直流电机测速重点解读.doc

北京工业大学课程设计报告 （数电课设题目） 直流电机测速 班 级： 130242 学 号： 姓 名： 王栩晖 组 号： 19 2015 年 4 月 一．设计技术指标及设计要求 （一）设计任务 设计一个能对直流电机运行速度进行调速和测速的电路。 （二）基本要求 设计一个脉宽调速电路，实现对直流电机转速的控制。利用光电脉冲转换、整形、门控电路和计数电路测出直流电机的转速，并显示在数码管上。要求转速300转/分以下，越低越好。 （三）扩展要求 在完成基本要求的基础上加光耦脉冲计数和相位判别电路，进而识别电机的转向，并由LED显示转向的正反。 三．设计框架 四.设计方案选择及方案比较 总体设计思路 由555组成的方波发生器提供驱动电机的方波，再经由脉宽调整电路改变脉冲的宽度，从而改变直流电机的转速。 驱动电路由达林顿三极管及开关组成，达林顿三极管放大电流以驱动电机。 开关选择双刀双掷开关，使得电路桥式导通，以达到改变电机转向的目的。 光电脉冲转换电路有光耦组成，用来计数电机转速，输出的信号通过脉冲整形后输入计数器电路。 计数器电路分为60秒计时器和转速计数器两部分，后面会详细介绍。 各方案比较 经查询资料，实验指导上提示的单稳触发器CD14538,双比较器LM393，整流二极管及5V稳压二极管都不需要使用，所以实验方案以上述方案为准。 五．系统选用的元器件 NE555 * 2 达林顿三极管TIP122 * 1 槽型光耦 * 1 微型直流电机 * 1 74LS00 * 1 74LS161 * 5 双刀双掷开关 * 1 电阻，导线，电容 * x 主要芯片说明 （1）NE555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。组成的施密特触发器可用于脉冲的整形，单稳态触发器可用于调整脉冲的宽度，多谐振荡器可用于提供方波信号。因而NE555广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。其工作原理如下： 555电路的内部电路方框图如右图所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。 Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 构成单稳态触发器 如右图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长