沈阳航空航天大学课程设计论文 基于单片机的机械手关节直流电机控制电路
3.1 按键子程序设计
电机的转动情况由按键控制，实现电机的正转、反转、启停、调速如图8所示
图8 键盘子程序流程图
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3.2调速子程序设计
本设计的主要思想为利用PWM控制占空比从而达到改变电机速度。 PWM控制原理：
图9为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形。在图9a中，假定晶体 管V1先导通T1，秒(忽略V1的管压降，这期间电源电压Ud全部加到电枢上)，然后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)。如此反复，则电枢端电压波形如图9b中所示。电动机电枢端电压Ua为其平均值。
a) b)
图9 PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形
α为一个周期T中，晶体管V1导通时间的比率，称为负载率或占空比。使用下面三种方法中的任何一种，都可以改变α的值，从而达到调压的目的：
(1)定宽调频法：T1保持一定，使T2在0～∞范围内变化； (2)调宽调频法：T2保持一定，使T1在0～∞范围内变化 (3)定频调宽法：T1+T2=T保持一定，使T，在0～T范围内变化。 调速子程序中设置了四个速度档如图9所示
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开始 速度1 N 速度2 N 速度3 N 速度4 Y Y 电机转动 Y 返回
图9 调速子程序流程图
4调试分析
本课程设计在软件、硬件调试方面都出现过问题。
（1）在软件方面由于按键抖动是键盘显示不稳定通过加入延时消抖程序解决了此问题,另外加速程序开始时由于占空比调节较大结果加速效果不明显，而后及时调整占空比比例达到了预期效果。 （2）。在硬件方面由于使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转到停止状态和从顺时针状态突然转到逆时针状态时会产生很大的反向电流，所以在电路中加入了二极管对产生的反向电流进行泄流，保护芯片安全。
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5．结论及进一步设想
本课设通单片机开发实现了按键对机械手关节直流电机的控制达到了电机正转、反转、启停、调速的目的。整个系统体积较小，价格便宜，操作简单，显示清晰。由于单片机技术发展已经很成熟，我们更多的是借鉴前人的工作，完善我们的设计。这并不是简单意义上的重复，而是消化吸收和创新。
本设计可进一步拓展，可以加入电机测速模块实现对电机转速的显示，将设计进一步智能化。
参考文献
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[4] 张毅刚. MCS－51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社1997 [5].单片机软件设计技术.重庆：科学文献出版社重庆分社，1989
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课设体会
本课设通过对单片机的开发，实现了基于单片机的机械手关节直流电机的控制，在设计过程中遇到了很多麻烦，所以在网上以及图书馆查了好多资料虽然很累但是学到了好多东西。在设计中运用了新的集成芯片，对硬件电路的工作原理更加深入了解，对智能化集成电路有了新的认识，同时在软件编写方面使我们对各个模块程序的编写，以及函数的调用进一步加强，对KEIL C编程软件，PROTUES电路仿真软件的使用能力有所提高。在以后的课设中还应该加强动手操作能力，在焊接电路时应该掌握好焊接顺序避免出麻烦。
程设计是理论知识与实践完美的结合，对于现代大学生的实践能力是个很好的培养。
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