第1章 前 言
直流电机[1]产品是工业自动化，家庭现代化等各个领域广泛应用不可缺少的基础产品，与其它类型的电机相比，它具有良好的起动性能，且能在宽广的范围内平滑而经济地调速，过载能力较强，热动和制动转矩较大，因此直流电动机在起动和调速要求较高的生产机械上广泛地被应用。随着人们生活水平迅速提高，对视听设备品质要求也在不断提高，这类产品为小功率直流电机提供了广阔市场，因此高精度控制直流电机转速成为发展的必然趋势。
为了得到高精度的转速，随着电力电子技术的发展，使得比较普遍的用单片机来控制直流电机，利用各种新颖的、高性能的控制策略，来使直流电机平稳的运转，这使直流电机的各种潜在能力得到充分的发挥，使电机的性能更符合使用要求，在机电一体化及工业自动化控制方面已取得令人瞩目的成果。智能控制电机转速的算法很多，如PID 算法[4]、自适应模糊控制法[6]。本文在介绍直流电机和PID算法（Proportion, Integral, Differential coefficient arithmetic）的基础上借助于AT89C51单片机[5]实现直流电机转速高精度控制。它有以下特点：（1）硬件比较简单，用少量芯片就可完成功能，且易于通用化。（2）系统的控制方式由软件决定，应用PID算法，可在运行中随时根据不同的电机状态，选择最有利的系统参数；使系统具有很强的灵活性和适应性。
当然本文中提到的软硬件设计方案，不能代表最佳方案，学习和掌握其基本原理，关心其发展，对于电机及其控制领域内工作和学习的人员都是有必要的。在单片机控制电机的理论及应用发展得非常迅速，新产品不断涌现的时候，需要我们不断的完善。
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目 录

摘 要 I
Abstract II
第1章 前 言 1
第2章 系统原理及方案论证 2
2. 1方案设计及原理框图 2
2.1.1系统原理设计 2
2.1.2原理结构框图 2
2.2方案论证 3
第3章 硬件设计 6
3.1测速装置 6
3.1.1电机转速测量电路方案 6
3.1.2测速电路的论证 7
3.2 直流电机驱动电路 8
3.2.1直流电动机驱动电路方案 8
3.2.2直流电机驱动电路的论证 10
3.3 PWM波调制电路 10
3.4 两单片机之间的通信 11
3.5 键盘与显示电路 12
3.6 直流电机简介 14
第4章 软件设计 15
4.1 系统软件设计的基本要求 15
4.2 系统程序工作流程 15
4.3 程序设计的初始化处理 16
4.4 PID控制算法[4] 17
4.5 计算转速算法 20
4.6 一些经典的公式算法 21
4.7 PWM波生成法 22
4.8 CPU控制ZLG7289的软件设计要点 23
第5章　实验分析及使用工具 25
5.1 使用工具 25
5.2 实验数据分析 25
结 论 27
参考文献 28
附录一 原理图 29
附录二 软件程序 30
1.主CPU程序 30
2.从CPU程序 43

参考文献
[1] 王毓东.电机学[M].浙江：浙江大学出版社，2000.8；
[2] 李钟明、刘卫国.稀土永磁电机[M].北京：国防工业出版社，1999.7；
[3] 李仁定.电机的微机控制[M].北京：机械工业出版社，1999.10；
[4] 胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：清华大学出版社，2002.1；
[5] 蔡美琴、张为民、沈新群、张荣娟.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京：高等教育出版社，1991.8；
[6] 梅晓榕.自动控制原理[M]. 北京：科学出版社，2002.9；
[7] 吴麒.自动控制原理[M].北京：清华大学出版社，2001.8；
[8] 康华光.电子技术基础[M].模拟部分. 北京：高等教育出版社，1999.6；
[9] 赵佩华、陈黎敏.单片机应用系统的干扰抑制技术[J].电子工程师，2004.04.53~54；
[10] 陶永华.新型PID控制及其应用[M]..北京：机械工业出版社，2002.；
[11] 刘文慰、葛锁良.AT89C2051在自适应模糊PID温度控制器中的应用[J].电子工程师，2004.01.20；
[12]PID Tutorial.http://www.engin.umich.edu/group/ctm/PID/PID.html#pid，2004.4
[13] John A. Shaw. Rochester, PID ALGORITHMS and TUNING METHOD Process Control Solutions[M]，New York.2003.04
[14]周立功单片机.ZLG7289A.http://www.zlgmcu.com.zlg7289，2004.03.24；
[15]http://www.21ic.com中国电子网.NE555.http://www.21icsearch.com.，2004.04.2

摘 要
直流电机具有良好的起动性能，且能在宽广的范围内平滑而经济地调速。随着电力电子技术的发展，为了使电机的运行性能更符合使用要求，普遍应用PID算法和模糊控制法来智能控制电机转速，在机电一体化及工业自动化控制方面已取得令人瞩目的成果。
本论文基于控制直流电机，实现闭环高精度转速控制而撰写，文章中介绍了直流电机原理和PID控制算法，提出了应用单片机实现高精度控制直流电机转速的方案，并详细的分析了设计的方案与硬件的选择，给出了部份软件程序，可以模仿设计。
生产该类装置可以应用于要求转速精确的电器产品中，如高档音响电器等视听设备，这使直流电机的各种潜在能力得到充分的发挥，使电机的性能更符合使用要求，并给工业自动化控制带来新的挑战。