基于单片机的无级遥控调速系统设计毕业设计

在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的机电能量转换效率；二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此，调速技术一直是研究的热点。

长期以来，直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。直流电动机在额定转速以下运行时，保持励磁电流恒定，可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速；在额定转速以上运行时，保持电枢电压恒定，可用改变励磁的方法实现恒功率调速。采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。因此，20 世纪80 年代以前，在变速传动领域中，直流调速一直占据主导地位。

近几年来，科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础。交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一样，而且成本和维护费用比直流电动机系统更低，可*性更高。目前，国外先进的工业国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势，而交流调速装置的生产大幅度上升。以日本为例，1975 年在调速领域，直流占80 % ，交流占20 % ; 1985年交流占80 % , 直流占20 ％。到目前为止，日本除了个别的地方还继续采用直流电机驱动外，几乎所有的调速系统都采用交流变频装置。

本系统设计将采用8位单片机 AT89C2051 为核心控制器 , 系统功能完备、控制简单、可靠性及安全性高。

1．1 单片机简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C2051单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的

方案

AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。

AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。

同时AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方可继续运行。

1.1.1 主要特性：

· 兼容MCS51指令系统 · 15个双向I/O口

· 两个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率0-24MHz · 两个外部中断源 · 可直接驱动LED · 低功耗睡眠功能

· 可编程UARL通道

· 2k可反复擦写(>1000次）Flash ROM · 6个中断源

· 2.7-6.V的宽工作电压范围 · 128x8bit内部RAM · 两个串行中断 · 两级加密位

· 内置一个模拟比较放大器 · 软件设置睡眠和唤醒功能

1.1.2 管脚说明：

? VCC：供电电压。 ? GND：接地。

? P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接

收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

? P3口：P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： ? P3.0 RXD（串行输入口） ? P3.1 TXD（串行输出口） ? P3.2 /INT0（外部中断0） ? P3.3 /INT1（外部中断1） ? P3.4 T0（记时器0外部输入） ? P3.5 T1（记时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） ? P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

? P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

? RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电

平时间。

? ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的

地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 ? /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个

机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

? /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），

不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

? XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反

向振荡器的输出。

1.1.3 振荡器特性：

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

1.1.4 芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C2051设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两