基于51單片機(jī)的電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中繼電器采用的是HUIGANG HRS2H-S-DC-12V型，SN74LS07N作為繼電器的驅(qū)動(dòng)電路，低電平輸入有效，繼電器還需要并聯(lián)二極管電路，主要是為了保護(hù)SN74LS07N。當(dāng)流經(jīng)繼電器線圈的電流迅速減小時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)使晶體管被擊穿，并聯(lián)上二極管后，即可將線圈的自感電動(dòng)勢(shì)鉗位于二極管的正向?qū)妷?。P3．0低電平時(shí)，繼電器1常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正向電路導(dǎo)通，開始正向轉(zhuǎn)動(dòng)。P3．1同理，P3．0和P3．1不可同時(shí)為低電平。

3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 程序說(shuō)明
在KeilμVision 3 IDE中進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)開發(fā)，用C語(yǔ)言編寫。KeilμVision 3集成開發(fā)環(huán)境是Keil Soltware開發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái)，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程，尤其是C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平。它支持所有的Keil 80C51的工具軟件，包括C51編譯器、宏匯編器、鏈接器器／定位器和目標(biāo)文件至Hex格式轉(zhuǎn)換器。鑒于此，選擇其為程序開發(fā)環(huán)境。
系統(tǒng)程序由主程序、中斷處理子程序、按鍵處理程序以及顯示子程序等組成。對(duì)時(shí)間計(jì)時(shí)采用定時(shí)器定時(shí)中斷產(chǎn)生，沒(méi)有選擇用軟件延時(shí)的方式，這樣不占用CPU的時(shí)間。定時(shí)器T0產(chǎn)生50 ms定時(shí)中斷，在中斷服務(wù)程序中有一個(gè)計(jì)數(shù)器，每產(chǎn)生20次中斷，有一個(gè)1秒計(jì)數(shù)。按鍵掃描采用單個(gè)按鍵的掃描，有相應(yīng)的按鍵處理子程序，程序中包括按鍵去抖動(dòng)，按鍵的鍵后處理，去抖動(dòng)采用延時(shí)去抖法。顯示子程序在主程序中被調(diào)用對(duì)時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
3．2 主程序流程圖
主程序流程圖如圖2所示，主要完成系統(tǒng)的初始化、按鍵掃描、顯示程序及其他子程序調(diào)用等功能。

初始化時(shí)關(guān)閉定時(shí)中斷，P0．O～P0．2口輸出高電平，狀態(tài)指示燈熄滅，P3．0～P3．1口輸出高電平電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)LCD初始化顯示，顯示4行信息，2行顯示時(shí)間，格式為時(shí)：分：秒，另外2行為時(shí)間的說(shuō)明文字。將所有的初始化功能寫成一個(gè)子程序，主程序只需調(diào)用它即可完成系統(tǒng)初始化。初始化完成之后，掃描按鍵，如有按鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。時(shí)間設(shè)定鍵按下時(shí)，被選中的時(shí)間單位將會(huì)不斷的閃爍，區(qū)別于其他沒(méi)有被設(shè)置的時(shí)間單位，通過(guò)K1，K2鍵對(duì)時(shí)間進(jìn)行改動(dòng)，按下K3鍵退出時(shí)間設(shè)定。開始鍵被按下時(shí)，開啟定時(shí)中斷，LCD顯示時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，PO．1口輸出低電平，正向轉(zhuǎn)動(dòng)指示燈亮，P3．0輸出低電平，電機(jī)開始正向轉(zhuǎn)動(dòng)，在中斷服務(wù)程序中控制PO．0口輸出電平，使正常工作指示燈1 s閃爍一次。停止鍵被按下時(shí)，P3．O～P3．1輸出高電平，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，P0．0～P0．2輸出高電平，狀態(tài)指示燈熄滅，關(guān)閉定時(shí)中斷，停止計(jì)數(shù)。正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間結(jié)束時(shí)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)開始倒計(jì)時(shí)，P3．O輸出高電平，P3．1輸出低電平，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，P0．1輸出高電平，PO．2輸出低電平，正向轉(zhuǎn)動(dòng)指示燈熄滅，反向轉(zhuǎn)動(dòng)指示燈亮。顯示程序?qū)崟r(shí)將時(shí)間的變化在LCD上顯示。

4 結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，可以滿足在功能鍵的操作下對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，控制電機(jī)的啟動(dòng)、正反向轉(zhuǎn)動(dòng)、停止，狀態(tài)指示燈正確顯示工作狀態(tài)，LCD正常的顯示了時(shí)間。
本系統(tǒng)將應(yīng)用于一個(gè)閥門的自動(dòng)打開閉合裝置，正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)閥門打開，反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閥門關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體流量的控制，具體應(yīng)用時(shí)還需要對(duì)閥門打開閉合的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。