单片机直流电动机调速设计.docx

一、设计题目：直流电机调速
二、设计思路
1. 问题的提出
能否以单片机现有资源模拟调整直流电动机的转速。
2. 分析问题的功能
(1) .在P1.0引脚输出低频脉宽调制信号(PWM)，PWM信号的脉冲占空比(脉 动电压的高电平时间占周期比)可以通过和P1 连接的按键设定，从而调整直 流电动机的转速。
(2) .软件设计:按问题功能分模块，简述各模块功能。
根据实际构思程序分为两个模块
模块1为通过计数来控制对P1.0的置1和清0；
模块2为根据按键设置改变输出脉冲的占空比。
三、详细设计：
1. 硬件详细设计：
(1).电路图：

JK6I

JK17I ©Mu-
GND

(2).进行硬件资源分配
P1.0连ZDJ-A,输出PWM波，实现电动机调速；
P1.1连KEY1,增加占空比，使电机加速；
P1.2连KEY2，减小占空比，使电机减速；
P3.0连蜂鸣器，当加速到最大值或减速到最小值蜂鸣器会报警;
INT0连KEY3,使直流电机停机。
2. 软件详细设计：
(1)地址模块
设定主程序和中断服务程序初始地址
ORG 80H
AJMP MAIN
ORG83H
AJMPSTOP
ORG 8BH
AJMP INTT0
ORG 81H
(2)主程序准备模块
为定时器、堆栈栈底地址、软件计数值、赋初值，选择定时器2工作方
式，允许定时器0、外部中断，打开总中断、定时器0中断和外部中断。
MAIN:
MOV
SP,#60H
;给堆栈指针赋初值
MOV
PWMH,#03H
;给定初始高电平脉冲个数
MOV
COUNTER,#01H

MOV
PWM,#0AH

MOV
TMOD,#02H
;定时器0在模式2下工作
MOV
TL0,#48H
;定时器每2us产生一次溢出
MOV
TH0,#48H
;自动重装的值
SETB
ET0
;使能定时器0中断
SETB
EA
;使能总中断
SETB
PX0
;使外部中断0为最高优先中断
SETB
TR0
;开始计时

（3）定时器中断模块
实现方法：使用定时器产生定时每2us产生一次溢出中断，在中断服务中
通过计数来控制对P1.0的置1和清0，
输出PWM波。
INTT0:

PUSH
PSW;现场保护
PUSH
ACC

INC
COUNTER
;计数值加1
MOV
A,COUNTER

CJNE
A,PWMH,INTT01
;如果等于高电平脉冲数
CLR
P1.0
;P1.0变为低电平
INTT01:CJNE A,PWM,INTT02
;如果等于周期数
MOV
COUNTER,#01H
;计数器复位
SETB
P1.0
;P1.0为高电平
INTT02:POP
ACC
;出栈
POP
PSW

RETI
（4）调速模块
实现方法：在程序执行过程中，读取按键设置，根据按键设置改变输出脉 冲的占空比，按KEY1时可以加速，按KEY2时可以减速。
KSCAN:
JNB P1.1,K1CHECK;扫描 KEY1,
JNB P1.2,K2CHECK;扫描 KEY2,如果按下 KEY2,跳转到 KEY2
处理程序
SJMP KSCAN
K1CHECK:
JB P1.1,K1HANDLE;去抖动，如果按下KEY1，跳转到KEY1处理
程序

SJMP K1CHECK

K1HANDLE:

MOV A,PWMH
CJNE A,PWM,K1H0
;判断是否到达上边界
SJMP MAIN
;返回到主程序
K1H0:

MOV A,PWMH
INC A
CJNE A,PWM,K1H1
;如果在加1后到达最大值
CLR TR0
;定时器停止
SETB P1.0
SJMP K1H2
;P1.0为高电平
K1H1:

CJNE A,#02H,K1H2
;如果加1后到达下边界
SETB TR0
;重开定时器
K1H2:

INCPWMH
SJMP KSCAN
;增加占空比
K2CHECK:

JBP1.2,K2HANDLE
;去抖动，如果按下KEY2,跳转到KEY2处理
程序

SJMP K2CHECK

K2HANDLE:

MOVA,PWMH

CJNEA,#01H,K2H0;判断是否到达下边界
SJMPMAIN
;返回到主程序
K2H0:

MOV A,PWMH
MOV TEMP,PWM
DEC A
CJNE A,#01H,K2H1
;如果在减1后到达下边界
CLR TR0
;定时器停止
CLR P1.0
SJMP K2H2
;P1.0为低电平
K2H1:

DEC TEMP
CJNE A,TEMP,K2H2
;如果到达上边界
SETB TR0
;启动定时器
K2H2:

DEC PWMH
SJMP KSCAN
;降低占空比
（5）报警模块

<1> CJNE A,PWM,K1H0
;判断是否到达最大速度

MOV R7,#
LOOP: MOV R6,#80
DJNZ R6,$
CPL P3.0
DJNZ R7,LOOP
<2> CJNE A,#01H,K2H0
MOVR5,#
LOOP1:MOV R4,#80
DJNZR4,$
CPL P3.0
DJNZ R5,LOOP1
(6 )停机模块
STOP:
MOV PWMH,#01H
MOV COUNTER,#0
RETI

END
；是，则蜂鸣器响
;判断是否到达最小速度
；是，则蜂鸣器响
3.设计中的主要困难及解决方案
(1)困难1：直流电机转速的调节
解决方案：调整其脉冲占空比改变其正脉冲长度进而调节器转速。
(2)困难2：电机转速的精确分档和调节
解决方案：通过对占空比的精确分档，使电机转速按按键分档执行，达到电 机转速的分档及精确调节，使电机的调速过程平滑进行，并用指示灯显示速度 极限。
(3)困难3：外部中断
解决方案：设计外部中断按钮和外部中断程序
四、程序清单
PWMH
PWM COUNTER TEMP
ORG
AJMP ORG AJMP
DATA 30H
DATA 31H
DATA 32H
DATA 33H
80H
MAIN
83H
STOP
;高电平脉冲的个数
;PWM周期

ORG 8BH

AJMP INTT0
ORG 81H

MAIN:

MOV SP,#60H
;给堆栈指针赋初值
MOVPWMH,#03H
MOVCOUNTER,#01H
MOVPWM,#0AH
;给定初始高电平脉冲个数
MOV TMOD,#02H
;定时器0在模式2下工作
MOV TL0,#48H
;定时器每2us产生一次溢出
MOV TH0,#48H
;自动重装的值
SETB ET0
;使能定时器0中断
SETB EA
;使能总中断
SETBPX0
;使外部中断0为最高优先中断
SETB TR0
;开始计时
KSCAN:

JNBP1.1,K1CHECK ;扫描 KEY1,
JNBP1.2,K2CHECK ;扫描KEY2，如果按下KEY2,跳转到KEY2处理
程序

SJMP KSCAN

K1CHECK:

JBP1.1,K1HANDLE

SJMP K1CHECK
K1HANDLE:
MOV A,PWMH
;去抖动，如果按下KEY1,跳转到KEY1处理程序
CJNE A,PWM,K1H0
MOV R7,#
LOOP: MOV R6,#80
DJNZ R6,$
CPL P3.0
;判断是否到达上边界
DJNZ R7,LOOP
；是，则蜂鸣器响
SJMP MAIN
;返回到主程序
K1H0:

MOV A,PWMH
INCA

CJNE A,PWM,K1H1
;如果在加1后到达最大值
CLR TR0
;定时器停止
SETB P1.0
SJMP K1H2
;P1.0为高电平
K1H1:

CJNE A,#02H,K1H2
;如果加1后到达下边界

SETB
TR0
;重开定时器
K1H2:
INC
PWMH
;增加占空比
SJMP
KSCAN

K2CHECK:
JB
P1.2,K2HANDLE
;去抖动，如果按下KEY2,跳转到KEY2
SJMP
K2CHECK

K2HANDLE:
MOV
A,PWMH

CJNE
A,#01H,K2H0
;判断是否到达下边界

MOVR5,#
LOOP1:
MOV R4,#80

DJNZ R4,$
CPL P3.0
DJNZ R5,LOOP1 ;是，则蜂鸣器响
SJMP
MAIN
;返回到主程序
K2H0:
MOV
A,PWMH

MOV
TEMP,PWM

DEC
A

CJNE
A,#01H,K2H1
;如果在减1后到达下边界
CLR
TR0
;定时器停止
CLR
P1.0
;P1.0为低电平
SJMP
K2H2

K2H1:
DEC
TEMP

CJNE
A,TEMP,K2H2
;如果到达上边界
SETB
TR0
;启动定时器
K2H2:
DEC
PWMH
;降低占空比
SJMP
KSCAN

INTT0:
PUSH
PSW
;现场保护
PUSH
ACC

INC
COUNTER
;计数值加1
MOV
A,COUNTER

CJNE
A,PWMH,INTT01
;如果等于高电平脉冲数
CLR
P1.0
;P1.0变为低电平
INTT01:
CJNE A,PWM,INTT02;如果等于周期数
MOV
COUNTER,#01H
;计数器复位
SETB
P1.0
;P1.0为高电平
INTT02:
POP ACC
;出栈
POP PSW
RETI
处理程序

STOP:
MOV PWMH,#01H
MOV COUNTER,#0
RETI
END
五.心、得体会
通过一周的单片机设计实习，使我学到了更多了单片机硬件和软件知识，帮 助我提高了动手能力、综合运用能力、实践能力和创新能力。虽然在设计过程中 遇到了许多困难，但通过老师和同学的帮助，以及自己的摸索，我弄懂了单片机 的知识，我做的程序也已经调试成功了，我很高兴经过这次设计，自己的各方面 能力均得到了提高，相信在以后的学习工作中，遇到类似的问题，一定能够更加 完善的解决。