本科毕业论文基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计.doc

本科毕业论文 PWM调速控制系统设计 所 在 学 院 机械与工程学院 专 业 名 称 机械设计制造与自动化 年 级 学生姓名、学号 指导教师姓名、职称 完 成 日 期 年月 摘 要 ABSTRACT This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of D.C. motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it. Key words: PWM signal 、tachogenerator、PI calculation、 DC Motor 目录1 引言 1 1.1 课题背景 1 1.1.2 开发背景 1 1.1.3 选题意义 2 1.2 研究方法及调速原理 2 1.2.1 直流调速系统实现方式 4 1.2.2 控制程序的设计 5 2 系统硬件电路的设计 6 2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 6 2.2 AT89S51单片机简介 6 2.2.1 AT89S51单片机的组成 6 2.2.2 CPU及部分部件的作用和功能 7 2.2.3 AT89S51单片机引脚图 8 2.3 单片机系统中所用其他芯片选型 8 2.3.1 地址锁存器 8 2.3.2 程序存储器 9 2.3.3 数据存储器 10 2.4 AT89S51单片机扩展电路及分析 11 3 PWM信号发生电路设计 13 3.1 PWM的基本原理 13 3.2 系统的硬件电路设计与分析 13 3.3 H桥的驱动电路设计方案 14 4 功率放大驱动电路设计 16 4.1 芯片IR2110性能及特点 16 4.2 IR2110的引脚图以及功能 16 4.3 IR2110的极限参数和限制： 17 5 主电路设计 19 5.1 延时保护电路 19 5.2 主电路 19 5.3 输出电压波形 22 5.4 测速发电机 22 5.4.1 电机速度的测量并显示功能仿真 22 5.5 滤波电路 23 5.6 A/D转换 23 5.6.1 芯片ADC0809介绍 23 5.6.2 ADC0809的引脚及其功能 24 6 系统功能调试 25 7.系统软件部分的设计 28 7.1 PI转速调节器原理图及参数计算 28 7.2 系统中的部分程序设计 29 7.2.1 单片机资源分配 29 7.2.2 主程序 29 7.2.3 程序流程图 33 总结 35 致谢 36 参考文献 37 1 引言 1.1 课题背景开发背景 在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。所以直流电机的控制是一门很实用的技术。直流电机，大体上可分为四类：几相绕组的步进电机永磁式换流器直流电机伺服电机两相低电压交流电机直流电机的特点是启动转矩大，最大转矩大，转速控制容易，调速后效率很高。与交流调速相比，直流电机结构复杂，生产成本高，维护工作量大。随着大功率晶体管