基于单片机的直流电机控制系统设计

1．设计任务

基于单片机的直流电机控制系统设计

基本要求：利用单片机AT89C51设计直流电机控制系统，能对直流电机进行控制。

创新：能改变显示电机速度；能通过键盘操作改变电机的方向等。

任务区分：B——用米字型数码管显示速度

2. 设计要求

2.1系统方案论证

根据设计任务，分析设计系统的组成，给出实现设计任务的几种方案，分析比较几种设计方案的优略，本着尽量以软件代替硬件，同时力求电路简单，工作可靠的原则，确定总体设计方案。

2.2系统硬件电路设计

根据系统设计方案进行软、硬件的分配，软、硬件设计分别进行。硬件设计包括单片机最小系统和扩展接口及配置，硬件结构在设计时要选择合适的元器件，硬件电路要简洁、工作可靠，需用Proteus绘制整个系统的电路仿真原理图。

主函数

#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf9
#define TLC0 0x0f   //2ms
unsigned char  code Duan[]={0x3F, 0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//¹²Òõ¼«ÊýÂë¹Ü£¬0-9¶ÎÂë±í
unsigned char  Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};            // ÏÔÊ¾»º³åuchar i=0;
sbit AddSpeed=P1^1;
sbit SubSpeed=P1^2;
sbit TurnForward=P1^3;
sbit TurnBackward=P1^4;
sbit Stop=P1^5;sbit IN1=P3^0;
sbit IN2=P3^1;
sbit PWM_FC=P1^0;
int e ,e1 ,e2 ;
float uk ,uk1 ,duk ;//pidÊä³öÖµ
float Kp=15,Ki=12,Kd=1.6;
int out=0;
uint SpeedSet=380;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0;//Âö³å¼ÆÊý
uint PWMTime=100;//Âö³å¿í¶È
unsigned char  arry[];
void SendString(uint ch);
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
void SegRefre();void delay(uchar x)
{uint i,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=50;j>0;j--);
}void PWMOUT()
{if(cnt<PWMTime)        {PWM_FC=1;}else{PWM_FC=0;}if(cnt>1000) cnt=0;
}
void SystemInit()
{TMOD=0X21;     TH0=THC0;TL0=TLC0;TH1=0xC0;TL1=0XC0;ET1=1;ET0=1;TR0=1;TR1=1;EX0=1;     IT0=1;EA=1;e =0;        e1=0;e2=0;IN1 = 1;IN2 = 0;
}
void SetSpeed()
{if(AddSpeed==0){delay(200);            //Ïû¶¶´¦Àíif(AddSpeed==0){SpeedSet+=10;if(SpeedSet>1500){SpeedSet=1500;}}}if(SubSpeed==0){delay(200);if(SubSpeed==0){SpeedSet-=10;if(SpeedSet<0) SpeedSet=0;}}if(TurnForward==0){delay(200);if(TurnForward==0){IN1 = 1;IN2 = 0;while(TurnForward==0);}}if(TurnBackward==0){delay(200);if(TurnBackward==0){IN1 = 0;IN2 = 1;while(TurnBackward==0);}}if(Stop==0){delay(200);if(Stop==0){IN1 = 1;IN2 = 1;while(Stop==0);}}}
void SegRefre()       //ÏÔÊ¾Ë¢ÐÂ
{Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;       //·ÖÀëÉè¶¨Öµ¸÷Î»Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;Data_Buffer[4]=num/1000;            Data_Buffer[5]=num%1000/100;Data_Buffer[6]=num%100/10;Data_Buffer[7]=num%10;
}
/**************Ö÷º¯Êý************/
void main()
{SystemInit();while(1){SetSpeed();      //°´¼üÉè¶¨ËÙ¶ÈSegRefre();       //ÊýÂë¹ÜÏÔÊ¾Ë¢ÐÂPWMOUT();       //Êä³öPWM}
}void int0() interrupt 0
{Inpluse++;           //²É¼¯Íâ²¿Âö³å
}
void t0() interrupt 1
{static unsigned char Bit=0;static unsigned int time=0;TH0=THC0;TL0=TLC0;Bit++;time++;  //×ªËÙ²âÁ¿ÖÜÆÚif(Bit>8) Bit=0;        P0=0xff;P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];  //ÏÔÊ¾¶ÎÂëswitch(Bit)                   //ÊýÂë¹ÜÎ»Ñ¡{case 0:P0=0X7F;break;case 1:P0=0XBF;break;case 2:P0=0XDF;break;case 3:P0=0XEF;break;case 4:P0=0XF7;break;case 5:P0=0XFB;break;case 6:P0=0XFD;break;case 7:P0=0XFE;break;}if(time>100){time=0;num=Inpluse*5;          Inpluse=0;             PIDControl();           }
}
void timer_1()  interrupt 3
{cnt++;   //cntÔ½´óÕ¼¿Õ±ÈÔ½¸ß2.5Khz
}void PIDControl()        //pidÆ«²î¼ÆËã
{e=SpeedSet-num;        duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/50;       uk=uk1+duk;        out=(int)uk;   //Êä³öÎªÕ¼¿Õ±Èif(out>1000){out=1000;}else if(out<0){out=0;}uk1=uk;               //±äÁ¿ÖµÒÆÎ»e2=e1;e1=e;               PWMTime=out;
}

仿真图Proteus

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