AT89C51单片机控制的直流电机PWM调速系统

"嵌入式1课程设计，使用MCS-51系列单片机通过PWM控制直流电机转速，涉及AT89C51、L298电机驱动及速度检测" 在此次课程设计中，学生主要研究了如何利用MCS-51系列的AT89C51单片机来实现对直流电机转速的精确控制。关键在于使用PWM（脉冲宽度调制）技术，通过改变脉冲宽度来调节电机的速度。PWM是一种数字模拟转换方式，通过调节周期内高电平时间的占比（占空比）来改变输出信号的平均电压，从而控制电机转速。 设计目标主要包括以下几个方面： 1. 利用定时器生成可调节的PWM波形，通过独立键盘输入改变PWM的占空比，以控制电机的转速增减。 2. 实现电机的启动、停止、正反转以及加减速功能。 3. 实时测量电机实际转速并使用LED显示。 4. 应用PI控制器对电机进行调速，确保电机转速接近设定值。 设计内容涵盖硬件和软件两大部分。硬件设计涉及直流电机驱动方式、控制方式、单片机电路、按键电路、电机驱动电路和显示电路。其中，L298电机驱动模块被用来接收来自单片机的PWM信号，以驱动直流电机。L298是一个双H桥电机驱动器，能提供足够的电流来驱动电机，并且可以根据PWM信号的占空比控制电机的转速。 软件设计则关注如何在单片机上生成和调节PWM信号。通过设置定时器，单片机可以产生周期性的脉冲，通过改变高电平的时间来调整占空比。此外，外部中断扩展电路用于响应独立式键盘输入，实现电机的控制操作，如加减速、正反转和急停。 在系统模块中，单片机扮演核心角色，负责数据处理和电机状态的监控。输入部分采用独立式键盘，通过中断机制与单片机交互，实现对电机的控制命令。控制部分则由单片机的外部中断扩展电路构成，当接收到键盘输入时，中断服务程序会相应地更新PWM占空比，以改变电机转速或方向。 整个系统设计充分体现了嵌入式控制系统的灵活性和实用性，通过单片机和适当的外围电路，实现了对直流电机的智能化控制。这一设计不仅锻炼了学生的硬件设计能力，也提升了他们对微控制器和控制理论的理解。