MCS-51单片机直流电机调速中的应用.docVIP

成都市技师学院 2010 年毕业论文 MCS-51单片机直流电机调速中的应用 作者姓名： 牟 小 波 班 级： 08级预备技师电气班 指导老师： 刘 毅 东 联系电话： 目 录 摘要................................................（03） 关键字..............................................（03） 1 前言................................................（03） 2 系统设计............................................（03） 2.1 直流电机调速原理................................（04） 2.2 系统硬件组成原理................................（04） 2.3 直流电动机转速控制系统的工作原理.................（05） 2.4 转速测量电路原理................................（05） 2.5 直流电动机转速控制系统硬件设计.... ..............（06） 2.6 直流电动机转速控制系统软件设计...... ............（07） 3 结论................................................（07） 附录..................................................（08） 参考文献..............................................（15） 基于MCS-51单片机直流电机调速控制器的设计 作者：王德权 （0532110661 电子信息工程专业0501班） ·摘要 在电气时代的今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。 本文设计了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本系统采用霍尔元器件测量电动机的转速，用MCS-51单片机对直流电机的转速进行控制，用DAC0832芯片实现输出模拟电压值来控制直流电动机的转速。本设计主要研究直流电机的控制和测量方法，从而对电机的控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。 ·关键词：直流电机 单片机 转速控制 圈数控制 PWM 1 前言 电子技术的高速发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术进入到一个新的阶段。 直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。 2 系统设计 2.1 直流电机调速原理 图1所示电枢电压为Ua，电枢电流为Ia，电枢回路总电阻为Ra,电机常数Ca，励磁磁通量是￠。 根据KVL方程：电机转速n=(Ua-IaRa)/Ca￠,其中，对于极对数p，匝数为N，电枢支路数为a的电机来说：电机常数Ca=pN/60a,意味着电机确定后，该值是不变的。而在Ua-IaRa中，由于Ra仅为绕组电阻，导致IaRa非常小，所以Ua-IaRa约等于Ua。由此可见我们改变电枢电压时，转速n即可随之改变。 2.2 系统硬件组成原理 图2 调速系统硬件原理框图 直流电机调速系统硬件原理框图如图2所示，以MCS-51单片机为控制核心，包括测速电路、电源电路、数模转换电机驱动电路、显示电路、键盘控制电路。 2.3 直流电动机转速控制系统的工作原理 直流电动机的转速与施加于电动机两端的电压大小有关。本系统用DAC0832控制输出到直流电动机的电压的方法来控制电动机的转速。当电动机转速小于设定值时，DAC083