基于MC 单片机的直流电机PWM调速系统.doc

目 录 基于MC51单片机的直流电机PWM调速系统 1 摘 要 1 Abstract 2 1前言 3 1.1数字直流调速的意义 3 1.2研究现状综述 3 1.2.1电气传动的发展现状 3 1.2.2微处理器控制直流电机发展现状 4 1.3直流电动机调速概述 5 1.3.1直流电机调速原理 5 1.3.2直流调速系统实现方式 6 2系统总体方案论证 7 2.1系统方案比较与选择 7 2.2系统方案描述 8 3硬件电路的模块设计 8 3.1逻辑延时电路方案论证设计 8 3.2驱动电路方案论证设计 9 3.2.1驱动电路方案、参数描述 9 3.2.2 IR2110驱动电路中IGBT抗干扰设计 11 3.2.2 IR2110功率驱动介绍 12 IR2100内部结构原理图及管脚说明 12 IR2110的自举电路 13 IGBT H桥驱动电路原理 14 3.3隔离电路方案论证设计 16 3.3.1 TLP250光耦隔离 16 3.3.2 PC817数据采集隔离 17 3.4数据采集、过压反馈保护 18 3.4.1数据采集、过压反馈方案设计 18 3.4.2 TL431介绍 19 3.5稳压可调电源设计 19 4软件设计 20 4.1 PWM实现方式方案论证 20 4.2程序流程图 21 4.3主要程序设计分析 23 4.3.1定时器0中断服务函数 23 4.3.2占空比调节函数 23 5调试结果描述 24 6结论 25 致谢 26 参考文献 27 附录1 整个系统电路原理图 附录2 整个系统PCB电路图 附录3 稳压电源原理图 附录4 稳压电源PCB图 附录5 元器件清单 附录6 系统印制板图 基于MC51单片机的直流电机PWM调速系统 摘 要 本文介绍一种基于MC51单片机控制的 PWM直流电机脉宽调速系统。系统以廉价的MC51单片机为控制核心，以直流电机为控制对象。从系统的角度出发，对电路进行总体方案论证设计，确定电路各个的功能模块之间的功能衔接和接口设置，详细分析了各个模块的方案论证和参数设置。整个系统利用51单片机的定时器产生10K左右的PWM脉冲，通过带有功率驱动作用的TLP250光耦实现控制单元与驱动单元的强弱电隔离，采用2片IGBT和MOSFETIR2110，驱动IGBT—FGA25N120构成的H桥电路实现对直流电机的调速，利用TL431、线性光耦PC817和AD0832构成的电压采集单元实现系统的闭环控制，提高整个系统的智能化、自动化水平，为工业生产应用提供可能。 关键字 MC51，PWM，光耦隔离，IR2110，IGBT The PWM speed regulating system of DC motor based on MC51 Abstract The thesis introduces a PWM speed regulating system of D.C motor based on MC51 microcontroller. The system is designed on the affordable MC51 mircocontroller for the D.C. motor. From the systematic prespective, the thesis describes the circuit design and its comprehensive evaluation,which determines how to do with the functional linkage and interface between functional modules in the electric circuit. Besides, the evaluation of each module and the involved parameters are fully explained in the thesis. The system uses MC51’s timer to generate 10k pluse and uses TLP250 optical coupler to realize the strong and weak optoelectronic isolation between the control units and driving units. The implement of the speed regulation by the H-bridge circuits which are constructed by voltage-based power switching transistors and specific IR2