直流电机PID闭环控制课程设计报告

微机课程设计报告

——直流电机PID闭环控制

学院：信息科学与工程学院

班级：自动化xxxx

姓名：xxx

学号：xxxx

指导老师：xxx老师

日期：2011-12-23

前言

此次课程设计原是基于以8086微机为控制芯片，但是考虑到在课程设计中会多次用到中断，而在实验箱以及Protues仿真环境下，8086的中断都不能使用。没有中断那么后续工作无法继续，比如电机速度的反馈脉冲捕捉，电机的定时闭环控制等都无法完成。因此为解决这个问题,在取得老师允许后选择了80C51

单片机来替代8086作为控制器进行控制。

以下即为本次课程设计的简介，其中还存在许多不足之处，还望老师不吝指正。

目录

前言.............................................. 第一章 80C51单片机介绍..........................

1.1关于80C51................................

1.2Keil的介绍............................... 第二章硬件电路设计..............................

2.1主控制器电路..............................

2.2电机驱动电路..............................

2.3液晶显示电路..............................

2.4键盘输入电路..............................

2.5其他辅助电路.............................. 第三章软件算法设计...............................

3.1PID控制原理..............................

3.2液晶显示的程序设计........................

3.3键盘扫描的程序设计........................

3.4电机PID控制程序设计...................... 第四章系统的调试与运行........................... 第五章心得总结................................... 附全部程序

第一章 8051单片机介绍

1.1 关于80C51

1.1.1简介

51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。

当前常用的51系列单片机主要产品有：

*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；

*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品

目前，国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。

1.1.2 主要功能

. 8位CPU〃4kbytes 程序存储器(ROM) (52为8K)

〃256bytes的数据存储器(RAM) （52有384bytes的RAM）

〃32条I/O口线〃111条指令，大部分为单字节指令〃21个专用寄存器

〃2个可编程定时/计数器〃5个中断源，2个优先级（52有6个）

〃一个全双工串行通信口

〃外部数据存储器寻址空间为64kB

〃外部程序存储器寻址空间为64kB

〃逻辑操作位寻址功能〃双列直插40PinDIP封装

〃单一+5V电源供电

CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；

RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；

ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；

I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；

T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；

五个中断源的中断控制系统；

一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O 口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；

片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率为12M。

1.2 Keil的介绍

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。

1. 系统概述

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。