直流小电机调速系统(电子综合设计（论文）).doc

电子技术综合设计 总结报告 姓 名：************ 学 号************ 专业与班级： 电气工程与自动化 设计题目： 直流小电机调速系统 时 间： ～ 学年第（）学期 指导教师： 成 绩： 日 期： 基于AT89C51直流小电机调速系统 一．背景 在现代的生产生活中电动机的应用十分广泛，直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。因此对直流电动机的转速进行测量与控制非常的重要。 二.课题任务 1、设计以单片机AT89C51控制的直流电机转速测量与调控的系统。用单片机软件实现PWM调整电机转速，绘制程序流程图、编写Keic51程序。硬件电路实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速控制。 2、对实物进行测试，检测系统性能，排除故障，使其满足设计要求。 三.方案比较与选择 方案一： 处理器选择： 由于手里面有90c51的实验板，所以不考虑使用89s51，这样就省去了，下载电路部分的设计。（尽管各方面s51比c51要表现出色） 此方案用昂贵的达林顿管进行电机的驱动。 在测速方面选择直射式光电二极管，没有采用红外发射二极管与接收管，就避免很多不必要的电路与安装问题。 4．按钮开关接在P2口，而没有接在中断部分，由于电机测速使用的是P3.4口 的计数，由于要达到实时测速所以会经常中断，所以如果开关接在外部中断INT0上，那么可能会影响到显示效果，因此开关接在非中断接口上，在程序中用软件检测按键是否被按下。 5.在画Protel原理图时采用标号表示连接，而没有用导线直接连接，用导线会感觉很乱和复杂。 方案二： 本方案从硬软件两个方面设计了基于ST89S51单片机直流小电机转速测量及控制系统。系统硬件由ST89S51单片机系统、驱动电路、测速电路、控制开关、LED显示电路组成。软件设计从设计思路、软件系统框图出发，先介绍整体的思路后，再逐一分析各模块程序算法的实现，最终编写出满足任务需求的程序。然后进行模拟仿真，最后进行硬件的焊接组装及调试。 本设计是采用槽型光偶实时在线检测直流电机转速，并用数码管显示电机转速。在观测到数码管显示的转速后通过开关电路向单片机送入信号，通过采用PWM技术，即脉宽调制技术，控制驱动电路调节电机的正转、反转、急停、加速、减速。,系统框图如图1。 图1 硬件系统 总体原理图 图2 (1). ST89S51单片机系统 ST89S51单片机系统由时钟电路、复位电路、ST89S51单片机组成。 图3 时钟电路 时钟电路是用来产生ST89S51单片机工作时所必须的时钟信号，ST89S51本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，ST89S51在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作 ，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。通常时钟由于两种形式：内部时钟和外部时钟。 我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。ST89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。时钟电路如图3中①，电路中的C1、C2的选择在22μf左右，晶振频率12MHZ。 .复位电路 ST89S51的复位输入引脚RST为单片机提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在ST89S51的时钟电路工作后，RST引脚上若出现高电平，即可产生复位的操作，只要RST保持高电平，则ST89S51循环复位，只有当RET由高电平变成低电平以后，ST89S51才从0000H地址开始执行程序，本系统采用按键复位方式的复位电路。复位电路如图3中②。 ST89S51单片机 ST89S51使整个系统的控制中心，从它的P1引脚输入所要求的电机转速开关状态，从P3.4引脚输入测速电路的脉冲送到T0计数定时器以计算转速，从P3.2 、P3.3引脚输入中断信号进行加速与减速，从P3.0、P3.1引脚输出高低电平控制驱动电路，从P0引脚把转速信号利用LED显示电路送出使人们观察。ST89S51单片机如图3中③。 (2). 驱动电路 通过编程控制后，单片机输入的PWM信号经过三极管放大供电给电力三极管，控制电力三极管的通断。给小电机并联一个电容来稳定电压，为的是使小电机转速