江科协15-2 直流电机实验调试总结

51 单片机直流电机 PWM 调速实验------调试过程总结

项目路径：C:\Users\54200\Desktop\51MCU\14-直流电机实验

目标：复现普中教程视频（BV1Mb411e7re P34）中"按独立按键 K1，电机转速 1→2→3 逐步增加，数码管同步显示档位"的实验现象

硬件：普中 51 开发板（STC89C52）+ 直流电机接步进电机模块输出端子 J47 的 5V 与 O1

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目录

• 一、问题背景
• 二、原因分析与修复过程
  • [第 1 轮：核心功能缺失（PWM + 按键扫描）](#第 1 轮：核心功能缺失（PWM + 按键扫描）)
  • [第 2 轮：烧录了旧固件](#第 2 轮：烧录了旧固件)
  • [第 3 轮：数码管不显示档位](#第 3 轮：数码管不显示档位)
• 三、最终程序结构
• 四、经验要点
• [摘要（110 字）](#摘要（110 字）)

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一、问题背景

原工程源码 main.c 下载到板子后，现象为：电机全速旋转 5 秒后停止，与视频中"按键分级调速"的现象不符。

二、原因分析与修复过程

第 1 轮：核心功能缺失（PWM + 按键扫描）

诊断 ：阅读源码发现，原程序是教程的"基础版"------仅用 GPIO 直接拉高/拉低控制电机通断（DC_Motor=1 转 5 秒 → DC_Motor=0 停止 → 死循环）。整个程序中：

• 没有任何 PWM 生成逻辑（无定时器配置、无占空比概念）；
• 没有独立按键 K1 的引脚定义与扫描代码。

修复 ：重写 main.c，补全两大模块：

模块	实现方式
PWM 生成	定时器 T0 工作方式 1，100 μs 中断一次；计数 100 次为一个 PWM 周期（10 ms，即 100 Hz）；中断内比较 cnt < g_duty 决定 P1.0 输出高/低电平
按键调速	key_scan() 带 10 ms 消抖扫描 K1（P3.1，低电平有效）；每按一次档位 +1，占空比查表 speed_table[4] = {0, 30, 70, 100}，循环：停止 → 低速(30%) → 中速(70%) → 全速(100%) → 停止

验证 ：Keil 命令行编译，0 Error / 0 Warning，生成新 template.hex。

第 2 轮：烧录了旧固件

现象：烧录后电机"转几下就停"，来不及按按键。

诊断 ：新程序初始占空比为 0，上电后电机应完全静止；"全速转约 5 秒后停止"恰好是旧程序的行为。结合工程目录时间戳确认 template.hex 已更新，判断是板内运行的仍是旧固件（STC-ISP 选择了错误的 hex 路径，或烧录后未冷启动复位）。

修复：

1. 在 main() 开头增加 DC_Motor = 0;，杜绝上电瞬间电平毛刺导致电机误转；
2. 重新编译并给出烧录检查清单：确认选择本项目文件夹内的 template.hex、下载时对板子断电再上电（STC 依赖冷启动进入 ISP）。

判据 ：上电电机纹丝不动即为新程序；上电自转即为旧程序。

第 3 轮：数码管不显示档位

现象：电机按键调速功能正常，但数码管无 1/2/3 档位显示。

诊断 ：代码中完全没有数码管驱动代码------没有段码表、没有位选控制。

修复：按普中开发板数码管电路补充显示模块：

• P0 作为段选数据口（共阴极数码管段码表 gsmg_code[10]）；
• 位选由 74HC138 译码器完成，输入端 LSA/LSB/LSC 接 P2.2/P2.3/P2.4；
• smg_display() 将 LSA/LSB/LSC 全部拉低选中第 1 位数码管，主循环中实时调用 smg_display(g_speed_level) 刷新；
• 显示逻辑与档位一一对应：0=停止，1/2/3=三档转速。

验证：重新编译 0 Error / 0 Warning，烧录后电机调速与数码管显示均与教学视频一致。

三、最终程序结构

main.c
├── 硬件接口定义
│   ├── DC_Motor (P1.0)   ------ 电机 PWM 输出
│   ├── KEY1 (P3.1)       ------ 独立按键 K1
│   ├── LSA/LSB/LSC (P2.2~P2.4) ------ 数码管位选（74HC138）
│   └── GPIO_DIG (P0)     ------ 数码管段选
├── delay_ms()            ------ 软件毫秒延时（按键消抖用）
├── key_scan()            ------ 按键扫描（带消抖、支持连续触发）
├── time0_init()          ------ T0 初始化，100 μs 定时中断
├── smg_display()         ------ 第 1 位数码管显示档位
├── main()                ------ 按键处理 + 显示刷新
└── time0_isr() (T0中断)  ------ 100 μs 计数，生成 100 Hz PWM

最终实验现象对照表：

按键操作	电机状态	数码管
上电	停止（占空比 0%）	0
按 K1 第 1 次	低速（30%）	1
按 K1 第 2 次	中速（70%）	2
按 K1 第 3 次	全速（100%）	3
按 K1 第 4 次	停止（回到初始档）	0

四、经验要点

1. 现象对照定位法：上电自转 5 秒 = 旧固件特征；上电静止 = 新固件特征。用可区分的"指纹现象"快速判断烧录是否成功。
2. STC 烧录两个坑：hex 路径选错（同名文件存在于多个资料文件夹中）；下载需要冷启动配合。
3. TT 电机启动死区：低速档占空比过低时电机可能不转或嗡嗡响，可把 30% 提高到 40%~50%。
4. 模块化排查顺序：先核心功能（PWM + 按键）→ 再确认固件确实更新 → 最后补外围显示，与视频现象逐项对齐。

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