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附录1 论文格式示例（封皮格式不得改动） 电气化13 届《微机原理与接口》 课程论文单片机温控直流电机系统学生姓名 陈小云 学 号 8021209141所属学院 机械电气化工程学院专 业 农业电气化与自动化班 级 电气化13-1日 期 11塔里木大学教务处制基于单片机温控直流电机系统的设计目录 前言第1节 课题研究的目的及意义……………………………………………1第2节 直流电机简介………………………………………………………2第3节 L298芯片简介………………………………………………………3第4节 DSI8B20温度传感器简介……………………………………………4第5节 主程序设计……………………………………………………………5第6节 仿真结果………………………………………………………………6第7节 仿真分析………………………………………………………………1 前言目前，数字技术计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动了步进电机的发展，在当今社会各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人工业电子自动化设备医疗器材广告器材舞台灯光设备印刷设备计算机外部应用设备等等。虽然步进电机已被广泛的应用，但步进电机并不像普通的直流电机交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号，功率驱动电路等组成控制系统方可以使用。因此，涉及步进电机具有很重要的现实意义和使用价值。本论文首先分析了步进电机的基本原理和特点，步进电机实现启动加速转向位置控制的方案及L298步进电机驱动电路，综合的阐述了整个系统的涉及思路及组成框图，然后逐步讲解了各模块电路的实现方法，最后设计了控制步进电机正反转程序以完成实现论文。关键字：单片机89c51，步进电机，L298芯片2电机的基础知识1电动机的简介 电动机是把电能转化为机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机电力系统中电动机大多数是交流电动机，可以使同步电机和异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电机主要有定子和转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线方向有关，电机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电机转动。 2 电动机的分类 按工作电源分类 分为直流电机和交流电机 按结构及工作原理分类 分为直流电机，异步电机和同步电机，同步电机还可以感应电机和交流换向器电机，感应电机又分为三相异步电机单相异步电机和罩极异步电机等，交流换向器电机又分为单相串励电机交直流两用电机和排斥电机。 按启动与运行方式分类 分为电容启动式单相异步电机电容运转式单相异步电机电容启动运转式单相异步电机和分相异步电机。3 步进电机的结构及原理 直流电机由定子和转子两部分组成，在定子上装有磁(电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供)，其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出，直流电机的主要技术参数 额定功率：在额定电流和电压下，电机负载能力。 额定电压：长期运行的最高电压 额定电流：长期运行的最大电流。 额定转速：单位时间内的电机转动快慢。， 励磁电流：施加到电极线圈上的电流。 直流电机结构3 L298芯片简介L298是ST公司生产的一种高电压，大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可以达到46V，输出电流大，瞬时峰值电流可达3A，持续工作电流可达2A，额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电机。继电器线圈等感性负载，采用标准逻辑电平信号控制，具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作，有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作，可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路，使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。我们此次设计的模块采用的为H桥L298，内部包括4通道逻辑驱动电路具有两套H桥电路，下图为L298的内部原理图 下表为L298引脚及功能 4 DIS18B20 温度传感器简介 DIS18B20数字温度计的特点：（1） 只要求一个端口即可实现通信（2） 在DIS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号（3） 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温（4） 测量温度范围在-55到+125之间（5） 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择（6） 内部有温度上下限告警设置T0-92封装的DIS18B20的引脚排列见下图 GND 地信号 DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚，当被用着在计生电源下，也可以 向器件提供电源。 VDD 可选择的VDD引脚，当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 18B20管脚图18B20存储控制命令18B20芯片指令及说明5 单片机实现温度转换流程图 开始 6数码管显示的温控电机（1）使用AT89C51单片机为核心利用单片机设计温控直流电机调速系统，利用温度传感器将温度测出，并把结果传送到单片机，单片机根据测得的温度实时调节直流电机的转速。扩展功能：1、实时显示温度2、速度调节采用PID算法。1) 查阅资料完成系统框图设计。2) 设计调速系统的硬件。3) 温控子系统设计。4) 设计调速系统的软件。5) 系统整体软硬件联调。电机驱动采用L298芯片，使用思维集成式数码管显示当前温度，当前温度在10到45度范围之外时，直流电机开始旋转。当温度小于10度时电机开始反转，0度时电机达到全速反转总电路原理图PCB接线图5编写程序代码ORG 0000HLJMP MAINORG 0003H ;测速中断入口SETB 00HRETIORG 0013H ;测温中断入口SETB 01HRETIORG 0050HMAIN:MOV TCON，#05H ;外部中断边沿触发 MOV IE，#85H ;开外部中断 MOV R3，#80HDAC:CLR 00H JNB P3，JIA JNB P4，JIANLX:MOV A，R3 MOV DPTR，#0F7FFH MOVX @DPTR，A MOV 2DH，#0CH ;速度标志 LCALL CSD MOV A，31H LCALL BCD LCALL DISPLAY JB 01H，ADC LJMP DACADC:CLR 01H LCALL MSZH LCALL BCD MOV 20H，#0AH;温度标志 LCALL DISPLAY JB 00H，DAC LJMPADCJIA:MOV A， R3 ;加速度 ADD A，#10H MOV R3，A LJMP LXJIAN:MOV A，R3SUBB A，#10HMOV R3，ALJMP LX;CSD:MOV 31H，#00HMOV 30H，#5 ;定时25秒循环次数MOV TMOD，#15H ;设定时器1为方式1，计数器0为方式1MOV TH0，#00HMOV T10，#00HMOV TH1，#9EH ;赋初值MOV TL1，#58HSETB TR0 ;启动计时器SETB TR1 ;启动定时器L1：JBC TF1，L2 SJMP L1L2：MOV TH1，#9EH MOV TL1，#58HDJNZ 30H，L1CLR TR0CLR TR1MOV 31H，TL0 ;测得的转速二进制放入31H单元中RETMSZH:MOV DPTR，#0FBFFH;选中ADC0809 MOVX @DPTR，A;启动ADC0809LP1:JB P0，，LP1;等待A/D转换完毕 MOVX A，@DPTRCOMP:MOV B，#0FEH;K=4 MUL AB MOV A，#10;Tc=100 CLR C SUBB A，B CJNE A，#20H，COMP1COMP1:JC COMP4;温度小于20°数码管显示F CJNE A，#140，，COMP2COMP2:JC COMP3; 温度大于140°数码管显示FCOMP4:MOV 2AH， #0EH MOV 2BH， #0EH MOV 2CH， #0EHCOMP3:RET ; BCD:MOV R1，#00H;R1为BCD码百位寄存器 MOV R2，#00H ;R1为BCD码十位寄存器 CLR CCHAN:SUBB A，#64H ;减100 JC CHAN1 INC R1 SJMP CHANCHAN1:ADD A，#64H CHAN2:SUBB A，#0AH JC CHAN3 INC R2 SJMP CHAN2CHAN3:ADD A，#0AH MOV 2AH，R1 MOV 2BH，R2 MOV 2CH，A;此时2CH中个位BCD RETDISPLAY:MOV R7，#150 ;扫描150次循环 MOV DPTR，#0FEFFH ;送段码 MOV A，#00H MOVX @DPTR，A ;关显示LOOP:MOV R6，#00H MOV R0，#2AH ;送显示缓冲区首地址 MOV R4，#05H ;数码管扫描个数 MOV R5，#0FEH ;显示第一个数码管DISP0： MOV A，@R0;取显示缓冲区内容 MOV DPTR，#TAB MOVC A，@A+DPTR MOV DPTR，#0FEFFH ;送段选地址 MOV @DPTR，A ;送段选码 MOV A，R5 MOV DPTR，#0FDFFH ;送位选地址 MOVX @DPTR，A ;选中位HERE0:DJNZ R6，HERE0 ;延时约一毫秒 MOV DPTR，#0FEFFH MOV A，#00H MOVX @DPTR，A ;送显示 MOV A，R5 RL A MOV R5，A INC R0 DJNZ R4，DISP0 DJNZ R7，LOOP RETTAB:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H DB 6DH，7DH，07H，7FH，6FH DB 63H，39H，1CH，1CH，71H编译生成HEX文件6 仿真完成控制电路的绘制，将proteus与keil开发工具结合，搭建了单片机开发平台，实现二者的联调，然后仿真出控制电路。7 仿真结果分析当仿真开始运行时，各个模块处于初始状态。点击右边的独立键盘加速或是减速按钮。显示模块开始显示数字，然后点击正传反转，电机的驱动模块能够实现电机的正转反转加速减速停止等操作。且改变PWM脉冲时的占空比电机的工作电压改变。因此，从仿真结果可以看出，本设计可以得到预期的仿真效果。 
直流电机调速是个古老的话题，随着技术的进步，其经历了电阻丝调速，铸铁电阻调速，高压盐水调速，可控硅移相调速和进入现代的脉宽调速等等一系列的进程。
