基于单片机的直流电机控制系统的设计(4)

2019-03-28 19:42

图3.4 按键控制电路

3.5电机驱动电路

本系统电机驱动采用L298N电机驱动器,如图中L298N的OUT1和OUT2输出端直接和电机相连,用于拖动电机。L298N的IN1和IN2端直接和STC89C52单片机相连,用于接收来自PWM波控制信号,从而对L298N的输出电压进行控制。当单片机给予高电平时,相应的输出管脚输出高电平,为电机提供驱动电流;当单片机给予低电平时,相应管脚输出低电平,无法为电机提供驱动电流,电机停止转动。利用单片机输出PWM波,从而使得L298N在一定频率下反复通断,从而控制电机的转速。

图3.5 电机驱动电路

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3.6程序下载电路

STC89C52可以进行编程,它里面的芯片有一种编程模块。在编程时将数据整理好,通过串口传输给STC89C52,STC89C52将数据接受处理完成后,剩下的工作就留给芯片去自动进行FLASH烧写,效率自然高了不少。由于数据都是通过PC输出,为了建立统一方便的适用接口,本设计采用USB输出(考虑到大多数电脑不再拥有RS232串口接口)。因此系统中需要用于USB转串口的电路。下图为本课题设计的U转串电路。

图3.6 程序下载电路

该电路的主要构成模块是PL2303芯片和一个12Mhz的晶体产生电路。旺久公司生产了一种集成度很高的接口转换器名字叫PL2302,它可以让USB接口和RX233 全双工异步串行通信装置成功连接。按照该芯片手册提出的要求,为其搭建需要的外围电路,就构成了系统的下载电路。上图中D+和D-就是数据输入接口,接到系统的输入USB接口上,与PC通信。

3.7电源电路

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系统中主要存在两种电源。一个是用于为STC89C52单片机供电的5v电源。另一种是为电机供电的12V电源。为了实现这两种电源,分别采用 LM7805和LM7812实现。

7805是一种常见的三端稳压电路集成电路。一般要想用7805系列三端稳压将外围元件组成几乎没有,有保护电路的进行调整管,过热还有过流的电路,用起来相对安全,便捷,而且性能也不差。可以实现至少1A以上的输出电流,这种器件在实际应用中用途很多,可以将本地噪声污染消除。该芯片具有三个接口,输入电平,输出电平和公共地电平,使用时只需再输入和输出端分别并上一个电容用于电源滤波,此外不需要其他的外围器件。因此电路设计较为容易。

LM7812与7805类似,也是一种三端稳压器。其输出电压为3.3v,最大输出电流为1A。工作结温范围:-40~125°C输入最大电压:12V。是一种高效率线性稳压器发表开关电源稳压器。该芯片具有三个接口,输入电平,输出电平和公共地电平。设计中输入电平由5v电源提供,公共地信号为系统地信号。下图为系统供电电路的原理图。

图3.7 电源电路

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四、系统软件设计及仿真

4.1系统软件总体方案

电机调速系统的软件系统有三大部分,分别为输出PWM波,初始化进程和接收按键输入。输出PWM波用于控制电机转速;各个模块要进行正常的准备状态就要通过系统初始化;按键输入模块用于处理用户输入的调速信息。下图为系统的软件流程图。

LCD初始化 开始

按键是否按下 显示当前速度信息 否

调整电机速度

图4.1 系统软件流程图

下面分模块介绍各个软件子模块的设计方案。

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4.2系统初始化程序设计

void main (void) { 入数据

数据

EA=1; //中断控制使能 TH0=(65535-1000)/256; //向计数器中高位装入TMOD=0x21; //设置定时器模式 TL0=(65535-1000)%6; //向计数器中低位装

ET0=1; //定时器0中断使能 LCD_Init();

三个Init函数中的主要内容是根据芯片手册提供的硬件操作方法,在其工作准备之前,要整理硬件初始数据,调整工作状态,在都完成了之后,系统后面程序的运行效率会增加。以LCD_Init()为例,下面是该函数实现部分。

void lcd_init(){

LCD_RW=0; LCD_RS=0; write_com(0x36); write_com(0x0c); write_com(0x38); write_com(0x06); . write_com(0x01); write_com(0x80); /

}

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