发布时间 : 星期二 文章单片机控制的PWM直流电机调速系统设计毕业论文2-赵帅更新完毕开始阅读
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●EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端。当EA端保持高电平时，单片机复位后访问片内存储器ROM。当EA端接地保持低电平时，则只访问片外程序存储器，而不管内部是否有程序存储器。
●ALE/PROG：地址锁存允许信号端。当访问外部存储器时，地址锁存允许ALE信号的输出用于锁存低8位地址的控制信号，此信号频率为振荡器的1/6。当不访问片外存储器时，ALE信号可用作对外输出时钟或定时信号。
●PSEN：程序存储器允许输出信号端。此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。AT89S51可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。
●P0口：P0.0~P0.7。P0口第一功能是作为通用的I/O口，CPU在传送输入/输出数据时，输出数据可以锁存，输入数据可以缓存；P0口第二功能是当CPU访问片外存储器时，分时提供低8位地址和8位数据的复位总线。
●P1口：P1.0~P1.7。P1口第一功能是作为通用I/O口；P1口第二功能是在对片内EPROM编程或校验时输入片内EPROM的低8位地址。
●P2口：P2.0~P2.7。P2口第一功能是当不带片外存储器时，作为通用I/O口；P2口第二功能是当带片外存储器时，与P0口配合 ，传送片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元。
●P3口：P3.0~P3.7。P3口除了做通用的I/O口外，作为控制用的第二功能如表3-1所示：
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表3-1：P3口各位的第二功能
P3口的位 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第2功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD
注释 串行数据接收口 串行数据发送口 外部中断0输入 外部中断1输入 定时器/计数器0外部输入 定时器/计数器0外部输入 外部RAM写选通信号 外部RAM读选通信号
3.2 直流电源部分
在直流电机调速系统中逻辑元件需要+5V直流电源，而小型直流电动机的额定电压为12V，由此可见在本设计中需要两个直流电源，所以可以选用双路稳压电源。直流稳压电源又分成线性直流稳压电源和开关型直流稳压电源，因为线性直流稳压电源电路成熟，稳定度高，干扰小而且有很多是成熟集成元件可选择，电路十分简单。所以本设计中采用双路输出的线性直流稳压电源，如图3-2所示：
图3-2 双路输出的线性直流稳压电源
3.3 PWM波形发生原理
本设计中PWM波形是用AT89S51单片机编程实现的，所以这部分硬件比较少，主要保证AT89S51正常工作的最小模式就行了，AT89S51的P3.7引脚作为PWM波的输出口。对其波形发生原理的具体描述将在软件叙述里进行详细讨
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3.4 电机驱动电路
在上一章已经选定了使用L298作为电机的驱动芯片，图3-3是电机驱动的硬件电路图。
图3-3 L298驱动芯片硬件电路
单片机AT89S51输出的脉宽调制(PWM)信号需经过功率放大才能驱动电机，本调速控制系统采用的是L298驱动芯片，驱动接口电路如图3-3所示。L298有单极性、双极性2种工作方式。单极性工作方式指的是在一个PWM周期内，电机的电枢只承受单极性的电压；双极性工作方式是指在一个PWM周期内电机电枢两端的电压呈正负变化。调速控制系统采用的是单极性工作方式。单片机的PWM输出引脚P3.7接L298的Erna和End引脚,它控制着电机转速大小；单片机的P3.2经过一定的逻辑电路接到L298的IN1，IN2，IN3，IN4输入引脚上，它控制电机的转动方向。比较器LM393主要起到了限制过流和保护L298的作用。LM393的同相端直接连到了一个可变电位计上，电位计的参考电压是可调的。调节电位计的参考电压能调节L298的限流电压。LM393的反相端接到L298的SENSEA和SENSEB两检测端。当检测电阻两端的电压大于限流电压时，比较
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器的反相端的电压大于同相端的电压，输出端输出低电平，从而把L298的EnA和EnB使能端拉低，L298停止工作。这就起到了限制过流和保护L298的作用。为了增强L298的驱动能力，本调速控制系统对L298的两路驱动进行了并联使用，最大驱动能力可以达到3A。
3.5 键盘部分
在第二章已经选用了独立式键盘作为该系统的输入设备，S1、S2、S3和S4分别控制电机的启停、方向、加速和减速，其与单片机的接口电路如图3-4所示。
图3-4 独立键盘电路硬件图
本设计采用的是查询工作法，按键产生的抖动采用软件延时方法消去，具体方法在第4章有详细介绍。直接在主程序中插入键盘子程序，主程序每执行一次，键盘子程序就执行一次。如果没有键按下就跳过键识别，直接执行主程序；如果有键按下，则执行键盘子程序，得到按键编码值，然后根据编码值进行处理。处理完以后再回到主程序执行。
3.6 LED显示部分
这里直流电机调速系统所使用的是四位共阳极数码管显示直流电机的转速，为了节省I/O口我们使用译码器74LS47来把四位的BCD码转换成七段LED显示，在下章软件部分讲述单片机输出转速数值用BCD表示。下面给出LED与单片机的接口电路图，如图3-5所示：
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