-.z.中國海洋大學課程設計報告設計制作一臺微型程控攪拌器專業年級：2014級通信工程指導教師：谷健設計人：志誠左修洋設計日期：2017年8月23日摘要本設計是制作一臺微型程控攪拌器，采用AT89S52單片機來控制電機的正轉、反轉、加速轉、減速轉，以及與紅黃綠三種顏色的LED燈的交替變亮、閃爍相互配合。采用PWM進展調速，全部通過單片機控制，到達智能操控的效果。關鍵字：AT89S52；PWM；單片機控制目錄1設計題目21.1任務21.2設計要求21.3說明21.4設計提示22系統方案選擇22.1單片機選擇22.2電機制動22.3電機正反轉23系統原理框圖23.1LED燈指示電路23.2電機運轉電路23.3AT89S52單片機24軟件流程25總結2附錄：21設計題目1.1任務設計和制作一個由程序控制的微型攪拌器，它按照一定的攪拌程序控制電機作正向和反向的轉動。定時器采用單片機設計制作，來控制微型攪拌器做如下運轉：翻開電源1s后：電機高速正傳5s，暫停1s,電機高速反轉5s，暫停1s電機低速正傳10s，暫停1s,電機低速反轉10s，暫停1s電機高速正傳5s，暫停1s,電機高速反轉5s，電機停轉，攪拌完畢。1.2設計要求攪拌器翻開電源開場1秒，所有燈亮。攪拌器電機高速正轉時綠指示燈亮，其它燈滅。攪拌器電機高速反轉時紅指示燈亮，其它燈滅。攪拌器電機低速正轉時綠指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。攪拌器電機低速反轉時紅指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。攪拌器電機暫停時黃色指示燈閃爍，閃爍頻率1Hz，其它燈滅。攪拌器電機停轉時所有燈滅。1.3說明攪拌器電機采用3V小型直流電機。三色指示燈采用紅黃綠三種顏色的發光二極管。電機和指示燈驅動電壓不要超過3V。攪拌頭可采用塑料圓珠筆芯插上折疊90度制作。1.4設計提示可以利用51單片機最小系統加驅動控制單元來實現。電機驅動控制單元和指示燈可選用繼電器控制或者H橋電路控制。上下電平變換控制可選用三極管控制。調速可采用PWM調速。2系統方案選擇2.1單片機選擇選擇AT89S52單片機，該芯片I/O口較多，能夠到達調速、控制LED燈的亮滅和正反轉的要求，價格相對廉價，在此非常適宜。2.2電機制動根據單片機的端口輸出電平來決定，當單片機輸出為低電平的時候，利用電磁繼電器的開關功能來控制電機的導通和截止2.3電機正反轉根據單片機的端口輸出電平來決定，根據輸出的上下電平來控制電機的正轉和反轉。3系統原理框圖紅黃綠LED的交替紅黃綠LED的交替電機調速AT89S52電機正轉、反轉電機正轉、反轉對于電路的搭建，我們采用兩組電路來實現功能，分別為LED燈指示電路和馬達運轉電路。3.1LED燈指示電路單片機左端為LED燈指示電路，每個LED燈都串接一個100Ω電阻，用來對5V電源進進展分壓，保證LED燈正常工作。每個LED燈接單片機的輸出信號。燈光指示原理為：當單片機輸出高電平時，LED燈兩端電壓缺乏，為熄滅狀態；當單片機輸出低電平時，LED燈正常工作，為常亮狀態。3.2電機運轉電路由于單片機輸出信號的電流較小，所以采用晶體管對其進展放大，然后使用一個繼電器構成H橋電路對電機實現正轉和反轉；用另一個繼電器對電機實現開和關。3.3AT89S52單片機AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應用系統中得到廣泛應用。4軟件流程系統的軟件設計采用C語言編程實現各項功能,采用keil編寫C語言代碼，然后運用proteus進展電路仿真，觀察仿真結果并進展調整。開場開場定義端口，初始化定義端口，初始化低速正轉函數高速正轉函數低速正轉函數高速正轉函數暫停函數復位函數低速反轉函數高速反轉函數暫停函數復位函數低速反轉函數高速反轉函數Protues電路圖：仿真軟件截圖：電路板實物圖5總結本系統以單片機AT89S52芯片為核心部件，利用其輸出的上下電平來操控LED的亮滅轉換以及電機的正轉、反轉、減速轉、暫停，最終完成微型程控攪拌器的任務。在軟件設計的過程中，力爭使用程序的模塊化，自上而下進展程序設計，使得程序盡量簡潔易懂，易修改。在電路板的焊接之前，我們先使用Proteus進展軟件仿真，在仿真的過程當中，我們發現了諸多問題，比方LED燈的亮滅時間與實際不符，電機無法實現反轉等等，但在最后我們都將此問題一一解決。在電路板焊接完成后，在調試的過程中，我們也發現并遇到了許多問題，比方接地端沒有共地，單片機電流輸出缺乏，無法驅動電路等等。通過這次的實驗課，我們真正做到了理論與實踐相結合，對單片機的知識又了解了許多，對單片機的硬件構造的研究和軟件的編程的興趣增加了很多，培養了團隊合作意識，提升了自己的素質，鍛煉了自己，結識了其他班的同學，熟悉了對一項課題研究、設計和實驗的過程。這將會在我們今后的學習和工作中起到很大的幫助。附錄：程序設計：思路：采用延時函數，以及51單片機的5個I/O口輸出的信號來提供上下電平信號，操控外部電路，來實現燈的亮滅以及電機的正反轉和延時。代碼局部：*include<reg52.h>sbitRED=P1^0; //定義輸出口sbitYELLOW=P1^1;sbitGREEN=P1^2;sbitRUN=P1^3;sbitPAUSE=P1^4;voiddelay(unsignedintnum) //延時1s{ unsignedinti; for(i=num*110*1000;i>0;i--) { }}voiddelayms(unsignedintnum) //延時1ms{ unsignedinti; for(i=num*110;i>0;i--) { }}voidhighRUNpostive() //高速正轉{unsignedinti; RUN=1; RED=1; YELLOW=1; GREEN=0; for(i=0;i<=5;i++) { delay(1); }}voidhighRUNnegative() //高速反轉{unsignedinti; RUN=0; RED=0; YELLOW=1; GREEN=1; for(i=0;i<=6;i++) { delay(1); }}voidlowRUNpostive() //低速正轉{unsignedintj=0; GREEN=0; RED=1; YELLOW=1; RUN=1; for(j=0;j<19;j++) { GREEN=!GREEN; RUN=1; delayms(800); PAUSE=1; delayms(200); PAUSE=!PAUSE; }}voidlowRUNnegative() //低速反轉{unsignedintj=0; unsignedintk=0; RED=0; GREEN=1; YELLOW=1; RUN=0; for(j=0;j<19;j++) { RED=!RED; RUN=0; delayms(800); PAUSE=1; delayms(200); PAUSE=!PAUSE; }}voidreset() //重置函數{RED=1; YELLOW=1; GREEN=1; RUN=0; PAUSE=0;}voidpause() //電機暫停{unsignedintj=0; YELLOW=0; GREEN=1; RED=1; RUN=0; PAUSE=1; delayms(500); YELLOW=1;}voidmain(){ unsignedinti=0; RED=0; YELLOW=0; GREEN=0; RUN=0; for(i=0;i<1;i++) { delayms(1); PAUSE=1; delayms(999); PAUSE=!PAUSE; } highRUNpostive(); pause()