单片机控制的直流电机转速系统设计与实现

该文档是关于基于单片机的直流电机转速控制系统设计的一个概要，涉及了系统设计目标、性能指标、设计方案、设计原理以及系统硬件设计。 在这个设计中，主要目标是创建一个能够通过单片机进行精确控制的直流电机转速控制系统。系统应具备以下功能：允许用户通过按键设定并显示期望转速，实现实时显示电机实际转速，控制电机的起停及正反转，并且采用PWM闭环控制与PID算法来确保转速控制的精度和稳定性。设计的转速调节范围为1500转/分至3000转/分，测速误差需小于10%。 硬件系统由STC12C5A16S2单片机作为核心，包括控制模块、按键模块、传感器模块（如霍尔传感器）、驱动模块和显示模块（如LCD和LED）。软件部分由Keil C51编程，包括主函数控制、定时中断、外部中断、键盘处理、PID控制、LCD初始化和LED指示等功能模块。系统通过霍尔传感器检测的脉冲计数，利用定时中断进行周期性刷新，结合PID算法计算出相应的PWM值，从而调整电机转速。 系统组成结构清晰，包括单片机最小系统，它由时钟电路和复位电路构成，确保单片机正常运行。时钟电路提供必要的时钟信号，复位电路则保证系统在启动时处于已知的初始状态。在硬件设计中，单片机的最小系统包括STC12C5A16S2芯片、复位电路、晶振（11.0592MHz）和电源部分。按键电路采用独立键盘，用MODE键切换模式，UP和DN键调整参数，分别连接到P20-P22引脚。LED指示灯电路则提供了运行状态的可视化反馈。 此外，系统还设计了外部中断0用于霍尔元件脉冲计数，定时器0用于信号刷新，以计算出电机实时转速并在LCD上显示。在转速控制过程中，PID算法的运用使得系统能够根据实际与设定转速的偏差进行自动调整，输出相应的PWM信号，以此精确地改变电机的转速。 这是一个集成了硬件电路与软件控制策略的复杂系统，通过单片机技术实现了直流电机的智能转速控制，具有较高的实用价值和工程应用前景。