基于AT89C52单片机的直流电机调速系统的设计

基于AT89C52单片机的直流电机调速系统的设计摘要：本设计以AT89C52单片机为控制核心，利用数模转换器DAC0832将单片机输出数字信号转换为电压值来实现对直流电机转速的调节和档位设置。直流电机转速与档位的设置通过数码管显示来实现。该系统具有调速精度高和调试简单的特点。关键词：直流电机单片机转速调节DAC0832DCMotorSpeedControlSystembasedonMCU(DepartmentofElectronicInformation,NortheasternUniversityatQinhuangdaoQinhuangdaohebei066004,China)Abstract:ThedesignforthecontrolofAT89C52microcontrollercore,microcontrolleroutputbydigitaltoanalogconverterDAC0832willconvertdigitalsignalstoachievethevoltageregulationofDCmotorspeedandgearsettings.DCmotorspeedandgearsettingstoachievethroughthedigitaldisplay.Thesystemhashighaccuracyandeasyadjustment,speedcontrolfeatures.KeyWords:DCMotorMCUSpeedcontrolDAC0832引言：直流电机具有良好的调速性能因此在在日常生活中被广泛使用。而随着科学水平的提高，直流电机转速的精确程度，反应速度等主要性能也越来越引起人们的重视。本文以AT89C52单片机为核心控制器，通过DAC0832为数模转换芯片将单片机输出端数字信号转化为直流电机的电压值，从而达到简单方便，调节精度高，低功耗的特点。1、系统总体设计直流电机调速系统的设计以AT89S52为核心，利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ—XX和D/A输出的数字量。图1程序框图2、系统硬件设计2.1DAC0832与AT89S52单片机接口电路DAC0832：DAC0832是8位全MOS中速D/A转换器，采用R—2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流输出，转换时间大约为1us。使用单电源+5V―+15V供电。参考电压为-10VMCU数码管显示数模转换器直流电机－+10V。在此我们直接选择+5V作为参考电压。DAC0832有三种工作方式：直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式；在此我们选择直通的工作方式，将XFERWR2CS管脚全部接数字地。管脚8接参考电压，在此我们接的参考电压是+5V。在控制P0口输出数据有规律的变化将可以产生三角波，锯齿波，梯型波等波形。2.2数码管显示电路测量出频率之后，为了利于与用户的交互，系统设计了数码管显示电路。数码管内部是LED器件，但是单片机的I/O口提供的是“虚”电压，能提供高低电平值，但不适合直接驱动，驱动led即使亮了，亮度也会很低。所以该系统通过8255I/O扩展芯片，使用单片机的P0和P2口，增加驱动电路以驱动数码管显示。3、软件设计设计的软件部分主要完成系统初始化，键盘扫描、DA转换以及数码管显示控制等部分。软件采用C语言进行程序设计，C语言具有代码执行效率高，可读性好，可移植性好等优点。3.1软件设计总体上可以包括系统初始化，计算控制显示。总体流程如图2。图2整体流程图3.2频率的显示主要包括频率单位的显示以及频率数值的显示。当频率较低（低于1MHz时），六位数码管直接显示频率的数值；当频率较高（大于1MHz时），使用前四位显示频率的数值，最后一位显示H，表示视频单位为MHz。具体流程如下图所示。键盘设置V值V值存入disbuf[]选中第一段数码管，位选送show值选中第二段数码管，位选送flag值图3显示流程图3.3频率的测量使用两个定时/计数器资源，分别充当定时器和计数器，二者结合测量信号的频率，具体程序流程如下图所示。图4频率测量流程图结论：本设计采用AT89C52作为核心控制芯片，实现了对于直流电机转速的调节。使用较少的外围电路，具有简单、功耗低、设计成本低的特点。但是，该设计的直流电机转速范围比较狭窄。该设计仅适用于对直流电机转速范围较窄的场合。参考文献：1.陈海宴.51单片机原理及应用——基于KeilC与Proteus[M].，北京：北京航空航天大学出版社，2010，131-1482.冯博琴.微型计算机原理与接口技术[M]，北京：清华大学出版，2002，307-3163.潭浩强.C程序设计（第三版）[M]，北京：清华大学出版，2005，113-129,319-329致谢在整个设计过程中，指导老师对于我的设计给予了悉心的指导与帮助，其他同学也对于我的设计给予了支持和鼓励，在此一并表示感谢。键盘设置V值V值经DA转换DA输出电流控制电机