基于单片机的直流电机控制系统设计

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1．设计任务

基于单片机的直流电机控制系统设计

基本要求：利用单片机AT89C51设计直流电机控制系统，能对直流电机进行控制。

创新：能改变显示电机速度；能通过键盘操作改变电机的方向等。

任务区分：B——用米字型数码管显示速度

2. 设计要求

2.1系统方案论证

根据设计任务，分析设计系统的组成，给出实现设计任务的几种方案，分析比较几种设计方案的优略，本着尽量以软件代替硬件，同时力求电路简单，工作可靠的原则，确定总体设计方案。

2.2系统硬件电路设计

根据系统设计方案进行软、硬件的分配，软、硬件设计分别进行。硬件设计包括单片机最小系统和扩展接口及配置，硬件结构在设计时要选择合适的元器件，硬件电路要简洁、工作可靠，需用Proteus绘制整个系统的电路仿真原理图。

主函数

#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf9
#define TLC0 0x0f   //2ms
unsigned char  code Duan[]={0x3F, 0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//¹²Òõ¼«ÊýÂë¹Ü£¬0-9¶ÎÂë±í
unsigned char  Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};			 //	ÏÔÊ¾»º³å
 
uchar i=0;
sbit AddSpeed=P1^1;
sbit SubSpeed=P1^2;
sbit TurnForward=P1^3;
sbit TurnBackward=P1^4;
sbit Stop=P1^5;

sbit IN1=P3^0;
sbit IN2=P3^1;
sbit PWM_FC=P1^0;
int e ,e1 ,e2 ;
float uk ,uk1 ,duk ;//pidÊä³öÖµ
float Kp=15,Ki=12,Kd=1.6;
int out=0;
uint SpeedSet=380;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0;//Âö³å¼ÆÊý
uint PWMTime=100;//Âö³å¿í¶È
unsigned char  arry[];
void SendString(uint ch);
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
void SegRefre();

void delay(uchar x)
{
	uint i,j;
	for(i=x;i>0;i--)
		for(j=50;j>0;j--);
}

void PWMOUT()		  
{
	if(cnt<PWMTime)	       
	{
		PWM_FC=1;
	}
	else
	{
		PWM_FC=0;
	}
	if(cnt>1000) cnt=0;	 
}
void SystemInit()
{
	TMOD=0X21;     
	TH0=THC0;
	TL0=TLC0;
	TH1=0xC0;
	TL1=0XC0;
	ET1=1;
	ET0=1;
	TR0=1;
	TR1=1;
	EX0=1;     
	IT0=1;
	EA=1;
	e =0;		
	e1=0;
	e2=0;
	IN1 = 1;
	IN2 = 0;
}
void SetSpeed()
{
	if(AddSpeed==0)
	{
		delay(200);			  //Ïû¶¶´¦Àí
		if(AddSpeed==0)
		{
			SpeedSet+=10;
			if(SpeedSet>1500)
			{
				SpeedSet=1500;
			}
		}
	}
	if(SubSpeed==0)
	{
		delay(200);
		if(SubSpeed==0)
		{
			SpeedSet-=10;
			if(SpeedSet<0) SpeedSet=0;
		}
	}
	if(TurnForward==0)
	{
		delay(200);
		if(TurnForward==0)
		{
		   IN1 = 1;
		   IN2 = 0;
		   while(TurnForward==0);
		}
	}
	if(TurnBackward==0)
	{
		delay(200);
		if(TurnBackward==0)
		{
		   IN1 = 0;
		   IN2 = 1;
		   while(TurnBackward==0);
		}
	}
	if(Stop==0)
	{
		delay(200);
		if(Stop==0)
		{
		   IN1 = 1;
		   IN2 = 1;
		   while(Stop==0);
		}
	}

}
void SegRefre()		  //ÏÔÊ¾Ë¢ÐÂ
{
	 Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;		  //·ÖÀëÉè¶¨Öµ¸÷Î»
	 Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;
	 Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;
	 Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;
	 Data_Buffer[4]=num/1000;			 
	 Data_Buffer[5]=num%1000/100;
	 Data_Buffer[6]=num%100/10;
	 Data_Buffer[7]=num%10;
}
/**************Ö÷º¯Êý************/
void main()
{
	SystemInit();
	while(1)
	{
		SetSpeed();		//°´¼üÉè¶¨ËÙ¶È
		SegRefre();		//ÊýÂë¹ÜÏÔÊ¾Ë¢ÐÂ
		PWMOUT();		//Êä³öPWM
 
	}
}

void int0() interrupt 0
{
	Inpluse++;		    //²É¼¯Íâ²¿Âö³å
}
void t0() interrupt 1
{
	static unsigned char Bit=0;
	static unsigned int time=0;
	TH0=THC0;
	TL0=TLC0;

 
	Bit++;
	time++;  //×ªËÙ²âÁ¿ÖÜÆÚ
	if(Bit>8) Bit=0;		  
	P0=0xff;
	P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];	//ÏÔÊ¾¶ÎÂë
	switch(Bit)					//ÊýÂë¹ÜÎ»Ñ¡
	{
		case 0:P0=0X7F;break;
		case 1:P0=0XBF;break;
		case 2:P0=0XDF;break;
		case 3:P0=0XEF;break;
		case 4:P0=0XF7;break;
		case 5:P0=0XFB;break;
		case 6:P0=0XFD;break;
		case 7:P0=0XFE;break;
	}
	if(time>100)
	{
		time=0;
		num=Inpluse*5;		   
		Inpluse=0;			   
		PIDControl();		   
	}
}
void timer_1()  interrupt 3
{
   	cnt++;	//cntÔ½´óÕ¼¿Õ±ÈÔ½¸ß2.5Khz
}

void PIDControl()        //pidÆ«²î¼ÆËã
{
	e=SpeedSet-num;		 
	duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/50;       
	uk=uk1+duk;	    
	out=(int)uk;   //Êä³öÎªÕ¼¿Õ±È
	if(out>1000)
	{
		out=1000;
	}
	else if(out<0)
	{
		out=0;
	}
	uk1=uk;				  //±äÁ¿ÖµÒÆÎ»
	e2=e1;
	e1=e;				  
	PWMTime=out;
}