单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计-.doc

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文） 题 目：利用单片机控制的直流电机转速系统的设计 班 级：XX 姓 名：XZ 指导教师：XX 说明：8051 毕业设计任务书7 2 一、 设计题目 2 第1章 绪论 4 1.1利用单片机控制的直流电机转速系统设计目的和意义 4 1.1.1选题的目的和意义 4 1.1.2国内外研究现状简述： 4 1.1.3毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 4 1.2利用单片机控制的直流电机转速系统的设计设计项目发展 5 1.3利用单片机控制的直流电机转速系统的设计原理 5 第2章系统硬件电路的设计 8 2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 8 2.1．1 系统总体设计框图 8 2.1.2 8051单片机简介 8 2.1.3 单片机系统中所用其它芯片简介 10 2.1.4 8051单片机扩展电路及分析 14 2.2 PWM信号发生电路设计 16 2.2.1 PWM的基本原理 16 2.2.2 PWM信号发生电路设计 17 2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 18 2.3 功率放大驱动电路设计 21 2.3.1 芯片IR2110性能及特点 21 2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 22 2.4 主电路设计 24 2.4.1 延时保护电路 24 2.4.2 主电路 24 2.4.3 输出电压波形 27 2.5 测速发电机 27 2.6 滤波电路 28 2.7 A/D转换 28 1.7.1 芯片ADC0809介绍 28 2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 28 第3章.直流调速系统 30 3.1 直流调速系统概述 30 3.2单闭环直流调速系统 30 3.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 32 第章 35 4.1系统软件部分的设计 35 4.1.1 PI 转速调节器原理图及参数计算 35 4.2 控制电路设计 36 4.2.1 单片机资源分配 36 4.2.2 程序流程图 40 第5章 结论 41 致谢 42 参考文献 43 毕业设计任务书7 设计题目 利用单片机控制的直流电机转速系统的设计 二、设计要求 设计一个用单片机实现对直流电机转速控制系统。 1、利用PWM方式控制。 2、有加、减速键，可控制电机的转速。 3、用数码管显示转速。 三、设计依据 小直流电动机，输入电压在0.5~3V之间，转速基本与输入电压成正比； 单片机（可任选型号） 四、设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1．设计说明书需包括： ①目录。 ②系统设计思想。 ③电路的硬件设计 ④软件流程图。 ⑤收获体会。 ⑥参考资料。 2．设计图样 利用Protel绘制出设计系统的硬件电路图。 五、设计时间 2011年 11 月 07 日至 2011 年 12 月 07 日。 指导教师： （签名） 参考文献：PIC软硬件系统设计 摘 要 本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。 关键词： PWM信号 测速发电机 PI运算 第1章 绪论 1.1利用单片机控制的直流电机转速系统设计目的和意义 1.1.1选题的目的和意义 在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备中，还是在日常生活中的家用电器中，都大量地使用着各种各样的电动机。以前电动机大多使用由模拟电路组成的控制柜进行控制，现在单片机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单片机控制器。 1.1.2国内外研究现状简述： 电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、电动控制技术、微机应用技