基于数据分析的单片机的直流电动机正反转控制
L298N控制直流电机正反转
L298N控制直流电机正反转一、概述在现代工业自动化和机械设备中，直流电机因其控制简单、响应迅速等特点而被广泛应用。
直流电机的控制并非一件简单的事情，特别是要实现其正反转功能，就需要一种可靠的电机驱动器。
L298N是一款常用的电机驱动器模块，它基于H桥驱动电路，可以有效地控制直流电机的正反转，并且具备过载保护和使能控制功能，使得电机控制更为安全、可靠。
L298N模块内部集成了两个H桥驱动电路，可以同时驱动两个直流电机，且每个电机的驱动电流可达2A，使得它适用于驱动大多数中小型的直流电机。
L298N模块的控制逻辑简单明了，只需通过控制其输入逻辑电平，即可实现电机的正反转、停止等功能。
掌握L298N 模块的使用方法，对于熟悉和掌握直流电机的控制具有重要的意义。
在接下来的内容中，我们将详细介绍L298N模块的工作原理、控制逻辑、驱动电路连接方法以及在实际应用中的使用技巧，以帮助读者更好地理解和应用L298N模块，实现直流电机的正反转控制。
1. 简述直流电机在工业和生活中的重要性直流电机，作为一种重要的电能转换和传动设备，在工业和生活中发挥着至关重要的作用。
它们广泛应用于各种机械设备中，成为驱动各种工业设备和家用电器运行的核心动力源。
在工业领域，直流电机的重要性无可替代。
它们被广泛应用于各种生产线上的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、传送带等。
这些设备需要稳定、可靠的动力源来驱动，而直流电机正好满足这些需求。
它们具有高效、稳定、易于控制等优点，能够实现精确的速度和位置控制，从而提高生产效率和产品质量。
直流电机还在交通运输领域发挥着重要作用。
例如，电动汽车、电动火车、无人机等新型交通工具都采用了直流电机作为动力源。
这些交通工具需要高效、环保的动力系统来驱动，而直流电机正是满足这些需求的理想选择。
在生活中，直流电机也无处不在。
它们被广泛应用于各种家用电器中，如电扇、吸尘器、洗衣机、冰箱、空调等。
这些家电需要稳定、可靠的动力源来运行，而直流电机正是这些家电的核心动力源。
51单片机直流电机正反转程序
51单片机直流电机正反转程序在工业自动化、机器人、电子设备等领域，直流电机是一种常见的电动机。
直流电机具有结构简单、转速范围广、转矩大、控制方便等优点，因此被广泛应用。
在直流电机的控制中，正反转是一种常见的操作。
本文将介绍如何使用51单片机控制直流电机的正反转。
1. 直流电机的原理直流电机是一种将电能转化为机械能的电动机。
它的基本结构由定子、转子、电刷和电枢组成。
当电枢通电时，电枢内部会产生磁场，与定子磁场相互作用，从而产生转矩，使转子转动。
电刷则用来改变电极的极性，使电极的磁场方向与定子磁场方向相互作用，从而使电机正反转。
2. 51单片机控制直流电机的原理51单片机是一种常用的微控制器，具有体积小、功耗低、易于编程等优点。
在控制直流电机时，我们可以使用51单片机来控制电机的正反转。
具体实现方法是通过控制电机的电极极性来改变电机的转向。
3. 51单片机直流电机正反转程序下面是一段使用51单片机控制直流电机正反转的程序：#include <reg52.h>sbit IN1 = P1^0; //定义IN1引脚sbit IN2 = P1^1; //定义IN2引脚void delay(unsigned int t) //延时函数 {unsigned int i, j;for(i=0; i<t; i++)for(j=0; j<125; j++);}void main(){while(1){IN1 = 1; //IN1引脚输出高电平 IN2 = 0; //IN2引脚输出低电平 delay(1000); //延时1秒IN1 = 0; //IN1引脚输出低电平 IN2 = 1; //IN2引脚输出高电平 delay(1000); //延时1秒}```上述程序中，我们使用了P1口的0、1引脚来控制电机的正反转。
当IN1引脚输出高电平、IN2引脚输出低电平时，电机正转；当IN1引脚输出低电平、IN2引脚输出高电平时，电机反转。
51单片机直流电机反转
51单片机直流电机反转在现代工业生产中，直流电机作为一种重要的动力装置，广泛应用于各种机械设备中。
其中，电机的正反转控制是直流电机应用中的一个重要环节。
本文将以为主题，探讨其原理与实现方法。
直流电机是将电能转换为机械能的装置，其结构简单、运行可靠，在工业生产中应用广泛。
在很多情况下，需要对电机进行正反转控制，以满足不同的工作需求。
而使用51单片机进行直流电机反转控制，是一种简单有效的方法。
首先，我们需要了解直流电机的结构与工作原理。
直流电机主要由定子、转子和碳刷组成。
当定子上通入直流电流时，形成一个磁场，引起转子旋转。
电机的正反转实际上就是改变定子磁场方向的问题。
通过改变定子和转子之间的相对位置，可以实现电机的正反转。
在51单片机直流电机反转控制中，一般采用H桥驱动电路。
H桥电路由四个晶体管组成，可以实现电机的正反转控制。
通过控制H桥中各个晶体管的导通与断开，可以改变电机的正反转方向。
在实际应用中，需要根据具体需求设计合适的控制算法。
控制算法的设计涉及到脉宽调制、速度控制、位置控制等方面。
通过合理设计算法，可以实现对直流电机的精确控制。
另外，在51单片机直流电机反转控制中，还需要考虑到电机的保护问题。
在工作过程中，电机可能会出现过载、过热等情况，需要设置相应的保护装置，以保证电机的安全运行。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，51单片机直流电机反转控制是一种简单有效的方法，通过合理设计控制算法和保护装置，可以实现对直流电机的精确控制。
在工业生产中，这种控制方法具有重要的应用价值，可以提高生产效率，降低能耗成本，值得进一步研究与推广。
基于51单片机红外遥控电机课程设计说明书
课程实训报告课程名称：单片机与接口技术实训题目：红外控制直流电机正反转任务书一、实训任务设计一款基于AT89C51单片机用红外遥控控制电机的正反转加减速。
二、设计要求1. 基本要求1).用无线模块控制电机的正反转加减速，实现自动化控制。
2).通过对AT89C51单片机的编程，实现直流电机的正反转，加减速。
3).写出详细的设计报告。
4).给出全部电路和源程序。
2. 发挥部分1).可通过PC机，对系统编程，实现直流电机转速的快慢。
摘要随着科技的不断进步，人们进入了无线电时代，它为我们的生活带来了极大的方便。
像现在的移动电话，无线网络，无线鼠标，无线键盘等都已经融入了我们的生活当中。
从我们身边的电子产品就可以看出我们已经进入了无线电时代。
本设计就是一款基于AT89C51的用无线模块控制的电机的正反转以及它的加减速。
这非常适应于在工厂使用，特别是在工业控制中。
可以想象，机器在工厂运转时，我们只需要用无线遥控来控制电机的转速以及它的转向，这样我们就可以在远处来控制了，用不着再跑到电机的旁边来控制开关，为工厂生产带来了极大的方便。
软件上采用C51编程，主要编写了主程序，直流电机驱动程序，中断程序延时程序等。
经过调试，实现了对电机的控制。
关键词：AT89C51 L298 PWM 直流电机无线模块目录第一章绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2 设计目的 (5)1.3 设计任务和内容 (5)第二章总体设计及核心器件简介 (7)2.1总体设计 (7)2.2 AT89C51 (7)2.3 L298 (9)引脚介绍： (10)2.4 伺服电机介绍 (11)2.5 PT2262/PT2272 (12)第三章单元电路模块设计 (17)3.1 复位电路 (17)3.2时钟电路 (18)3.3电机驱动电路图 (18)3.4PWM调速系统设计 (19)第四章软件编程设计 (21)4.1 设计思想 (21)4.2 流程图 (21)4.3源程序 (22)第五章设计心得和存在问题 (26)第一章绪论1.1 概述近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
基于单片机的直流电机控制系统
摘要本设计首先介绍了AT89S52单片机，L298驱动电路及直流电机的基本原理与功能；其次,设计直流电机实现转向、速度的控制方案；再次，在这些器件功能与特点的基础上，拟出设计思路，构建系统的总体框架，并利用LED数码管对测试结果进行显示；最后利用Proteus软件绘出电路图，同时写出设计系统的运行流程和相关程序。
整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值；启动系统后，从单片机的I/O口输出控制脉冲，经过L298驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制直流电机的脉冲信号。
本系统采用了低成本的AT89S52单片机芯片作为控制芯片，以按键做为输入达到对直流电机的启停、速度和方向的精确控制。
直流电机的驱动采用的是达林顿集成管L298，并且采用LED的进行显示。
在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。
总之，本次设计出了操作简单、显示直观的直流电机控制系统。
关键字： AT89S52单片机；L298驱动芯片；直流电机。
AbstractThe design first introduced the AT89S52 single-chip microcomputer, L298 drive circuit and dc motor of the basic principle and function; Second, the design of dc motor to realize, the speed control scheme; and Again, in these devices based on the characteristics of the function and, draw up the design idea, construction of the whole system framework, and use of LED digital tube the results shows; Finally, using the Proteus software draw circuit diagram, at the same time, write design the operation of the system process and procedures. The whole system by writing to the single chip microcomputer program allocation good control of the word and the corresponding storage unit of the memory address assignment; Reboot your system, from single chip I/O mouth output control pulse, after L298 driving circuit pulse processing, the output can directly control dc motor of the pulse signal. This system USES a low cost AT89S52 single-chip microcomputer chip as control chip, with button as input to the keyboard to dc motor of the rev. Stop, speed and direction of the accurate control. Dc motor driver uses is the integration of L298 tube, and using the LED displayed. In the design, adopted PWM technology of motor control, through to the occupies emptiescompared to achieve the purpose of accurate calculation speed. All in all, this design out the operation is simple, direct display of dc motor control system.Key word:AT89S52 single-chip microcomputer; L298 driving chip; DC motor.目录1 绪论 (1)1.1 直流电机调速系统的发展 (1)1.2 开发背景 (2)1.3 选题的目的及意义 (3)1.4 研究方法 (4)2 系统方案设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 总体设计任务 (5)2.3 系统总体设计方案论证 (6)2.4 系统总体设计方框图 (7)2.5 直流电机调速概述 (8)2.5.1 直流电机简介 (8)2.5.2 直流电机调速原理 (9)2.5.3 直流调速系统实现方式论证 (9)3 电机调速驱动设计 (11)3.1 PWM控制方式 (11)3.2 PWM控制的基本原理 (11)3.3 PWM 发生电路的设计 (13)3.4 功率放大驱动电路 (16)3.4.1 芯片L 298 性能及特点....................... ..163.4.2 L298芯片引脚的电气特性及功能 (17)3.4.3 L298驱动电机的逻辑功能 (19)4 硬件电路设计 (21)4.1 AT89S52的最小系统电路 (21)4.1.1 单片机芯片AT89S52介绍 (21)4.1.2单片机管脚说明 (22)4.1.3 时钟电路 (25)4.1.4 复位电路 (26)4.2 数码管显示 (27)4.3 排阻的简介 (27)4.4 显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (28)4.5 键盘与AT89S52单片机接口电路设计 (30)4.6 驱动电路与AT89S52单片机接口电路设计 (30)5 系统软件设计 (32)5.1 主程序设计 (33)5.2 子程序设计 (34)5.2.1 键盘子程序设计 (34)5.2.2显示子程序设计 (35)5.2.3 P W M控制程序设计 (36)5.3 系统仿真 (36)5.4 Proteus的简单使用 (37)6 设计总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录1 程序清单 (42)附录2 系统总图 (50)绪论1.1 直流电机调速系统的发展直流电气传动系统中需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下几种: 第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计
一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。
二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。
但是对于直流电动机的转速，总满足下式：式中U——电压；Ra——励磁绕组本身的内阻；——每极磁通（wb ）;Ce——电势常数；Ct——转矩常数。
由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。
磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。
传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。
随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。
如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。
调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。
脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电．压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。
如果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。
平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。
基于单片机的直流电机转速控制系统设计概要
一、设计目标和性能指标设计任务完成一个基于单片机的直流电机转速控制系统设计，要求设计的转速控制系统完成以下功能：1）按键设定并显示转速，实时显示实际转速；2）按键控制电机起停、正反转；3）PWM转速闭环控制；4）PID算法控制。
性能指标1.转速调节范围：1500转/分--3000转/分2.测速误差<10%二、设计方案本设计以STC12C5A16S2单片机为核心，完成转速控制的设计。
硬件系统包括单片机控制模块、按键模块、传感器模块、驱动模块、显示模块；软件部分由主函数控制模块、定时中断和外部中断模块、键盘部分、PID控制转速模块、LCD初始化模块、LED 指示模块等组成，软件编写由Keil C51完成。
设计原理是根据LCD显示原理、按键描显示原理、单片机的定时中断原理、外部中断将霍尔传感器所检测的脉冲进行计数原理。
设计了一个可以控制电机的启动和停止，显示当前转速显示，设定转速，通过PID算法计算控制得道相应的PWM，然后改变PWM的值实现对电机的控制。
三个独立按键中Mode键进行模式切换，UP、DN键可以对速度、PID参数进行修改。
此外，为方便显示还加了数码管和LED灯做指示。
在“实时速度显示”模块中，利用外部中断0对霍尔元件脉冲记数，输出送到单片机，在定时器0下对信号进行周期刷新，调用计算公式算出转速，在LCD上显示实时速度；在转速控制中通过PID算法计算控制得道相应的PWM，然后改变PWM的值实现对电机的控制。
其系统组成结构图如1.1所示：三、系统硬件设计单片机的最小系统单片机是一个复杂的同步时序电路。
主要包含两部分：时钟电路和复位电路。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。
复位电路是使CPU和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态。
单片机最小系统为转速控制的控制中心，包括一块STC12C5A16S2芯片、复位部分、晶振时间频率控制部分和电源部分。
复位部分采用外部复位电路，接在单片机的REST 引脚，晶振采用频率为11.0592MHZ和15pF电容，接18、19引脚。
基于51单片机的直流电机PWM调速系统
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.13.108基于51单片机的直流电机PWM调速系统吴一平（浙江农林大学工程学院 浙江杭州 311300）摘 要：本文介绍了以单片机STC89C51和L298控制的直流电机PWM (脉宽调制)调速系统，主要介绍了用单片机软件实现PWM调整电机转速的基本原理及选择。
硬件电路实现了对电机的正转、反转、快速停止、加速，停止的控制。
软件电路给出了主程序、子程序流程图以及Proteus的仿真结果。
关键词：单片机STC89C51 脉宽调制 直流电机中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(a)-0108-02直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机,相比其他类型电动机具有更好的调速性能，因此，直流电动机在工农业中被广泛应用。
本文对基于单片机STC89C51的直流电机PWM调速系统进行介绍，以期实现直流电机最优化方案。
1 直流电机PWM调速选择及原理直流电动机的调速方法有改变改变磁通量、改变电枢回路串联电阻以及改变电枢电压三种。
在电枢回路串联电阻，调速范围不大并且铜耗大，不经济。
弱磁调速中当磁通量Φ在低速时受磁极饱和限制，在高速时受换向器结构强度和换向火花的限制，而且由于励磁圈电感较大，动态响应较差，因此采用改变电枢电压的调速方法。
PWM（Pulse Width Modulation），全称为脉冲宽度调制，可以改变电枢电压值。
PWM的优点是精度高，易于控制，运行稳定。
PWM调速方法有三种，分别为定频调宽法、调宽调频法和定频调宽法。
前两种方法在调速时会改变控制脉冲的频率，而控制脉冲的频率与系统固有频率接近时会引起震荡，因此本文选用定频调宽法。
调速原理计算如下：占空比，D=t1t1+t2=t1T式中，T为电压变化周期；t1为一个周期内高电平持续时间；t2为一个周期内低电平持续时间；电机电压平均值U=DU0，式中，U0为总电压。
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基于数据分析的单片机的直流电动机正反转控制
摘要利用80C51单片机，智能控制输出一串脉冲，经放大驱动小直流电动机，改变脉冲的电平及持续时间，达到电动机正转、反转、加速、减速、停转等目的。
关键词80C51；正转；反转
1 小电流电动机转动原理
小电流电动机转动原理是[1]：转动方向是由电压来控制的，电压为正则正转，电压为负则反转。
转速大小由输出脉冲的占空比来决定的，正向占空比越大则转速越快，内向占空比越小转速越快，如图1 所示。
2 硬件电路设计
利用80C51单片机的P1口，输出一串脉冲，通过74LS244输入开关量数据，经放大驱动小直流电动机，通过改变脉冲的电平及持续时间，达到电动机正转、反转、加速、减速、停转等目的。
应用电子CAD软件绘制电路原理图，如图2所示。
3 软件设计
用汇编语言进行程序设计，单片机程序必须要考虑存储器结构，尤其是其片内数据存储器与特殊功能寄存器的使用以及按实际地址处理端口数据[2]。
而用C51语言编写单片机应用程序，则不用具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。
3.1 程序流程圖
根据设计的硬件电路，以及设计的要求，对小直流电动机的转速进行控制，根据电动机的转动工作原理，程序流程图如图3所示。
3.2 程序设计
根据设计的程序流程图，利用单片机C51语言进行程序设计。
C51源程序如下：
#include
sfr p1=0x90；
sbit p10=p1 ；
sbit p11=p1 ；
void delay（unsigned char count）；
void main（void）
{unsigned int i；// 正快转
for（i=0；i<100；i++）
{p10=1；
delay（50）；}
p10=0；
delay（10）；//正慢转
for （i=0；i<100；i++）
{p10=1；
delay（10）；}
p10=0；
delay（50）；
......}
void delay（unsigned char count）
{unsigned char j，m；
for （j=0；j<count；j++）
{ m=0；} }
4 结束语
通过单片机C51语言的实践设计，较好地实现电动机的正反转控制。
该控制过程应用于单片机C51语言的教学过程，将大大提升学生的分析常用、典型
电路的能力，熟练应用电子CAD软件绘制各类电路原理图的能力和提高C51程序设计能力。
参考文献
[1] 皮大能主编.单片机原理及应用[M].西安：西北工业大学出版社，2015：45.
[2] 郭慧，吴迅.单片机的C语言程序设计完全手册[M].北京：电子工业出版社，2008：112.。