精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)學校代碼：11517學號：6河南工程學院論文版權使用授權書本人完全了解河南工程學院關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，同意如下各項內容：按照學校要求提交論文的印刷本和電子版本；學校有權保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學校有權提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務；學校有權按有關規(guī)定向國家有關部門或者機構送交論文的復印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學校可以適當復制論文的部分或全部內容用于學術活動。論文作者簽名：年月日河南工程學院畢業(yè)設計原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導教師指導下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。論文作者簽名：年月日河南工程學院畢業(yè)設計任務書題目基于L298的直流電機調速控制專業(yè)機械設計制造及其自動化學號姓名主要內容了解直流電機的調速方法和發(fā)展現(xiàn)狀；了解所用單片機的使用及開發(fā)流程；3.了解L298的使用方法；4.選擇調速方案和熟悉方案的工作原理，5.繪制仿真電路圖編寫C語言程序；6.調試仿真原理圖無誤，購買實物并焊接；7.調試實物成功編寫設計說明書。基本要求1.利用l298驅動器、51單片機及有關輔助元件構成一個完整調速控制系統(tǒng)，實現(xiàn)一個簡單的開環(huán)調速控制。2.根據(jù)要求設計調速原理圖。3.繪制仿真原理圖。4.系統(tǒng)調試，先在protues仿真軟件上進行實時仿真，然后在實際硬件電路中進行實時調試。5.寫出運行結果報告，撰寫說明書。主要參考文獻[1]潘永雄.新編單片機原理與應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，第二版[2]鄭學堅.微型計算機原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2006（4）[3]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2003.12[4]孫緒才.L298N在直流電機PWM調速中的應用[J].濰坊學院學報，2009.04[5]潘新民.微型計算機控制技術[M].電子工業(yè)出版社，2003.3[6]王兆安.電力電子技術[M].機械工業(yè)出版社，2005.7[7]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].上海：機械工業(yè)出版社，第三版[8]李朝青.《單片機原理及接口技術》［M].北京航空航天大學出版社，1998[9]李廣弟.《單片機基礎》［M］.北京航空航天大學出版社，1994[10]閻

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目錄TOC\o"1-3"\h\u參考文獻基于L298的直流電機調速控制系統(tǒng)設計摘要直流電機具有良好的啟動性能和調速特性。首先啟動轉矩大：帶電刷的勵磁直流電機產(chǎn)生的電流比感應式大，故產(chǎn)生力矩大。調速性能好：在寬廣的范圍內平滑地調速，過載能力強。與交流相比，雖然結構復雜，生產(chǎn)成本高，維護工作量大，但是直流電機調速在數(shù)控機床，紡織機械，電工機械等領域廣為應用。我們生活中熟悉的錄音機、電唱機、錄相機、電子計算機等，也都不能缺少直流電機，可見直流電機的控制是一門很實用的技術。本文的設計是基于L298的直流電機調速控制，運用常見的89c51單片機為控制核心，采用L298為驅動芯片，Lcd1602為液晶模塊顯示，設計出的直流電機調速系統(tǒng)。采用的原理是PWM占空比調速，PWM占空比調速是一種常用的調速方法，它通過改變負載兩端的電樞電壓，調整高低電平的時間長短來控制占空比從而實現(xiàn)調速。關鍵字：直流電機；PWM；L298ARegulatingSpeedSystemofDCMotorBasedOnMCUABSTRACTDCmotorhasagoodstartupperformanceandspeedcharacteristics,itischaracterizedbylargestartingtorque,maximumtorque,canbeinawiderangeofsmooth,economicalspeed,speediseasytocontrol,highefficiencyandspeedregulation.ComparedwiththeACspeedregulation,althoughitsstructureiscomplex,theproductioncostishigh,largemaintenanceworkload.ButDCmotorspeedcontrolinCNCmachinetools,textilemachinery,electricalmachineryandotherwidelyapplicationfield.Allofusinourdailylife,familiarphonographrecorder,videocamera,computer,alsocannotlackofDCmotor,DCmotorcontrolisvisibleisapracticaltechnology,sotheDCmotorspeedcontrolisofgreatsignificance.ThispaperisthedesignofDCmotorspeedcontrolbasedonL298,usingthecommon80C51MCUasthecontrolcore,usingL298asthedriverchip,Lcd1602LCDmodule,DCmotorspeedcontrolsystemdesign.Speedasfeedbacksignaltoachievespeedcontrol,generatedbytheMCUPWM,toadjustthemotorspeed,combinedwithitsperipheralcircuit,canrealizethemotorspeedcontrol,thespeedofon-linemonitoringanddisplayfunction.KEYWORDS:DCmotor，PWM，L2981緒論1.1直流電機的發(fā)展在現(xiàn)代工業(yè)中，電動機作為電能轉換轉換為機械能的裝置被廣泛應用于機械、冶金、石油化學、國防等工業(yè)領域中。在可調速傳動系統(tǒng)中，按照傳動電動機的類型來分，有直流調速系統(tǒng)和交流調速系統(tǒng)。交流電動機直流具有結構簡單、價格低廉、維修簡便、轉動慣量小等優(yōu)點，但主要缺點為調速較為困難。而直流電機具有優(yōu)良的調速特性,調速平滑,調速范圍廣,過載能力大,能承受頻繁的沖擊負載,可實現(xiàn)頻繁的無級快速起動,制動和反轉,能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。傳統(tǒng)的直流電機和交流電機各有優(yōu)缺點,直流電機調速性能好,但帶有機械換向器,有機械磨損及換向火花等問題。交流電機,不論是異步電機還是同步電機,結構都比直流電機簡單,工作也比直流電機可靠,但在頻率恒定的電網(wǎng)上運行時,它們的速度不能方便而經(jīng)濟地調節(jié)。由于自動控制技術、電力電子技術、傳感器技術、和微機應用技術的發(fā)展成就，使得直流調速也發(fā)生翻天覆地的變化。從開始的電力電子器件晶閘管發(fā)明至產(chǎn)品功率集成電路(PIC)。多年來其結構、工藝不斷改進,性能有了飛速提高,在不同應用領域它們在互相競爭,新的應用也不斷出現(xiàn)。后來利用單片機作為控制器開始在電機控制系統(tǒng)中被廣泛使用,如AT89C51等。在單片機控制系統(tǒng)中,單片機作為系統(tǒng)控制的核心,主要用來完成一些算法,同時還要處理一些輸入/輸出、顯示任務等,單片機的使用使電動機控制系統(tǒng)的性能得到了很大提高。微機出現(xiàn)于20世紀70年代,隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造工藝的迅速發(fā)展,微機的性能越來越高,價格越來越便宜。此外,電力電子的發(fā)展,使得大功率電子器件的性能迅速提高。因此就有可能比較普遍地應用微機來控制電機,完成各種新穎的、高性能的控制策略,使電機的各種潛在能力得到充分的發(fā)揮,使電機的性能更符合使用要求,還可以制造出各種便于控制的新型電機,使電機出現(xiàn)新的面貌。1.2直流電機調速的研究意義最早出現(xiàn)的電動機是直流電動機，最早實現(xiàn)調速的也是直流電機。眾所周知,與交流調速系統(tǒng)相比,由于直流調速系統(tǒng)的調速精度高,調速范圍廣,變流裝置控制簡單,長期以來在調速傳動中占統(tǒng)治地位。在要求調速性能較高的場合,一般都采用直流電機調速。目前,通過對電動機的控制,將電能轉換為機械能進而控制工作機械按給定的運動規(guī)律運行且使之滿足特定要求的新型電氣傳動自動化技術已廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域。三十多年來,直流電機傳動經(jīng)歷了重大的變革。首先實現(xiàn)了整流器的更新?lián)Q代,以晶閘管整流裝置取代了習用已久的直流發(fā)電機電動機組及水銀整流裝置，使直流電氣傳動完成了一次大的躍進。同時,控制電路已經(jīng)實現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技術的應用,使直流調速系統(tǒng)的性能指標大幅提高,應用范圍不斷擴大。直流調速技術不斷發(fā)展,走向成熟化、完善化、系列化、標準化。由于直流電機調速技術的研究和應用已達到比較成熟的地步,尤其是全數(shù)字直流系統(tǒng)的出現(xiàn),更提高了直流調速系統(tǒng)的精度及可靠性。所以,今后一個階段在調速要求較高的場合,如軋鋼廠、海上鉆井平臺等,直流調速仍然處于主要地位。早期直流電機的控制系統(tǒng)采用模擬分離器件構成,由于模擬器件有其固有的缺點,如存在溫漂、零漂電壓,構成系統(tǒng)的器件較多,使得模擬直流傳動系統(tǒng)的控制精度及可靠性較低。隨著計算機控制技術的發(fā)展,直流調速系統(tǒng)已經(jīng)廣泛使用微機,實現(xiàn)了全數(shù)字化控制。由于微機以數(shù)字信號工作,控制手段靈活方便,抗干擾能力強。所以,全數(shù)字直流調速控制精度和可靠性比模擬直流調速系統(tǒng)大大提高。1.3本次設計的的要求本設計是基于L298的直流電機調速控制設計，通過AT89C51單片機和L298N實現(xiàn)直流電機的加速，減速，反轉，停止，以及相關軟硬件設計。首先根據(jù)需要繪制proteus仿真圖，然后編寫C程序，最后仿真調試成功后進行硬件電路板的焊接調試等工作。2設計方案選擇2.1直流電機的調速方法直流電機是人類最早發(fā)明和應用的一種電機，與交流電機相比，直流電機因結構復雜、維護困難、價格較貴等因素制約了他的發(fā)展，應用不如交流電機廣泛，但是，因為直流電機具有優(yōu)良的起動、調速和制動性能，因此在工業(yè)領域中占有一席之地。直流電機的結構原理圖如圖1-1所示：圖2-1直流電機結構原理圖雖然不同勵磁方式的電機機械特性不同，但他們的轉速都是由公式(2-1)計算而得,式中—電樞供電電壓（V）；——電樞電流（A）；Φ——勵磁磁通（Wb）；——電樞回路總電阻（Ω）；——電勢系數(shù)。（2-2）其中p為電磁對數(shù)，為電樞并聯(lián)支路數(shù)，N為導體數(shù)。由式可見，直流電動機的調速方法可以分為1.電樞回路串電阻的調速方法，2.調節(jié)勵磁磁通的勵磁控制方法,3.調節(jié)電樞電壓的電樞控制方法。在上述三種方法中，電樞回路串電阻后機械特性變軟，系統(tǒng)轉速受負載波動的影響較大，空載和輕載時能夠調速的范圍非常有限。另一方面，因調速電阻容量較大，一般多采用電器開關分級控制，不能連續(xù)調節(jié)，只能有級調速。同時所串的調速電阻上通過很大的電樞電流，會產(chǎn)生很大的功率損耗，轉速越低。需串入的電阻值越大，損耗越大，這樣使電動機的效率大為降低。該方法多用于對調速性能要求不高，而且不經(jīng)常調速的設備上；勵磁控制方法在低速時受磁極飽和的限制，在高速時，轉速越高，換向越困難。電樞反應和換向元件中電流的去磁效應對于轉速穩(wěn)定性的影響較大，并且勵磁線圈的電感較大，系統(tǒng)的動態(tài)響應較差。調節(jié)電樞電壓的電樞控制方法一般不超過額定電壓。所以只能在低于額定轉速的范圍進行調節(jié)。在降低電樞端電壓時，電動機的機械特性硬度不變，轉速受負載波動的影響較小，速度的穩(wěn)定性好，而且不管拖動哪一類負載，只要電壓可以連續(xù)調節(jié)，系統(tǒng)的轉速就可以連續(xù)變化，該方法可以實現(xiàn)無級調速，多用于對調速性能要求較高的設備上。在對直流電動機電樞電壓的控制和驅動中．目前廣泛應用的是通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值(占空比)來控制電機的轉速。這種方法稱為脈沖寬度調制(PulseWidthModulation)即PWM控制.這里我采用了第一種改變電機兩端電壓的方法，采用脈沖控制PWM，改變占空比，從而改變電機兩端電壓，調節(jié)轉速。2.2PWM調速方式PWM（脈沖寬度調制）是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率,改變負載兩端的電壓，從而達到直流電機調速的一種方法。PWM調速可以應用在許多方面，比如：電機調速、溫度控制、壓力控制等等。占空比就是輸出的PWM中，高電平保持的時間與該PWM的時鐘周期的時間之比。例如，一個PWM的頻率是1000Hz，那么它的時鐘周期就是1ms，就是1000us，如果高電平出現(xiàn)的時間是200us，那么低電平的時間肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是說PWM的占空比就是1：5。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，來控制電動機的轉速。也正因為如此，PWM又被稱為“開關驅動裝置”。如圖1-2所示：圖2-2PWM方波占空比的公式為,其中為一個周期內開關導通（即高電平）的時間，T為一個周期。占空比D表示了在一個周期里，開關管導通的時間與周期的比值，變化范圍為0≤D≤1。當電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值為，因此改變占空比D就可以改變端電壓的平均值，從而達到調速的目的，這就是PWM調速原理。而改變占空比D的值有三種方法：調寬調頻法：保持不變，只改變，這樣使周期(或頻率)也隨之改變。定寬調頻法：保持不變，只改變，這樣使周期(或頻率)也隨之改變。定頻調寬法：保持周期T(或頻率)不變，同時改變和。調寬調頻法和定寬調頻法在調速時改變了控制脈沖的周期(或頻率)，當控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起振蕩，使電路不穩(wěn)定。因此常采用定頻調寬法來改變占空比從而改變直流電動機電樞兩端電壓。2.3基于L298的調速方案設計由上所述，我選擇的基于L298的直流電機調速控制方案為：利用AT89C51單片機進行核心控制，因為它的控制功能強、可靠性高、易擴展、成本低、市場上較為普遍。由L298芯片組成的驅動模塊，因為L298N電機驅動芯片是一種高電壓、大電流電機驅動芯片，可以直接通過電源來調節(jié)輸出電壓；并可以直接用單片機的I/O口提供信號；并且驅動電路簡單，使用方便，它的Pin1和Pin15可與電流偵測用電阻連接來控制負載的電路；OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個步進電機；input1-input4輸入控制電位來控制電機的正反轉；Enable則控制電機停轉，對于本設計直流電動機的驅動，完全滿足于需要。由LCD1602作為顯示模塊，它可以顯示大小英文字母、符號，而本設計中要顯示字母。由四個獨立按鍵作為按鍵模塊，因為它的結構簡單、方便可靠，適合于按鍵比較少的情況。由C語言程序驅動單片機運行，分別在按下加速、減速、停止、反轉鍵來實現(xiàn)電機的調速。其結構模塊如下圖所示：電機電機L298驅動模塊L298驅動模塊單片機控制模塊運行方式設置電機電機L298驅動模塊L298驅動模塊單片機控制模塊運行方式設置 LCD1602顯示模塊LCD1602顯示模塊 圖2-3結構模塊圖3硬件電路的設計3.1L298N驅動模塊L298N是SGS-THOMSONMicroelectronics所出產(chǎn)的全橋步進電機專用驅動芯片,內部包含四信道邏輯驅動電路，是一種二相和四相步進電機的專用驅動器，接受標準的TTL邏輯準位信號，可驅動46V、2A以下的步進電機。該芯片具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。可以直接通過電源來調節(jié)輸出電壓；此芯片可以直接用單片機的I/O口提供模擬時序信號，電路簡單，使用方便。L298N的引腳如圖3-1所示，外形圖如3-2所示，輸入輸出端如圖3-3所示。Pin1和Pin15可與電流偵測電阻連接來控制負載的電路；OUT1、OUT2、和OUT3、OUT4之間分別接兩個電機；input1-input4輸入控制電位來控制電機正反轉；Enable則控制電機停轉。圖3-1L298N引腳圖圖3-2外形圖L298的輸入輸出關系如下表所示：表3-1L298N輸入輸出關系ENAIN1IN2電動機運行狀態(tài)HHL正轉HLH反轉HHH急停LXX停止數(shù)據(jù)來源：2009年《濰坊學院學報[J].L298N在直流電機PWM調速系統(tǒng)中的應用》，根據(jù)L298N的輸入輸出關系,使能控制端ENA接AT89C51的P3.0口,并連接示波器顯示占空比,單片機IO口P3.1和P3.2分別接入L298N輸入端IN1和IN2，可以控制電動機的正反轉(輸入端IN1為PWM信號,輸入端IN2為低電平,電動機正轉;輸入端IN2為PWM信號,輸入端IN1為低電平,電動機反轉);電動機的轉速由單片機調節(jié)PWM信號的占空比來實現(xiàn)。連接如圖3-4圖3-3L298驅動電路3.2LCD1602顯示模塊液晶顯示器簡稱LCD顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特性實現(xiàn)顯示信息。液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。這里所使用的1602字符型液晶模塊是一個可以顯示2行16個字的1602液晶模塊。LCD1602引腳介紹其中：引腳1：（VDD/VSS)電源5V或接地。引腳2：（VDD/VSS)接地或電源5V。引腳3：（)液晶顯示偏壓信號，液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。引腳4：（RS)寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。引腳5：（R/W)讀/寫選擇，RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。引腳6：（E)使能操作。引腳7-14：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。引腳15-16：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。表3-2LCD1602輸入輸出關系表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSSVSS為地電源9D2DataI/O2VDDVDD接5V正電源10D3DataI/O3VEE液晶顯示偏壓信號11D4DataI/O4RS0輸入指令，1輸入數(shù)據(jù)12D5DataI/O5R/W0寫入指令或數(shù)據(jù)，1讀信息13D6DataI/O6E1讀取信息，1→0執(zhí)行指令14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負極數(shù)據(jù)來源：《1602使用手冊》，引腳3需要接可調電阻，可調電阻的電阻值的大小可以人為調節(jié)，以滿足電路的需要，在這里主要是使顯示亮度清晰。可調電阻有滑動變阻器、電阻箱、電位器三種，這里所使用的是電位器。電位器是一種可調的電子元件。它是由一個電阻體和一個轉動或滑動系統(tǒng)組成。當電阻體的兩個固定觸點之間外加一個電壓時，通過轉動或滑動系統(tǒng)改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。下面是各種電位器的樣圖。圖3-4各種電位器圖圖3-5LCD顯示電路3.3AT89C51單片機模塊圖3-6為AT89C51單片機的基本結構示意圖。該單片機主要由以下幾部分組成。定時/計數(shù)器RAM128字節(jié)ROM/EPROMOM時鐘電路定時/計數(shù)器RAM128字節(jié)ROM/EPROMOM時鐘電路CPUCPU中斷系統(tǒng)串行口并行口4個總線控制中斷系統(tǒng)串行口并行口4個總線控制圖3-6單片機基本結構示意圖一個8位微處理器CPU。數(shù)據(jù)存儲器RAM和特殊寄存器SFR.內部程序存儲器ROM。兩個定時/計數(shù)器，用以對外部事件進行計數(shù)，也可用作定時器。四個八位可編程的I/O并行端口，每個端口即可做輸入又可做輸出。一個串行端口，用于數(shù)據(jù)的串行通信。中斷控制系統(tǒng)。內部時鐘電路。AT89C51的P0口由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅動及控制電路組成。P0口作為IO口。當作為輸出口時使用時，內部控制發(fā)0電平使“與”門輸出為0，場效應V1截止，此時多路開關MUX與鎖存器端接通。輸出數(shù)據(jù)時，內部數(shù)據(jù)加在鎖存器D端，當CL端的寫脈沖出現(xiàn)后，與內部總線相連的的D端數(shù)據(jù)取反后出現(xiàn)在端，經(jīng)產(chǎn)效應管V2反向后出現(xiàn)在P0引腳上。由于輸出電路為漏極開路式，需要外接上拉電阻，一班為5-10。作為一般IO口使用時，P0口也是一個準雙向口，即在輸入數(shù)據(jù)時，應先向端口鎖存器寫1，使為0，兩個場效應管都截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，作為高阻抗接入。P0口還可以作地址數(shù)據(jù)總線。AT89C51的P1口時通用IO準雙向動態(tài)端口，輸出的信息有鎖存。P0與P1主要的區(qū)別是P1端口用內部上拉電阻代替了場效應管V1，且輸出信號僅來自內部總線。P1口時單片機中唯一的僅有單功能I/O口。AT89C51的P2口比P1口多了轉換控制部分，當系統(tǒng)擴展片外程序存儲時，P2端口用來周期性的輸出從外存中取指令的高八位地址（A8-A15)此時MUX在CPU的控制下切換到與內部總線地址相連。因地址信號不間斷不能做I/O口了。AT89C51的P3口比P1口多了一個與非門與一個緩沖器，使其個端口有兩種功能選擇。處于第一功能時，第二輸出功能線為1，此時輸出與P1相同。內部總線信號經(jīng)鎖存器和場效應管輸出。處于第二功能時，鎖存器由硬件自動置1，使與非門對第二功能暢通。此時，讀引腳信號無效，三態(tài)緩沖器不通，第二功能信號經(jīng)緩沖器送入第二功能輸入端。P3口的第二功能表如下圖3-7：表3-2P3口第二功能表端口引腳第二功能P3.0RXDP3.1TXDP3.2INT0P3.3INT1P3.4T0P3.5T1P3.6WRP3.7RD數(shù)據(jù)來源：《單片機應用開發(fā)技術》翁家明主編AT89C51單片機芯片引腳描述：（40）引腳：電源地，節(jié)+5V；GND（20腳）：接電源地。XTAL1（19腳）：接外部晶振的一個引腳，當單片機采用外部時鐘信號時，此引腳應接地。XTAL2（18腳）：接外部晶振的另一個引腳，當單片機采用外部時鐘信號時，外部信號由此腳接入。RES/VPD:當輸入的復位信號持續(xù)兩個周期以上高電平，單片機復位。ALE/PROG:地址鎖存控制端。外部程序內存的讀選通信號端。/訪問程序存儲器控制信號。=1訪問內部程序存儲器，=0訪問外部程序存儲器。引腳圖如下3-6：圖3-6單片機外部引腳圖4Protueus與Keil軟件使用4.1Proteus簡述Proteus是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具()，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。隨著科技的發(fā)展，“”已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活，結果、過程的統(tǒng)一的特點。可使設計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。相信在單片機開發(fā)應用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應用。它的功能模塊為（1）智能原理圖設計（ISIS）；（2）完善的電路仿真功能（Prospice）；（3）獨特的單片機協(xié)同仿真功能（VSM）；（4）實用的PCB設計平臺。4.2Proteus功能與使用4.2.1Proteus功能特點實現(xiàn)了單片機仿真與Spice電路仿真結合。Proteua具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS-232動態(tài)仿真、調試器、SPI調試器鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能。支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。提供軟件調試功能。Proteus仿真系統(tǒng)具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量，寄存器的當前狀態(tài)，支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如keilc51。具有強大的原理圖繪制功能，在proteus仿真系統(tǒng)中可以快速方便的繪制出單片機應用系統(tǒng)的原理圖。在proteus上繪制好原理圖后，調入已經(jīng)編好的程序文件.hex，便可以在proteus上看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、、運行結果等。課程設計、畢業(yè)設計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。4.2.2Proteus的使用雙擊桌面上的快捷圖標，進入proteus操作界面，點擊對象選擇器中的P,進入選擇元件功能當鍵入at89c51出現(xiàn)如下圖所示界面，點擊ok，回到proteus繪制界面，單擊鼠標左鍵就放置好了一個51單片機。用于即時編輯原件參數(shù)。選擇元件。放置連接點。放置網(wǎng)絡標號連接標簽。放置文本。用于繪制總線。用于放置子電路。終端接口，有VCC、地、輸出、輸入等接口。器件引腳，用于繪制各種引腳。當繪制各種元件和終端時必須選擇正確的編輯狀態(tài)，否則是不對的。其他的工具在此不一一介紹，具體繪圖方法步驟可見《單片機應用開發(fā)技術》，翁家明主編，第6-16頁。最后繪制的原理圖如下圖所示：圖4-1Proteus原理圖圖中所用的電子元件中英對照：LED發(fā)光二管CAP電容NPNNPN三極管CAPACITOR電容

CAPVAR可調電容RESPACK?電阻

DIODE二極管SW-PB按鈕穩(wěn)壓二極管ZENERDIODE電容CAPACITY二極管DIODE晶振CRYSTAL

4.3Keil軟件簡介單片機的開發(fā)過程中軟件是必不可少的部分，目前keilc51在市面上的應用非常廣泛。美國KeilSoftware公司出品的KeilC51是51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上比匯編有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。使用獨立的Keil仿真器時，注意事項：（1）仿真器標配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。（2）仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。（3）仿真芯片的31腳（EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM（其CPU的EA引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。Keil開發(fā)過程為:新建工程項目，選擇芯片種類及儲存目錄。根據(jù)要實現(xiàn)的功能編寫相應程序。檢查并修改文件中的錯誤。生成hex文件。軟件仿真與硬件仿真。4.4Keil使用打開桌面的快捷方式，進入keil的操作界面，操作步驟為project→newproject→選擇保存目錄，任意名字，保存→選擇Atmel雙擊→選擇AT89C51→確定→否→出現(xiàn)如下界選擇file→newfile→把做好的程序添加到里面，關掉界面，→選擇保存為.c文件→選擇target1下的子文件sourcegroup1→右鍵選擇addfilestoGroup“sourcegroup1”→選擇剛才生成的.c文件→add→close。然后進行如下操作：編譯→重組當前文件→→運行外圍設備→I/O口檢查→→→target1→右鍵→optionsfortarget“target1”→出現(xiàn)如下界面：選擇output→creathex→選擇目標文件夾→生成hex文件。在proteus原理圖上雙擊單片機將生成的hex文件調入到單片機里進行實時仿真。5調試仿真根據(jù)所繪制的硬件電路原理圖，焊接出硬件電路。將已經(jīng)編好的程序生成hex文件寫入AT89C51單片機里進行仿真。插上電源，開始仿真，仿真初始狀態(tài)顯示如圖：圖5-1仿真初始狀態(tài)實物初始狀態(tài)如圖所示：圖5-2實物初始狀態(tài)按下加速按鍵，出現(xiàn)如圖所示：電機旋轉，占空比變大，轉速變大。圖5-2仿真加速狀態(tài)加速實物圖如下圖：圖5-4實物加速圖按下減速按鍵，出現(xiàn)下圖：占空比變小，轉速變小。圖5-5仿真減速狀態(tài)減速實物圖如下：圖5-6實物減速圖通過調試，實現(xiàn)加速，減速，反轉，停止等功能。停車和反轉光憑圖片表達不清楚，所以在此沒有描述，等答辯的時候再做一一演示，請老師諒解。由于時間不足和我個人能力原因，這次的設計做的有一些不太完善的地方：顯示不太精確，就是當停車和反轉的時候電機本身可以實現(xiàn)停車和反轉，但是顯示部分還是顯示停車之前的轉速。6總結畢業(yè)設計是對大學所學課程的最好的綜合鍛煉。無論是基礎知識還是專業(yè)技能都因為畢業(yè)設計而被統(tǒng)一起來，而使我們把平時零散的各科知識結合到一起，比如我這次的課題，就將單片機，電工電子，電機拖動，計算機C語言等很多課程的知識結合到一起。很好達到了畢業(yè)設計讓我們融會貫通的目的。這也為我們步入打下一個堅實有力的基礎，讓我們了解了一個產(chǎn)品在設計、研發(fā)、仿真、調試等過程中所遇到的一系列問題。為走入社會工作打下了牢固的基礎。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。這漫長而曲折的道路上只要自己不放棄，一步一步慢慢來，很多東西都會被慢慢消化。作為即將畢業(yè)踏上工作崗位的大學生，我們沒有經(jīng)驗，但是我們有的是一顆不斷學習的心，哪里不會學哪里，只有不斷學習，才能在以后的工作中不被淘汰。馬上就要畢業(yè)了，論文工作也接近尾聲，這是令很多人揪心的幾個月，從去年分到課題的茫然，到今年年初的緊張準備，大家都在努力的要完成自己的設計任務，期間，我們還要參加各種招聘會，找工作也成了很多同學的心頭大石，幾個月過去了，直到現(xiàn)在，很多人的工作都已基本簽過，宿舍的人也陸續(xù)開始出去工作了，論文也馬上要交稿了，大學時光就這樣要結束了。致謝時光匆匆如流水，轉眼又是一個畢業(yè)季，對于專升本的我們，畢業(yè)一不再新鮮，但是這次，是真的要畢業(yè)了，不用升本，沒有考研，漫漫求學路終于要在此畫上了一個句號。天下沒有不散的宴席，可愛的室友也要紛紛各奔工作了，離校的日子一天天臨近，在這青春即將逝去的時候，上映了致青春，我們都被電影的故事所感動，其實，又何嘗不是我們自己的故事呢，他們是我生命中一輩子都會懷念的人，懷念大學的親們，感謝你們讓我的生活多姿多彩。再此，也要衷心感謝我的指導老師耿國強老師，耿老師是一個幽默風趣的人，每次宿舍的人開完會回來都會討論，各自講講老師的要求什么的，每次她們都羨慕我們開會和老師的互動。說你們老師太好了，講話生活有趣，做事干凈利索，當然，耿老師的專業(yè)知識更讓我們獲益匪淺。每次提出問題老師都會耐心的解答，直到我們所有人都說沒有問題了，他才會說，那都沒問題咱就都走吧。而且在設計方面，耿老師總是讓我們自己按照自己的想法來，再幫我們完善我們想的不周到的部分。不會讓我們很死板的按照別人的想法或者書上的想法來，他總是希望我們自己可以把問題看透解決。他說的一句：“你能懂不代表你能做。”很多時候我們覺得我看了懂了，但下次做你未必會，所以這就是創(chuàng)造性，人的思想不能缺乏創(chuàng)造，即使不懂不會，也要勇于嘗試。

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附錄1附錄2附錄3附錄4#include<reg51.h>#include<math.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitadd=P0^1; //+sbitdec=P0^2; //-sbitfx=P0^3; //反向bitfx1=1;//反向標志sbitstp=P0^0; //停按鈕//bitfstp=0 ;//停止標志//bitfspd=1;//記數(shù)標志sbiten1=P3^0;/*L298的EnableA*/sbits1=P3^1;/*L298的Input1*/sbits2=P3^2;/*L298的Input2*/uchart=0;/*中斷計數(shù)器*/ucharm1=0;/*電機速度值*/uchartmp1=0;/*電機當前速度值*/unsignedintf=0;sbitE=P3^7;sbitRW=P3^6;sbitRS=P3^5;sbittest=P3^4;inttime=0;intnum_medium=0;intnum_display=0;intcount_speed=0;ucharwword[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};/*電機控制函數(shù)index-電機端口號;speed-電機速度*/voidmotor(ucharindex,charspeed)/*{ if(speed>=0&&speed<=100){if(index==1){m1=abs(speed);if(speed>0){s1=1;s2=0;}}}}*/{if(speed>=0&&speed<=100){ index==1; /*if(fstp==1) { s1=0; s2=0; m1=abs(speed); } */ if(fx1==1) { s1=1; s2=0; //m1=abs(speed); } if(fx1==0) { s1=0; s2=1; //m1=abs(speed); } m1=abs(speed); }}voiddelay1(uintj)/*簡易延時函數(shù)*/{for(j;j>0;j--);}//延時t毫秒voiddelay(uchart){uinti;while(t){for(i=0;i<125;i++); t--;}}voidwc51r(ucharj){RS=0;RW=0;P1=j;E=1;E=0;delay(3);}//寫數(shù)據(jù)函數(shù)LCDvoidwc51ddr(ucharj){RS=1;RW=0;P1=j;E=1;E=0;delay(2);}//初始化函數(shù)LCDvoidinit(){wc51r(0x01);//清屏wc51r(0x38);//使用8位數(shù)據(jù)，顯示兩行，使用5*7的字型wc51r(0x0c);//顯示器件，光標開，字符不閃爍wc51r(0x06);//字符不動，光標自動右移一格}/*****************************************************************************//***T1中斷服務程序**************單位時間（S）方波的個數(shù)**********************/voidtime1_int(void)interrupt3{count_speed++;if(count_speed==20){count_speed=0;num_display=num_medium;num_medium=0; }}/*****************************************************************************//***************************************速度顯示的數(shù)據(jù)處理********************/voiddatamade(){uintdataMM,NN;wc51r(0xc2);