单片机综合实践 1602显示

直流电机调速系统显示电路设计

摘要：本文介绍了给予STCC52单片机为核心，利用单片机输出的PWM来控制调节直流电机的速度，以LN298为直流电机的驱动电路，以液晶1602为显示器。从而实现直流电机的速度调节，正转反转。

关键字：STCC52；LN298；PWM

Abstract：This paper introduces the STCC52 single-chip microcomputer is given, using single chip computer output to control regulation of PWM dc motor speed, with the LN298 for dc motor driver circuit, with liquid crystal display for 1602. So as to realize the dc motor speed regulation, are turning reversal.

本设计在分析研究总结了单片机技术的发展历史的及趋势基础上，已使用可靠，经济，

精度高等设计原则为目标，设计出基于单片机的调速系统，单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可用软件控制来实现，并能够实现智能化。由于单片机具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此，现 在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品，家用电器，智能化仪器仪表，过程控制和专业控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。

一、设计目的

为了更好的学习《近代交流调速系统》这门课程，熟练并且掌握电机调速的方法和技巧，锻炼自己的实践操作能力。利用以学习的单片机的知识和各种调速系统的理论，本设计用单片机控制来实现点击的调速从而完善对这门课程的深入学习。

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图1系统构成

二、设计要求和设计指标

通过设计使直流电机可以正转、反转、调速。直流电机主要技术参数： 额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机负载能力。 额定电压Ue：长期运行的最高电压。 额定电流Ie：长期运行的最大电流。 额定转速n：单位时间内的电机转动快慢。 励磁电流If：施加到电极线圈上的电流。

三、显示部分

3.1 1602 简介

1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以他不能显示图形,n1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

3.2 1602各管脚功能

1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示:

表1：引脚接口说明表

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编号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据/命令选择 读/写选择 使能信号 数据 数据 编号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK 引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 数据 背光源正极 背光源负极 第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。

3.3 显示电路

显示电路主要由液晶1602来显示 ，1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。单片机P2.4为RS端，寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。P2.5为RW,读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为

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低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。P2.6为EN使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

图2 1602引脚及连接图

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图3 显示操作

四、显示软件设计

4.1显示程序设计

单片机内部程序，由c语言编写,keil软件运行，实现对按键的显示，占空比的显示。

图4 程序流程图

4.2仿真

利用方针软件proteus进行仿真，验证电路是否正确，验证直流电机是否能

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正常的进行调速，是否能进行正反转的控制，并在液晶1602上进行显示，通过仿真后，方案可行，并且电路无误，仿真效果如下图：

图5仿真1

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图6 仿真2

4.3 调速范围

根据仿真软件仿真，最小速度和最大速度分别为36.3rpm到376rpm。

五、本设计改进建议

在单片机方面本设计选用STCC52作为控制芯片虽然能够达到控制效果但是抗干扰能力和速度都不及单片机STC12C5A60S2。STC12C5A60S2有超强抗干扰、速度快、超低功耗、2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),节省很多I/O；调速方面速度调节不够细致，调速的程序编写有待提高；焊接电路，和元器件布置有待提高。

六、心得体会

通过本次课程设计，使我学到了许多书本上无法学到的知识,也使我深刻体会到单片机技术应用领域的广泛。不仅让我对学过的单片机知识有了很多的巩固，同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。进一步加强了我的动手能力和运用专业知识的能力，从中学习到如何去思考和解决问题，以及如何灵活地改变方法去实现设计方案。特别是深刻体会到了软

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件和硬件结合的重要性，以及两者的联系和配合作用。让我了解到单片机技术对当今人们生活的重要性。同时这次做课程设计的经历也使我受益匪浅，让我知道做任何事情都应脚踏实地，只有这样，才能做好。在本次课程设计过程中，我学会了在网络上查找有关本设计的各硬件的资源，其中包括：直流电机PWM调速、ATC52单片机等，为本次课程设计提供了一定的资料。通过本次设计，我不但对单片机有了更为深入的了解，对一个课题如何画流程图，编程序等有了一定的认识。

参考文献

［1］张毅刚. 单片机原理及应用［M］. 高等教育出版社，2010.

［2］彭伟. 单片机C语言程序设计实训100例［M］. 电子工业出版社，2009. ［3］耿德根. 高速嵌入式单片机原理与应用［M］. 北京航空航天大学出版社.2003. ［4］ 李光友，王建民，孙雨萍.控制电机［M］.北京:机械工业出版社，2008

附录：

#include\"reg51.h\" #include\"intrins.h\" #include\"lcd.h\"

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

sbit P20=P2^0; sbit P21=P2^1;

uchar flag=0;/***高低电平标志***/ bit direction=0;/***方向标志***/ static uchar constant=5;//可以改变占空比 /****函数声明****/ void delay(uchar i); void reverse(void); /***定时器t0***/

void time0(void) interrupt 1 using 1 {

static uchar i;

i++;

/**频率为固定的1kHZ左右，只是占空比发生变化**/ if(i<=constant) flag=1;

if(i<=10&&i>constant)

flag=2;

if(i==10) i=0; TH0=0xff;

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TL0=0xe7;

}

/****改变转向标志*****/

void int1_srv (void) interrupt 2 using 2 { }

if(INT1==0) { }

while(!INT1); direction=!direction;

/*******中断，调节占空比********/ void change(void) interrupt 0 using 0 {

if(INT0==0) { while(!INT0);

constant++;

/***************************/ LCD_Write(0,LCD_CLEAR_SCREEN);

GotoXY(0,0); delay(10);

Print(\" Duty cycle ! \");

GotoXY(5,1); delay(10);

if(constant==10) {

LCD_Write(LCD_DATA,0+'0'); } else

LCD_Write(LCD_DATA,constant+'0');

delay(10); Print(\":\"); delay(10); if(constant!=10)

LCD_Write(LCD_DATA,10-constant+'0'); else

{ LCD_Write(LCD_DATA,1+'0'); delay(10); LCD_Write(LCD_DATA,0+'0');

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}

/********************************/ if(constant==10) constant=0;

}

}

/****延时****/ void delay(uchar i) { while(i--) _nop_();

}

/*************************/

void main() { EA=1; TMOD=0x01; ET0=1; TR0=1; EX0=1; IT0=1; EX1=1; IT1=1; TH0=0xff; TL0=0xe7;

/************/ LCD_Initial(); delay(10); GotoXY(0,0); delay(10);

Print(\" Duty cycle(5:5)! \"); GotoXY(0,1); delay(10);

Print(\" please press !\"); /*************/ while(1) {

reverse();

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}

}

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