基于单片机的直流电机转速控制系统设计概要 - 图文

到MCU，L表示数据从MCU到LCD；B为数据类型选择：H表示数据是显示数据，L表示数据是控制指令；C固定为0

第二字节：(并行)8位数据的高4位—格式 DDDD0000 第三字节：(并行)8位数据的低4位—格式 0000DDDD

数码管显示电路设计

数码管主要是用于数字的显示。数码管有共阴和共阳的区分。四位数码管循环电路是由1K的电阻、IN4148二极管和数码管组成，电源+5V通过560的电阻直接给数码管的7个段位供电，P0.0-P0.7对应了两个接数码管的A,B,C,D,E,F,G和小数点位，P2.4，P2.5，P2.6，P2.7接位选码。数码管电路图见图3.2。

电机驱动模块设计

电机驱动采用三极管构成的“桥式电机驱动”，将单片机端口输出的信号放大，用于驱动电机转动。当控制端1、2同为高电平或低电平时，电机两段电平一致，电机停止转动。当控制端1为高，2为低时，电机正转，反之电机反转。电机驱动电路图如图所示。

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转速检测及控制模块设计

转速检测通过检测在电机转盘上的磁钢对霍尔传感器产生得脉冲计数，从而算出电机的转速。霍尔传感器的原理是当磁钢靠近霍尔传感器时引起磁场变换，利用磁场对垂直加载的电流产生的偏向作用（电磁感应），使正交方向的极板产生电势差，通过放大等处理得到开关量的信号变化。霍尔传感器测转速的电路图如图所示。

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四、 系统软件设计

为了增强程序的可读性，设计时选用得分模块编程。根据系统功能的描述，主要分为以下几个模块：主函数模块，系统参数初始化模块，LCD初始化、显示模块，按键识键和数据处理模块，中断模块和PWM控制模块。

主程序设计

主程序的设计主要是完成各种模块初始化以及函数的调用。如系统的初始化、LCD初始化和定时器的初始化，然后根据按键判断，没有按键按下的时候，LCD显示初始设置值，当有按键按下的时候，则执行按键所对应的功能，然后进一步在LCD上显示出来，通过LED指示灯和数码管指示相应的模式。

LCD显示模块设计

为了节省I/O口的使用，选用串行数据传送的方式。在LCD显示字程序中，要先对其初始化，进行命令、数据发送和汉字、字母显示的设置，然后根据按键的输入，在LCD上输出相应内容。LCD显示流程图如图所示。

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返回 根据按键显示汉字或字汉字、字母显示设置 发送命令、数据 LCD初始化 入口 LED灯和数码管指示

程序中用了一个Led灯的亮灭指示电机的正转/反转。利用一位数码管的显示指示模式的切换，这样可以直观的观察工作状态。由于该程序简单，因此直接将该段程序嵌入按键程序中。

按键程序模块

接通电源，判断是否有按键，在Mode键下进行模式选择，模式1为“电机正反转设置”、模式2为“转速的设置”、模式3、4、5为“手动控制转速”、模式4为“PID自动控制转速”；UP和DN进行参数修改。按键扫描的流程图如3.6所示：

PID计算程序

微机化控制系统当中控制算法的占有十分重要部分，整个控制系统的主要功能是由控制算法来实现的。目前世界上所应用控制算法有很多种。根据偏差的比例、微积分进行的系统控制，被称作PID控制。经过无数实践证明和理论分析都表明，PID控制能够满足绝大多数的工业对象的控制要求，目前PID控制仍是应用最广泛的控制算法之一。如下图4.3所示，该图是PID系统经典原理图，是一种典型的闭环控制。

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