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文檔簡介
1、<p> 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p> 2012年6月30 日</p><p> 課程設(shè)計題目用單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動</p><p> 功能技術(shù)指標(biāo)1、按鍵控制電源的輸出,輸出電壓為5V2、輸出電流為1.5A3、具有短路、過流保護(hù)功能</p><p> 工作量</p><p> 工作計
2、劃6月11日 開題6月12日 查資料,分析原理,列元器件表6月13日—6月20日 畫出原理框圖,設(shè)計電路原理圖6月21日 準(zhǔn)備答辯6月22日 答辯6月14日~6月1 6 月26日購買元器件3月20日~6月3 6月27日~6月29日焊接電路6月29日作品驗收6月30日 終檢寫說明書</p><p> 指導(dǎo)教師評語</p><p><b> 目錄</b></p
3、><p><b> 第1章 緒論1</b></p><p><b> 1.1課題背景1</b></p><p> 1.2 設(shè)計課題及要求1</p><p> 1.3 設(shè)計思路1</p><p> 第2章 電路框圖2</p><p>
4、2.1電路的模塊框圖2</p><p> 第3章 單元電路的設(shè)計及作用3</p><p> 3.1交流電源變壓器的選擇及作用3</p><p> 3.2整流濾波電路的設(shè)計及作用3</p><p> 3.3穩(wěn)壓電路的設(shè)計及作用4</p><p> 3.4保護(hù)報警電路的設(shè)計及作用5</p>
5、<p> 3.5數(shù)控電路的設(shè)計及作用5</p><p> 第4章 工作原理9</p><p> 第5章 電路組裝與調(diào)試11</p><p> 5.1電路的組裝11</p><p> 5.2電路的調(diào)試11</p><p><b> 收獲和心得12</b><
6、/p><p><b> 致謝13</b></p><p> 附錄 元器件清單15</p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p><b> 1.1課題背景</b></p><p> 隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人
7、們追求的目標(biāo)之一,它所給人帶來的方便也是不可否定的,其中數(shù)控制直流穩(wěn)壓電源就是一個很好的典型例子。但人們對它的要求也越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設(shè)施,就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手,一切向數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。</p><p> 本文所介紹的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比,具有操作方便,電壓穩(wěn)定度高的特點,其輸出電壓大小有固定值,可用于要求電源精度比較高的設(shè)備,或科研實驗電源使用,并
8、且此設(shè)計,沒有用到單片機(jī),只用到了數(shù)字技術(shù)中的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,計數(shù)器和一些常用的電子器件,所以該電路具有制作容易,安全性能高等優(yōu)點。</p><p> 1.2 設(shè)計課題及要求</p><p> 用單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動:</p><p> 1號鍵按下后當(dāng)電動機(jī)正傳時 紅燈亮</p><p> 2號鍵按下時 電機(jī)停止轉(zhuǎn)動 黃燈閃爍&l
9、t;/p><p> 3號鍵按下時 電動機(jī)反轉(zhuǎn) 綠燈亮</p><p><b> 1.3 設(shè)計思路</b></p><p> 用單片機(jī)AT89C51控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)。由AT89C51的P1.0和P1.1通過橋式電路控制電機(jī)。當(dāng)P1.0輸出高電平,P1.1輸出低電平時,三極管Q7、Q1、Q5導(dǎo)通,Q6、Q2截止;當(dāng)P1.1輸出高電平,P1,0
10、輸出低電平,三極管Q8、Q4、Q2導(dǎo)通,Q6、Q5截止。電動機(jī)因兩端產(chǎn)生正負(fù)電壓而轉(zhuǎn)動。由P3.0、P3.1、P3.2 控制電動機(jī)的正反停轉(zhuǎn)。</p><p><b> 1.4應(yīng)用軟件: </b></p><p> 1.Proteus 7 Professional</p><p> 2.偉福(WAVE 6000)</p>
11、<p> 3. Keil uVision </p><p> 4. Masm for Windows </p><p><b> 1.5使用語言: </b></p><p><b> 匯編語言 </b></p><p><b> 1.6使用元件: </b&g
12、t;</p><p> MCS51單片機(jī)、LED顯示燈、直流電動機(jī)、晶振、電阻、電容、橋式電路、開關(guān)、電源 。</p><p> 1.7 MCS-51各引腳功能:</p><p> VSS:電源的接地短XTAL1\XTAL2:內(nèi)部振蕩電路RST\VPD:復(fù)位信號輸入端ALE\PROG:地址鎖存允許輸出信號PSEN:外部程序存儲器ROM的讀選通信號輸出端
13、EA\VPP:外部程序存儲器的控制信號P0:8位漏極型雙向I\O口P1:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載P2:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載P3:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載 ,有第二功能。</p><p><b> 第2章 電路框圖</b></p>&l
14、t;p> 2.1電路的模塊框圖</p><p> 第3章 單元電路的設(shè)計及作用</p><p> 3.1 MCS-51各引腳功能:</p><p> VSS:電源的接地短XTAL1\XTAL2:內(nèi)部振蕩電路RST\VPD:復(fù)位信號輸入端ALE\PROG:地址鎖存允許輸出信號PSEN:外部程序存儲器ROM的讀選通信號輸出端EA\VPP:外部程
15、序存儲器的控制信號P0:8位漏極型雙向I\O口P1:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載P2:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載P3:帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I\O口,它能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載,有第二功能</p><p> 圖3-1 MCS-51單片機(jī)芯片引腳圖</p><p> 3.2橋式電路的設(shè)計及作用<
16、;/p><p> 橋式電路的作用,是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈動電壓。由于這種電壓存在著很大的脈動成分,因此一般還不能直接用來給負(fù)載供電,否則,文波的變化會嚴(yán)重影響負(fù)載電路的性能。濾波部分的作用是對整流部分輸出的脈動直流電進(jìn)行平滑,使之成為含交變很小的直流電壓。也就是說,濾波部分實際上是一個性能較好的低通濾波器,且其截至頻率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。整流電路是將變壓器交換的后的交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動直流
17、電壓。</p><p> 圖3-2橋式電路原理圖</p><p> 3.3晶振和復(fù)位電路的設(shè)計及作用</p><p> 這是一個諧振電路,產(chǎn)生一個特定的時鐘頻率,使AT89C51能正常的工作。晶振片用于產(chǎn)生時鐘頻率,該晶振能產(chǎn)生11.0591MHz的頻率。兩個旁路電容,有頻率微調(diào)作用主要是讓電路更容易起振,兩個電容的只要求一樣,至少要非常接近否則容易造成寫真的
18、不平衡,容易造成停真或干脆不起振。本設(shè)計中采用的是30pf的電容。AT89C51的RST引腳接上一個高電平使其處于一個頻繁復(fù)位狀態(tài)。單片機(jī)的P1.0引腳接電機(jī)驅(qū)動芯片的EA引腳,用于啟動橋式電路的正常工作。</p><p> 元器件說明:X1是晶振頻率為11.0592的晶振片,R1為10K電阻,C1、C2為30pf的無極性電容,C3為10uf的有極性電容。</p><p> 圖3-3
19、晶振與復(fù)位電路原理圖</p><p> 3.4按鍵及LED的設(shè)計及作用</p><p> 圖3-4按鍵及LED原理圖</p><p><b> 第4章 工作原理</b></p><p> 1.Proteus電路設(shè)計:</p><p><b> ?。?)選取元器件:</b&g
20、t;</p><p> 單片機(jī):AT89C51</p><p><b> 電阻:RES</b></p><p> 三極管:NPN、PNP</p><p><b> 電容:CAP</b></p><p> 晶振:CRYSTAL</p><p>
21、<b> 按鍵:BUTTON</b></p><p> 電動機(jī):DCMOTOR</p><p><b> 二極管:DIODE</b></p><p> (2) 放置元器件、電源和地、連線,設(shè)置元件屬性。</p><p><b> 2.程序流程圖:</b></p&
22、gt;<p> 3.匯編語言源程序及程序說明:</p><p> ORG 0000H </p><p> AJMP MAIN 跳入主程序 </p><p> ORG 0030H </p><p> MAIN:MOV P0,#
23、0FFH 初始化P0 </p><p> MOV P1,#00H 初始化P1 </p><p> KEY:JNB P3.0 判斷按鍵1是否被按下</p><p> MOV P0,#0FFH 初始化P0</p><p>
24、JNB P3.1,J2 判斷按鍵2是否被按下 </p><p> KEY1:JNB P3.2,J3 判斷按鍵3是否被按下 </p><p><b> AJMP KEY </b></p><p> J1:MOV P1,#02H 設(shè)置電動機(jī)正傳 <
25、/p><p> MOV P0,#06H 設(shè)置紅燈亮</p><p><b> AJMP KEY </b></p><p> J2:CPL P0.1 P0取反,設(shè)置電動機(jī)停轉(zhuǎn)</p><p> ACALL YS 調(diào)用延時,設(shè)置黃燈
26、閃爍</p><p> CPL P0.1 </p><p> ACALL YS </p><p> MOV P1,#00H </p><p><b> LJMP KEY </b></p><p> YS:MOV R6,#5
27、 循環(huán)</p><p> DD1:MOV R5,#80H 延時子程序</p><p> DD2:MOV R7,DD </p><p> DD:DJNZ R5,DD2 </p><p> DJNZ R6,DD1 </p><p><b&g
28、t; RET </b></p><p> J3: MOV P1,#01H 設(shè)置電動機(jī)反轉(zhuǎn)</p><p> MOV P0,#03H 設(shè)置藍(lán)燈亮</p><p> AJMP KEY1 </p><p><b> RET </b><
29、;/p><p><b> END </b></p><p> 圖4-1用單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理圖</p><p> 第5章 電路組裝與調(diào)試</p><p><b> 5.1電路的組裝</b></p><p> 用了半天的時間列出器件的清單并完成了采購,由于電路板過
30、小器件太密,難以完成調(diào)試導(dǎo)致第一次的失敗。第二次我們采用了大的萬用板,首先對器件的整體布局做了一個策劃,基本根據(jù)兩個原則,縱向按照相同功能模塊歸類的方法將電路劃分為幾個板塊,橫向是按照信號的流向排布的。這樣做可以使信號線的擺布更加整齊,思路更清晰,不至于焊接過程中發(fā)生漏接和重接的情況,另外使的調(diào)試也相對容易的多。</p><p><b> 5.2電路的調(diào)試</b></p>&
31、lt;p> 首先,斷電后進(jìn)行通路測試,看各高低電平連接是否正常,是不是有虛焊。</p><p> 接下來,對所連接電路與仿真圖進(jìn)行初步的對照,看是不是有鏈接錯誤。</p><p> 隨后通電對電路進(jìn)行檢查,看是否正常。如果不正常,對芯片進(jìn)行每根引腳的檢查,檢查引腳高低電平時否與邏輯正常。</p><p> 電路的調(diào)試應(yīng)該是整個過程中最為艱難的部分了。焊
32、接的過程是按照模塊逐步完成的,每完成一個模塊就對信號進(jìn)行測試,在保證前面電路工作正常的基礎(chǔ)上才進(jìn)行下一個模塊的焊接。</p><p> 按照圖連接之后,我們調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,獲得了要求的穩(wěn)定的輸出,取得了我們要求的電路。</p><p><b> 收獲和心得</b></p><p> 通過本次設(shè)計, 作為一名自動化專業(yè)的大二學(xué)生,我覺
33、得做單片機(jī)課程設(shè)計是十分有意義的,而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時間里,我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識,如何去鍛煉我們的實踐能力?如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運(yùn)用到實踐中去呢?我想做類似的課程設(shè)計就為我們提供了良好的實踐平臺。 這次單片機(jī)課程設(shè)計我們歷時三個星期,單片機(jī)作為我們的主要專業(yè)課之一, 在做本次課程設(shè)計的過程中,我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善,
34、查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的,同時也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計,但我們不是藝術(shù)家,他們可以拋開實際盡情在幻想的世界里翱翔,而我們一切都要有據(jù)可依,有理可尋,不切實際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想,永遠(yuǎn)無法升級為設(shè)計。 其次,在這次課程設(shè)計中,我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識,如:CAD制圖、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應(yīng)用過它們,但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高,這是我做這次課程設(shè)計的又一收
35、獲。后,要做好一個課程設(shè)計,就必須做到:在設(shè)計程序之前,對所用單片機(jī)的</p><p><b> 致謝</b></p><p> 首先感謝學(xué)校開設(shè)這門課程,讓我們對本專業(yè)的知識更有了深刻的了解,使我們的能力不止局限于課本上,鍛煉了我們自主學(xué)習(xí)的能力,增強(qiáng)了動手的能力,同時提供了所要的工具,和實驗地點,并且報銷我們的費用,解決了我們很多的問題,向?qū)W院表示感謝。<
36、;/p><p> 感謝老師的支持和鼓勵,沒有老師的幫助我想我們的工作不能這么的圓滿,感謝我們一組人的積極配合,最后為老師鼓掌,為母校鼓掌,為自己鼓掌。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1].《常用數(shù)字集成電路原理與應(yīng)用》、出版社:人民郵電出版社、作者:卿太全,李蕭,郭明瓊 編著;</p><
37、p> [2].《模擬電子技術(shù)》、出版社:高等教育出版社、作者:清華大學(xué)電子學(xué)教研組;</p><p> [3].《數(shù)字電子技術(shù)》、出版社: 高等教育出版社、作者: 余孟嘗;</p><p> [4].《MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)教程》、出版社: 人民郵電出版社、作者: 高洪志、孫平、關(guān)曉東、孟祥蓮;</p><p> [5].《一天一個好電路》、
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