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基于单片机的直流电机转速控制系统设计概要

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下载后可任意编辑一、 设计目标和性能指标设计任务完成一个基于单片机的直流电机转速控制系统设计,要求设计的转速控制系统完成以下功能:1)按键设定并显示转速,实时显示实际转速;2)按键控制电机起停、正反转;3)PWM 转速闭环控制;4)PID 算法控制。性能指标1.转速调节范围:1500 转/分--3000 转/分2.测速误差<10%下载后可任意编辑二、设计方案本设计以 STC12C5A16S2 单片机为核心,完成转速控制的设计。硬件系统包括单片机控制模块、按键模块、传感器模块、驱动模块、显示模块;软件部分由主函数控制模块、定时中断和外部中断模块、键盘部分、PID 控制转速模块、LCD 初始化模块、LED 指示模块等组成,软件编写由 Keil C51 完成。设计原理是根据 LCD 显示原理、按键描显示原理、单片机的定时中断原理、外部中断将霍尔传感器所检测的脉冲进行计数原理。设计了一个可以控制电机的启动和停止,显示当前转速显示,设定转速,通过 PID 算法计算控制得道相应的 PWM,然后改变 PWM 的值实现对电机的控制。三个独立按键中 Mode 键进行模式切换,UP、DN 键可以对速度、PID 参数进行修改。此外,为方便显示还加了数码管和 LED 灯做指示。在“实时速度显示”模块中,利用外部中断 0 对霍尔元件脉冲记数,输出送到单片机,在定时器 0 下对信号进行周期刷新,调用计算公式算出转速,在 LCD 上显示实时速度;在转速控制中通过 PID 算法计算控制得道相应的 PWM,然后改变 PWM 的值实现对电机的控制。其系统组成结构图如 1.1 所示:下载后可任意编辑三、系统硬件设计单片机的最小系统单片机是一个复杂的同步时序电路。主要包含两部分:时钟电路和复位电路。时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。复位电路是使 CPU 和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态。单片机最小系统为转速控制的控制中心,包括一块 STC12C5A16S2 芯片、复位部分、晶振时间频率控制部分和电源部分。复位部分采纳外部复位电路,接在单片机的REST 引脚,晶振采纳频率为 11.0592MHZ 和 15pF 电容,接 18、19 引脚。电路如图 2.1所示:按键电路设计本系统采纳独立键盘,实现模块切换和一些参数设置。其中 MODE 键进行模式选择,UP 和 DN 键对参数进行加或者减,它们分别接 P20—P22。电路如图 2.2 所示:下载后可任意编辑LED 指示灯电路设计设计中利用了四个发光二极管分别接接 P34、P35、P36、P37。当有低...

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