基于单片机AT89C51控制直流电机PWM调速控制系统课程设计报告.doc

第一章:前言 1.1 前言： 直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。 汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合 PWM电路由复合体管组成H型桥式电路构成，四部分晶体管以对角组合分为两组：根据两个输入端的高低电平决定晶体管的导通和截止。4个二极管在电路中起防止晶体管产生反向电压的保护作用，防止电动机两端的电流和晶体管上的电流过大的保护作用。 在实验中的控制系统电压统一为5v电源，因此若复合管基极由控制系统直接控制，则控制电压最高为5V，再加上三极管本身压降，加到电动机两端的电压就只有4V左右，严重减弱了电动机的驱动力。基于上述考虑，我们运用了TLP521-2光耦集成块，将控制部分与电动机的驱动部分隔离开来。输入端各通过一个三极管增大光耦的驱动电流；电动机驱动部分通过外接12V电源驱动。这样不仅增加了各系统模块之间的隔离度，也使驱动电流得到了大大的增强。 在电动机驱动信号方面，我们采用了占空比可调的周期矩形信号控制。脉冲频率对电动机转速有影响，脉冲频率高连续性好，但带带负载能力差脉冲频率低则反之。经实验发现，当电动机转动平稳，但加负载后，速度下降明显，低速时甚至会停转；脉冲频率在10Hz以下，电动机转动有明显跳动现象。而具体采用的频率可根据个别电动机性能在此范围内调节。通过P2.6输入高电平信号，P2.7输入低电平，电机正转；通过P2.6输入低电平信号，P2.7输入高电平，电机反转；P2.6、P2.7同时为高电平或低电平时，电机不转。通过对信号占空比的调整来对电机转速进行调节。 2、系统的软件设计 本系统编程部分工作采用KELI-C51语言完成，采用模块化的设计方法，与各子程序做为实现各部分功能和过程的入口，完成键盘输入、按键识别和功能、PWM脉宽控制和数码管显示等部分的设计。 单片机资源分配如下表： P1 显示模块接口 键盘中断 P3 键盘模块接口 P2.6/P2.7 PWM电机驱动接口 系统时钟 ①PWM脉宽控制：本设计中采用软件延时方式对脉冲宽度进行控制，延时程序函数如下： /*****************延时函数*************************/ void delay() { int i,y; for(i=0;i30;i++) for(y=0;y100;y++); } 3、软件设计中的特点: 对于电机的启停，在PWM控制上使用渐变的脉宽调整，即开启后由停止匀加速到默认速度，停止则由于当前速度逐渐降至零。这样有利于保护电机。键盘处理上采用中断方式，不必使程序对键盘反复扫描，提高了程序的效率。 第三章：系统硬件电路设计 整体框图如下： 第四章：系统功能调试 仿真整体图如下： 1、加减速分5档，波形依次如下： /***************基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速控制系统*************/ /***************班级:09电气六(2)****************************/ /***************指导老师：唐幼君 陈弢***********************************/ /***************时间：2013年9月22日***********************************/ /***************头文件*************/ #includereg51.h /*******延时******/ void delay() { int i,y; for(i=0;i30;i++) for(y=0;y100;y++); } /*******数码管显示*******/ void suzi(int i) { if(i==0) P1=0x0A0; if(i==1) P1=0x0F9; if(i==2) P1=0x64; if(i==3) P1=0x070; if(i==4) P1=0x39; if(i==5) P1=0x32; } /*******主程序*********/ void main() { int x; int i=0; int zen=1; 正反转 zen为1正传zen为0反转 P2=0x00; 初始化 P1=0x00; while(1) { while(zen==1) { if(