MCS-51单片机实现直流电机脉宽调速实验

"该实验涉及基于MCS-51单片机的直流电机脉宽调制调速技术，通过编写汇编语言程序实现电机转速的控制与显示。实验涵盖了数码管显示、电机转速测量、脉宽调制(PWM)以及按键控制功能。" 在本实验中，MCS-51单片机被用来控制直流电机的转速，主要利用了汇编语言编程和脉宽调制技术。首先，程序要求在数码管上显示特定数值，这通常涉及到数码管的驱动电路和段码控制。数码管显示的数值可以是电机的当前转速或预设目标转速。 电机转速的测量依赖于外部中断，这里使用的是INT0中断，当电机转动产生的脉冲触发中断时，单片机会记录中断次数，以此来计算电机在一秒钟内的转数。这种方法基于光电传感器和偏心轮的配合，每次电机转过一定角度，光电传感器就会接收到一次遮挡信号，转化为中断请求。 脉宽调制(PWM)是调整电机转速的关键技术。PWM通过改变输出信号的高电平时间比例来控制电机的平均电压，从而改变电机转速。在MCS-51单片机中，定时器0被设置为方式2工作，用于生成PWM信号。通过不断调整P1.1口输出的高电平时间，可以动态改变电机的转速，使其保持在预设的稳定值附近。 实验还包括了按键控制功能，利用P3.6和P3.7模拟的按键S1和S2，用户可以设定电机的低转速和高转速目标值。定时器1以方式1工作，每秒钟检查一次按键状态，根据S1或S2的按下情况，动态调整P1.1的输出，使电机转速相应地切换到低转速或高转速目标。 此外，实验中还涉及到多个寄存器的使用，如R1用于定时计数，R2作为PWM操作的中间寄存器，R3存储目标转速值，R4、R5、R6分别用于数码管显示的个、十、百位数值，R7控制数码管的交替显示逻辑。TMOD寄存器的初始化设定定时器的工作模式，定时器0设为方式2，定时器1设为方式1。 这个实验旨在通过实践操作，让学生掌握MCS-51单片机的硬件接口操作、汇编语言编程以及电机控制的基本原理，特别是脉宽调制技术在直流电机调速中的应用。通过这样的实验，可以提升对单片机系统设计和控制策略的理解。