　qw=0x27; //反轉(zhuǎn)時(shí)顯示"下口"</p><p><b>　　} </b></p&g

65、t;<p>　　P0=smg[gw];</p><p><b>　　P2=0xFE;</b></p><p><b>　　delays();</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p>　　P0=smg[sw];</p>

66、;<p><b>　　P2=0xFD;</b></p><p><b>　　delays();</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p>　　P0=smg[bw];</p><p><b>　　P2=0xFB;<

67、/b></p><p><b>　　delays();</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p><b>　　P0=qw; </b></p><p><b>　　P2=0xF7;</b></p>&l

68、t;p><b>　　delays();</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************/</p>

69、<p>　　/*****************延時(shí)函數(shù)*************************/</p><p><b>　　delays()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><

70、p>　　for(i=5000;i>0;i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************************/</p><p>　　/*********t0定時(shí)*中斷函數(shù)*************/</p><p&

71、gt;　　void t0() interrupt 1 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-5000)/256; //裝入初值 20MS</p><p>　　TL0=(65536-5000)%256;</p><p><b>　　f--;</b>

72、;</p><p><b>　　if(k==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(f<t)</b></p><p><b>　　P10=1;</b></p><p><b

73、>　　else </b></p><p><b>　　P10=0;</b></p><p><b>　　P11=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p>

74、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(f<t)</b></p><p><b>　　P11=1;</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　P11=0;&l

75、t;/b></p><p><b>　　P10=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(f==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b&g

76、t;　　f=10;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　j++;</b></p><p>　　if(j==200)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　j=

77、0;</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>　　x=(long)TH1*256+TL1; //t1方式1計(jì)數(shù)，讀入計(jì)數(shù)值</p><p><b>　　TH1=0x00;</b></p><p><b>　　TL1=0x00;</b>

78、;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　//x++;</b></p><p>　　display();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></

79、p><p>　　/****************按鍵掃描**************/</p><p><b>　　key()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(P12==0) //如果按下，</p><p><b&

80、gt;　　{</b></p><p>　　while(!P12) //去抖動(dòng)</p><p>　　display(); </p><p><b>　　k=~k;</b></p><p><b>　　t=2;</b></p><p><b>　　}

81、 </b></p><p>　　if(P16==0) //啟動(dòng)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(P16==0);</p><p><b>　　IE=0x8a;</b></p><p><b>　　}

82、 </b></p><p>　　if(P13==0) //加速</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while (P13==0);</p><p><b>　　t++;</b></p><p><b>　　}<

83、;/b></p><p><b>　　if(t>=10)</b></p><p><b>　　t=10;</b></p><p>　　if(P14==0) //減速</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(P

84、14==0);</p><p><b>　　t--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(t<3)</b></p><p><b>　　t=2;</b></p><p>　　if(

85、P15==0) //停止</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(P15==0);</p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　P10=0;</b></p><p>

86、<b>　　P11=0;</b></p><p><b>　　x=0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　整個(gè)系統(tǒng)圖</b></p>