基于51單片機的電機控制系統設計

本次設計中繼電器采用的是HUIGANG HRS2H-S-DC-12V型，SN74LS07N作為繼電器的驅動電路，低電平輸入有效，繼電器還需要并聯二極管電路，主要是為了保護SN74LS07N。當流經繼電器線圈的電流迅速減小時，線圈會產生很高的自感電動勢使晶體管被擊穿，并聯上二極管后，即可將線圈的自感電動勢鉗位于二極管的正向導通電壓。P3．0低電平時，繼電器1常閉觸點斷開，常開觸點閉合，電機正向電路導通，開始正向轉動。P3．1同理，P3．0和P3．1不可同時為低電平。

3 軟件設計
3．1 程序說明
在KeilμVision 3 IDE中進行程序的設計開發，用C語言編寫。KeilμVision 3集成開發環境是Keil Soltware開發的基于80C51內核的微處理器軟件開發平臺，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發流程，尤其是C編譯工具在產生代碼的準確性和效率方面達到了較高的水平。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／定位器和目標文件至Hex格式轉換器。鑒于此，選擇其為程序開發環境。
系統程序由主程序、中斷處理子程序、按鍵處理程序以及顯示子程序等組成。對時間計時采用定時器定時中斷產生，沒有選擇用軟件延時的方式，這樣不占用CPU的時間。定時器T0產生50 ms定時中斷，在中斷服務程序中有一個計數器，每產生20次中斷，有一個1秒計數。按鍵掃描采用單個按鍵的掃描，有相應的按鍵處理子程序，程序中包括按鍵去抖動，按鍵的鍵后處理，去抖動采用延時去抖法。顯示子程序在主程序中被調用對時間進行實時顯示。
3．2 主程序流程圖
主程序流程圖如圖2所示，主要完成系統的初始化、按鍵掃描、顯示程序及其他子程序調用等功能。

初始化時關閉定時中斷，P0．O～P0．2口輸出高電平，狀態指示燈熄滅，P3．0～P3．1口輸出高電平電機停止轉動，對LCD初始化顯示，顯示4行信息，2行顯示時間，格式為時：分：秒，另外2行為時間的說明文字。將所有的初始化功能寫成一個子程序，主程序只需調用它即可完成系統初始化。初始化完成之后，掃描按鍵，如有按鍵按下，調用相應的處理程序。時間設定鍵按下時，被選中的時間單位將會不斷的閃爍，區別于其他沒有被設置的時間單位，通過K1，K2鍵對時間進行改動，按下K3鍵退出時間設定。開始鍵被按下時，開啟定時中斷，LCD顯示時間開始倒計時，PO．1口輸出低電平，正向轉動指示燈亮，P3．0輸出低電平，電機開始正向轉動，在中斷服務程序中控制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，P3．O～P3．1輸出高電平，電機停止轉動，P0．0～P0．2輸出高電平，狀態指示燈熄滅，關閉定時中斷，停止計數。正向轉動時間結束時，反向轉動開始倒計時，P3．O輸出高電平，P3．1輸出低電平，電機反向轉動，P0．1輸出高電平，PO．2輸出低電平，正向轉動指示燈熄滅，反向轉動指示燈亮。顯示程序實時將時間的變化在LCD上顯示。

4 結語
該系統經實際運行，可以滿足在功能鍵的操作下對時間進行設定，控制電機的啟動、正反向轉動、停止，狀態指示燈正確顯示工作狀態，LCD正常的顯示了時間。
本系統將應用于一個閥門的自動打開閉合裝置，正向轉動時閥門打開，反向轉動時，閥門關閉，實現對液體流量的控制，具體應用時還需要對閥門打開閉合的狀態進行檢測。