佛山科学技术学院课程设计
姓名-学号 成绩 分组序号 同组人员（签名） 本人贡献排名
指导教师（签名）
1
佛山科学技术学院课程设计
摘要
本设计基于单片机STC90C516RD+为核心，以小型直流电机为对象，以L9110芯片为驱动核心，通过4个按键，实现直流电机的启动，速度和方向的控制，并通过液晶LCD1602显示出来。对直流电机进行速度测量的原理，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。实时测量电机的实际转速，并显示出来。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
关键词： 单片机；PWM；直流电机；L9110；
2
佛山科学技术学院课程设计
目录
一、 设计任务.......................................... 4 二、 设计方案.......................................... 4
1、 设计思路 ....................................... 4 2、 基本原理与总体设计框图 ......................... 5 三、 系统硬件设计...................................... 6
1、 STC90C51最小系统............................... 6
（1） STC90C516RD+芯片.......................... 6 （2） 系统时钟电路.............................. 6 （3） 复位电路.................................. 7 （4） 最小系统原理图............................ 7 2、 直流电机设计部分 ............................... 8
（1） 直流电机的基本结构........................ 8 （2） 直流电机的工作原理........................ 8 （3） 直流电机PWM调速原理...................... 9 3、 电机驱动及测速模块 ............................ 11 4、 液晶显示部分 .................................. 11 5、 独立按键模块 .................................. 12 四、 系统软件设计..................................... 13
1、 电机控制流程图 ................................ 14 2、 显示程序流程图 ................................ 15 3、 定时中断流程图 ................................ 15 五、调试与结果........................................ 16 六、心得体会.......................................... 17 参考文献.............................................. 18 附录一 元器件清单.................................... 19 附录二 程序清单...................................... 20
3
佛山科学技术学院课程设计
一、设计任务
以单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统，实现的功能主要包括：直流电机的正、反转；直流电机的加速和减速；直流电机的启动和停止；以及直流电机的转速在LCD显示屏上显示。
二、设计方案
1、设计思路
直流电机PWM控制系统的主要功能包括：直流电机的加速、減速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制，其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续等功能。
该直流电机控制系统由以下电路模块组成：
（1）振荡器和时钟电路：这部分电路主要由80C51单片机和一些电容、晶振组成。
（2）设计输入部分：这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。
（3）设计控制部分：主要由AT89C51单片机的外部中断扩展电路组成。
（4）设计显示部分：包括液晶显示部分和LED数码显示部分。其中液晶显示部分由1602LCD液晶显示模块组成;LED数码显示部分由七段数码显示管组成。
（5）直流电机PWM控制实现部分：主要由一些二极管、电机和L289直流电机驱动模块组成。
2、基本原理与总体设计框图
4
佛山科学技术学院课程设计
主体电路：即直流电机PWM控制模块。这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时/计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制，其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续等功能。
直流电机PWM调速方案设计框图如图1所示。
图1 直流电机PWM调速方案设计框图
方案说明：直流电机PWM调速系统以AT89C51单片机为控制核心，由命令输入模块、LCD显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序的控制下，定时不断的给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正、反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到LCD显示模块中去显示，从中不仅能读取其速度，而且能知晓其转
5