单片机的直流电压检测系统设计
基于单片机的直流电机调速系统设计
直流电机转速 :
根据基尔霍夫第二定律，得到电枢电压电动势平衡方程式 U=Ea+Ia（Ra+Rc）……………式1
式1中，Ra为电枢回路电阻，电枢回路串联保绕阻与电刷 接触电阻的总和；Rc是外接在电枢回路中的调节电阻
由此可得到直流电机的转速公式为:
n=(Ua-IR)/CeΦ ………………………式2
式2中, Ce为电动势常数, Φ是磁通量。 由1式和2式得
n=Ea/CeΦ ……………………………式3
由式3中可以看出, 对于一个已经制造好的电机, 当励磁电压和 负载转矩恒定时, 它的转速由回在电枢两端的电压Ea决定, 电 枢电压越高, 电机转速就越快, 电枢电压降低到0V时, 电机就 停止转动；改变电枢电压的极性, 电机就反转。
PWM脉宽调速
PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的 直流电源开关频率, 改变负载两端的电压, 从 而达到控制要求的一种电压调整方法。在PWM 驱动控制的调整系统中, 按一个固定的频率 来接通和断开电源, 并且根据需要改变一个 周期内“接通”和“断开”时间的长短。通 过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来 达到改变平均电压大小的目的, 从而来控制 电动机的转速。也正因为如此, PWM又被称为 “开关驱动装置”。
, 软件简单。但每个按键需要占用一个输入口线, 在 按键数量较多时, 需要较多的输入口线且电路结构复杂, 故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。
数码管显示部分 本设计使用的是一种比较常用的是四位数码 管, 内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线, 为使用提供了方便, 因为里面有4个数码管, 所以它有4个公共端, 加上a~dp, 共有12个引 脚, 下面便是一个共阴的四位数码管的内部 结构图（共阳的与之相反）
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PWM调速控制系统的设计
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计第一章:前言1.1前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的转速在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。
示数码管显PWM单片机按键控制电机驱动基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计键盘向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P1.0与P1.1其中一口输出与转速相应的PWM脉冲，另一口输出低电平，经过信号放大、光耦传递，驱动H型桥式电动机控制电路，实现电动机转向与转速的控制。
单片机嵌入式系统中的DCDC电源设计技术研究
单片机嵌入式系统中的DCDC电源设计技术研究随着时代的发展，单片机的应用范围越来越广泛，已经渗透到我们生活的方方面面。
嵌入式系统作为单片机的其中一种应用形式，其电源设计则具有非常重要的意义。
在嵌入式系统中，无法在电路板上安装大功率的电源，而采用小型化的DCDC电源总是一个好的解决方案。
因此，本文将讨论单片机嵌入式系统中的DCDC电源设计技术研究。
一、DCDC电源是什么DCDC电源（Direct Current to Direct Current）指直流电源，尤其是用于将一个电压输送到另一个电压的电源。
在DCDC电源中，直流电源的输入电压与输出电压不相同，因此需要采用升压或降压的调节电路来保证电压的稳定性。
在单片机嵌入式系统中，使用DCDC电源降压将高电压降至合适的低电压，以供单片机及其他模块工作正常。
同时，DCDC电源还能提高电路的效率，并且能够适应不同输入电压范围。
二、嵌入式系统中的注意事项在嵌入式系统中，特别是对于功耗比较大的应用，正确的DCDC电源设计至关重要。
以下是在嵌入式系统中需要考虑的一些因素：1.输入电压范围：在嵌入式系统中，并不总是能够保证input电压的稳定性。
因此，DCDC电源需要具有一定的输入电压范围，以确保电路组件正常工作。
2.输出电压范围：输出电压也需要具有可调性，只有这样才能满足单片机等模块的具体要求。
3.高功率元件的散热：在高功率DCDC电源上，实现高效的散热对于电路的有效工作是不可忽视的。
4.电流变化范围：单片机及其他模块的工作电流经常会变化，因此，DCDC电源必须具有适度的电流调节能力。
5.EMI干扰：DCDC电源会在工作期间发出EMI干扰，在电路设计时需采取措施来消除EMI干扰。
三、DCDC电源设计技术DCDC电源技术是一种成体系的电源设计技术，其设计过程经常需要与信号采集、滤波、测量等设计技术紧密结合才能发挥其最佳性能。
常用的DCDC电源设计方法有：1.基于49820升压芯片的DCDC电源设计49820 DCDC升压芯片是一种非常常见的高转换效率DCDC电源芯片。
单片机设计方案
简易数字电压表基于设计PROTEUS设计与仿真班级：机09-3学号：31学生姓名：华岩1设计总体方案1.1设计要求⑴以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。
⑵采用1路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。
⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，至少能够显示两位小数。
⑷尽量使用较少的元器件。
1.2 设计思路⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。
⑵A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。
⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。
⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。
1.3设计方案硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED 显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。
硬件电路设计框图如图1所示。
图1 数字电压表系统硬件设计框图2硬件电路设计2.1 A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。
双积分式A/D 转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。
与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。
一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用[1]。
2.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。
它利用内部的寄存器从高位到低位一次开始逐位试探比较。
基于单片机的100 kV高压直流电源设计
Telecom Power Technology设计应用100 kV高压直流电源设计马金柱（东文高压电源（天津）股份有限公司，天津现阶段高压直流电源已经在很多领域得到了广泛应用，不断向着小型化和智能化方向发展。
因此，简单介绍高压直流电源，并对低压电路、控制回路、逆变器、高频变压器以及倍压整流电路进行设计，以供参考。
控制Design of 100 kV HVDC Power Supply Based on SCMMA Jin-zhuDongwen High Voltage Power Supply（Tianjin） Co.，supply has been appliedminiaturization and intelligence. This paper briefly introduces the high-voltage DC power supplyinverter，high-frequency transformer and voltage doubling rectifier circuit which have achieved good results in the test process and can be referred to by relevant personnel.high-voltage DC power supply；PWM control 2020年4月25日第37卷第8期· ６１ ·Telecom Power TechnologyＡｐｒ． ２５，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ８ 马金柱：基于单片机的100 kV高压直流电源设计供电电压和负载电阻值的改变调整限流电阻值，保证限流电阻达到合理的区间，并在区间内选择最合理的电阻值。
把通过整流、滤波等处理后的低压直流电提供给直流斩波电路，该电路的输出端为非恒定电流。
此外，应该与低通滤波结合，得到稳定的直流输出，保证后续的电路正常工作。
数控直流电压源的设计 毕业设计 好
数控直流电压源的设计摘要直流稳压电源的应用非常的广泛，质量优良的直流稳压电源才能满足电子现在的要求。
所以，直流稳压电源的设计颇为重要，特别是数控直流电压源。
本文主要介绍数控直流电压源的设计，将单片机数字控制技术，有机的融入直流稳压电源的设计中，就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。
本文论述了一种基于基于A VR16单片机为核心控制的数控直流电压源的设计原理和实现方法，该电源具有电压可预置、可调整、输出的电压信号和预设电压信号可同时显示。
本系统主要包含LCD1602显示模块、4*4矩阵键盘模块、功率放大电路（推挽输出），和辅助电源+15V , -15V , +5V。
本文所设计的数控直流电压源与传统稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示。
数控直流电压源在研究单位、实验室、工业生产线等实际应用中有诸多优势，值得进一步学习和研究。
关键词：单片机数控LCD1602IAbstractThe application of dc voltage stabilizer very extensive, quality excellent dc voltage stabilizer can meet the requirements of electronic now, so, dc voltage stabilizer design are important, especially the numerical control dc voltage source this paper mainly introduces the numerical control dc voltage source design, be single chip microcomputer control technology digital, organic integration into the dc voltage stabilizer design, can design a high ratio of performance multi-function digital general dc voltage stabilizer This paper discusses the AVR16 based on single chip microcomputer as the core control based on the numerical control dc voltage source design principle and method, the power supply voltage preset with adjustable output voltage signal and the voltage signal can also shows that this system mainly include LCD1602 display module 4 * 4 matrix keyboard module power amplifier circuit (the push-pull output), and auxiliary power + 15V,-15 V, + 5 VThe design of the CNC dc voltage source and the traditional manostat, it is characterized by easy operation voltage stability high characteristic, the output voltage size using digital display numerical control dc voltage source research unit in laboratory of industrial production line, in practice, there are many advantages, deserves further study and researchKeywords: a single-chip microcomputer, numerical control, LCD1602目录摘要 .................................................................................................................I Abstrac t.........................................................................................................II 目录 .............................................................................................................. III 1 前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3课题研究方法 (2)2 数控直流电压源的方案介绍 (4)2.1数控直流电压源的方案论证 (4)2.2方案比较 (6)3 数控直流电压源的工作原理 (7)3.1整体电路框图 (7)3.2工作原理 (7)3.2.1内部A/D转换电路工作原理 (7)3.2.2电源电路 (9)3.3推挽输出电路工作电路图 (10)4 单元电路工作原理 (12)4.1时钟电路 (12)4.1.1时钟振荡电路图 (12)4.1.2时钟信号的产生 (12)4.2 复位电路 (13)4.3键盘接口电路 (14)4.3.1键盘电路 (14)4.3.2键盘电路工作原理 (14)4.4显示接口电路 (15)4.4.1 LCD1602引脚 (15)4.4.2显示电路原理图 (16)4.5 A/D转换前端电路 (16)4.6主要芯片介绍 (17)4.6.1单片机A Tmega16 (17)4.6.2 LM358 (23)4.6.3 LF356 (24)5 数控直流电压源的软件系统 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录1：元器件清单 (29)附录2：源程序清单 (33)1 前言1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。
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1
2020年4月19日
单片机的直流电压
检测系统设计
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
I
2020年4月19日
目录
摘 要 .....................................................................................
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1 设计目的 ...........................................................................
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2 设计要求 ...........................................................................
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3 设计内容 ...........................................................................
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3.1 系统需求分析 ..........................................................
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3.1.1 硬件选择 ........................................................
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3.1.2 软件选择 ........................................................
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3.2 硬件电路的设计 ......................................................
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3.2.1 输入电路模块设计 .........................................
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3.2.2 LM7805稳压电源电路介绍 ...........................
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3.2.3 显示模块电路设计 .........................................
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3.2.4 A/D转换设计 .................................................
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3.2.5 单片机模块的简介 .........................................
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3.3系统软件的设计 ......................................................
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3.3.1主程序的设计 ................................................
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3.3.2 各子程序的设计 .............................................
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总结与致谢 ..........................................................................
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参考文献 ..............................................................................
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附录一 系统整体电路图 .....................................................
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附录二 A/D转换电路的程序 ..............................................
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附录三 1602LCD显示模块的程序 ......................................
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II
2020年4月19日
摘 要
本设计在查阅了大量前人设计的数字电压表的基础上，利用单片
机技术结合A/D转换芯片ADC0832构建了一个直流数字电压表。本文
首先简要介绍了单片机系统的优势，然后详细介绍了直流数字电压表
的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计。
本文介绍了基于89S51单片机的电压测量系统设计，介绍
1602LCD液晶的功能和ADC0832的转换原理。该电路设计简单，方
便。该设计能够测量0~5V的电压值，并在1602LCD液晶上显示出
来。
本系统主要包括三大模块：主程序模块、显示模块、A/D转换模
块，绘制点哭原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该
系统的硬件电路，在软件编程上，采用了c语言进行编程，开发了显
示模块程序，A/D转换程序。
关键词：电压测量；A/D转换；89S51单片机
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2020年4月19日
1 设计目的
电压是属于电子测量中的一个重要组成部分。了解，测出各
种电压的值，有助于让我们更加安全、方便的使用电压。因为研
究电压的测量值具有重要价值。
传统的指针式电压表功能单一、精度低，已经满足不了现在
时代的需求，而采用单片机的数字电压表，精度高、抗干扰能力
强，可扩张性强、集成方便，还可与PC实行实时通信，当前，
由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电
子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领
域。
基于单片机的电压检测系统设计，控制系统采用89S51单片
机，A/D转换器采用ADC0832为主要硬件，实现数字电压表的硬
件电路与软件设计。数字电压表能够测量0~5V的输入电压值，
并在1602LCD液晶模块上显示。
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2020年4月19日
2 设计要求
1．根据已知参数对输入信号特征进行分析、需求分析，选择
确定单片机型号、各种外围芯片型号，完成系统硬件设计。
2．基本教学要求：每人一台计算机，计算机安装Keil、
Protel等软件。
3. （利用单片机设计并制作简易的直流数字电压表，能够测
出0～5V的直流电压，电路组成框图如图所示。
（1）测量精度0.02V。
（2）利用数码管或者液晶显示器显示电压值。
（3）测量范围0～5V。