基于ATS单片机直流电机PWM控制系统毕业论文答辩PPT.ppt

基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计 论文框架 研究背景 课题介绍 硬件结构 PWM脉宽调制IR2110电机驱动 主程序流程图 1 2 3 4 5 6 研究背景 直流电动机在矿山、化工、交通、机械、纺织、航空等领域中已经得到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制，很难进行调速，不能实现智能化。如今，直流电动机的调速控制已经离不开单片机的控制，单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人类社会步入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和专业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，改变了世界，也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，单片机的应用也更加广泛特别是在各种领域的控制、自动化等方面。 课题介绍 基于以上思路，本设计是以单片机AT89S51 、IR2110集成芯片控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及PWM的占空比在LED上的实时显示。 硬件结构 系统设计的整体结构如下： 主控芯片 PWM信号的产生与放大 直流电机 测速 发电机 滤波 电路 A/D 转换 本系统采用AT89S51控制输出数据，由PWM信号发生电路产生PWM信号，送到直流电机，直流电机通过测速电路，滤波电路，和A/D转换电路交数据重新送回单片机，进行PI运算，从而实现对电机速度和转向的控制，达到直流电机调速的目的。 PWM脉宽调制 PWM简介 PWM（脉冲宽度调制）是按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。也正因为如此，PWM又被称为“开关驱动装置”。 PWM占空比 如下图，设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，设占空比D= t1 / T，则电机的平均速度为Va = Vmax * D，其中Va指的是电机的平均速度。由上面的公式可见，当我们改变占空D=t1/T时，就可以得到不同的电机平均速度Va,从而达到调速的目的。 PWM调速软件实现 采用定时器做为脉宽控制的定时方式，这一方式产生的脉 冲宽度极其精确，误差只在几个us。 脉宽W、定时标记T 定时计数器10us中断一次，一共100次，周期1ms T=W TW PWM 控制流程图 IR2110电机驱动 IR2110是美国国际整流器公司利用自身独有的高压集成电路以及无闩锁CMOS技术，于1990年前后开发并且投放市场的，IR2110的概念即是双通道的高压或高速的功率器件栅极驱动的单片式集成驱动器。 IR2110的内部结构 引脚功能：LO（引脚1）低端输出； COM（引脚2）公共端； Vcc（引脚3）低端固定电源电压； Nc（引脚4）空端； Vs（引脚5）高端浮置电源偏移电压； VB （引脚6）高端浮置电源电压； HO（引脚7）高端输出； Nc（引脚8） 空端； VDD（引脚9）逻辑电源电压； HIN（引脚10）逻辑高端输入； SD（引脚11）关断； LIN（引脚12）逻辑低端输入； Vss（引脚13）逻辑电路地电位端，其值可以为0V； Nc（引脚14）空端 数模转换 芯片ADC0809介绍 ADC0809是8位、逐次比较式A/D转换芯片，具有地址锁存控制的8路模拟开关，应用单一的+5V电源，其模拟量输入电压的范围为0V---+5V，其对应的数字量输出为00H---FFH，转换时间为100μs，无须调零或者调整满量程。 ADC0809的引脚及其功能 　　　ADC0809有28个引脚，其中IN0---IN7接8路模拟量输入。ALE是地址锁存允许，、接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可以作为基准电源。START是芯片的启动引脚，其上脉冲的下降沿起动一次新的A/D转换。EOC是转换结束信号，可以用于向单片机申请中断或者供单片机查询。OE是输出允许端。CLK是时钟端。DB0---DB7是数字量的输出。ADDA、ADDB、ADDC接地址线用以选定8路输入中的一路，详见下图。 ADC0809的引脚图 主程序流程图 本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为