单片机小型直流电机控制系统的设计与实现

论文总字数：21021字

摘 要

在现代社会，以电机为基础制成的现代工业设备与日常生活用具已经非常普遍，在快速发展的今天依然是人们所需要的，不论是家用冰箱还是洗衣机等等都离不开以电机制成的控制系统。基于上述所言，本次论文的设计是以STC89C51单片机为核心所构成的控制系统，还包括以L298N电机驱动芯片、A3144开关型霍尔传感器、LCD1602液晶屏显示器还有外围设备共同构成的直流电机控制系统，实现了电机的正反转、加减速等功能。在软件方面还采用Proteus仿真和Keil编程。最终硬件实物能实现在闭环控制下完成正转、反转、加速、减速等功能，基本完成了本次毕业设计的要求。

关键词：单片机；霍尔传感器；电机；Proteus；Keil

Abstract

In modern society, modern industrial equipment and daily appliances made on the basis of motors are already very common. In today's rapid development, some people still need them, not home refrigerators or washing machines. Control System. Based on the above, the design of this paper is based on the STC89C51 microcontroller as the core of the control system, including the L298N motor drive chip, A3144 switch-type Hall sensor, LCD1602 LCD screen display and peripheral equipment are also commonly used in software Proteus simulation and Keil programming. In the end, the hardware can achieve forward rotation, reverse rotation, acceleration, and deceleration under closed-loop control. And other functions, basically completed the requirements of this graduation project.

Keyword：MCU; Hall sensor; motor; Proteus; Keil

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1课题的背景和意义 1

1.2电机在国内外的发展情况 1

1.3课题研究的方法和运用的原理 2

第二章 系统总体设计和方案的选择 4

2.1系统总方案 4

2.1.1系统总体规划 4

2.1.2系统方框总图 4

2.2模块的选择和比较 4

2.2.1 按键模块 4

2.2.2 控制模块 4

2.2.3 电机驱动模块 5

2.2.4 测速模块 5

2.2.5 显示模块 5

2.2.6 电源模块 5

2.3方案的选择总结 5

第三章 系统硬件部分 7

3.1 ST89C51单片机简单介绍 7

3.1.1 ST89C51单片机主要组成部分 7

3.1.2 STC89C51的主要功能和参数 7

3.1.3 单片机的CPU部分和部分部件的作用和功能 7

3.1.4 STC89C51单片机的部分引脚介绍 8

3.2 霍尔传感器模块 9

3.2.1 A3144开关型霍尔传感器基本介绍 9

3.2.2 霍尔传感器的测速原理简单介绍 9

3.2.3 霍尔传感器引脚 10

3.3 显示部分 11

3.3.1 LCD1602液晶屏显示器介绍 11

3.3.2 LCD1602液晶屏管脚 11

3.3.3 LCD1602液晶屏主要参数和显示模式 12

3.3.4LCD1602显示接线图 13

第四章 软件设计 14

4.1 Proteus软件 14

4.1.1 proteus软件的基本介绍 14

4.1.2 proteus软件仿真的具体现象 15

4.2 Keil软件 16

4.2.1 Keil软件的介绍 16

4.2.2 软件设计程序流程图 17

第五章 实物调试及总结 18

5.1 实物调试 18

5.2 总结 20

致谢 21

参考文献 22

附录 23

第一章 绪论

1.1课题的背景和意义

自从20世纪中后期开始，直流电动机发展的越来越迅速，到目前为止直流电动机已经遍布整个世界，它已经与我们的生活息息相关，可以说现在社会的发展离不开直流电机控制系统。现在直流电机控制技术已经比较的发达了，在控制电路方面实现了整体电路集中处理；在硬件设施方面由于技术的成熟也越来越低成本化；加上当代社会的现状，现在直流电机都是偏小化；也是由于技术越来越成熟，所以现在的直流电机控制方面出现的问题也越来越少；而且便于携带。总体来说现在直流电机控制系统完全趋于现代化，在各个方面都已经变得越来越完善，同时在应用方面也是不断地延申。

直流电机在当今社会已经非常的普及了，而且其应用范围已经遍布全球；不论是人们的日常生活还是在工业上、军事上、还是其他方面都有着广泛的作用。比如在日常生活中直流电机控制系统也是随处可见的洗衣服使用的洗衣机系统中离不开电机控制系统，因为需要控制洗衣机的转速问题；家里常备的冰箱也需要运用到电机控制系统；夏天使用的电风扇在转动时更需要电机控制系统等等；在工业上电机可以运用在车辆工程、生物制药、专用的加工设备、工业机器人、纺织机械、工业方面的缝纫机、塑料机械、轻工业、绕线机、实验材料、食品加工中心、通讯设备、雷达设备、电工技术设备等等方面；在军事上电机在飞机、雷达天线、火炮瞄准、航空应用、导航设备方面都是不可缺少的。

通过对资料的查询还有日常生活的经验所了解到，我们所用到的绝大部分关于动力方面的系统都是需要电机控制系统的存在，根据专业人士调查显示，我国在电能生产部分有一半以上都需要电机控制。在电机控制系统中主要是对整个系统的速度进行精确的控制，而控制速度的方式虽然很多，但是现在运用最普遍和最可靠的是PID模拟法，然而在电机控制系统中对常见的生活用品的控制都比较简单，如家用电风扇只是对速度的快慢还有停止和启动还有运行的顺序进行控制等等；而这些简单的控制系统是可以通过开关等器件来实现。但是在稍微复杂一点的控制系统中还有对电机的转动的角度控制、转动速度的快慢控制、对电压和电流的大小还有需要多大的功率等多个因素进行控制。

1.2电机在国内外的发展情况

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：21021字