基于单片机的直流电机控制器的设计【参考】.doc

课程设计(论文) 题 目 名 称 直流电机控制器的设计 课 程 名 称 单片机原理及应用 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 指 导 教 师 2013年 6 月 24 日 摘要 在工业生产中，大量采用电动机作为原动机去拖动各种生产机械。这些生产机械要求在不同工作情况下以不同的速度工作，这就要求采用一定的方法改变生产机械的工作速度，最常用的方法是对电动机转速进行调节。改变直流电动机的电枢电压或交流电动机的定子电压，都可以在一定范围内调整它们的速度。在电压允许范围内，直流电动机的转速随着电压的升高而加快。直流电动机转动方向则是由电压的正负来控制的，电压为正则正转，电压为负则反转。利用DAC0832编制程序输出一串脉冲，经过放大后驱动小型直流电机。改变输出脉冲的电平和持续时间，达到使电机的正转、反转、加速、减速之目的。设计中可通过MCS-51单片机的P1口读入8个开关状态来控制直流电机的转动，实现正转四种转速和反转四种转速。 关键词：AT89C51单片机；PWM调速；正反转控制；仿真 目录 第一章 系统设计概述 1 1.1 设计思路 1 1.2 基本原理 1 1.3 芯片简介 1 1.4 总体设计 3 第二章 直流电机单元电路设计与分析 5 2.1 直流电机驱动模块 5 2.2 直流电机的中断键盘控制模块 5 2.3 数码管显示模块 6 第三章 直流电机PWM控制系统的实现 8 3.1 总电路图 8 3.2 总电路功能介绍 8 第四章 系统仿真 9 心得体会 12 致谢 13 参考文献 14 附录 15 第一章 系统设计概述 1.1 设计思路 本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。设计以AT89C51单片机为核心，以键盘作为输入达到控制直流电机的启停、速度和方向，完成了基本要求和发挥部分的要求。在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。本文介绍了直流电机的工作原理和数学模型、脉宽调制控制原理和H桥电路基本原理设计了驱动电路的总体结构，根据模型，利用PROTEUS软件对各个子电路及整体电路进行了仿真，确保设计的电路能够满足性能指标要求，并给出了仿真结果。 1.2 基本原理 主体电路：即。PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法、芯片.3.1 AT89C51单片机CPU，片内振荡器和时钟电路I/O口，串行接口，存器定时器/计数器中断，两个中断优先级 图 89C51单片机引脚分布图.3.2 RESPACK-8排阻 RESPACK-8是带公共端的8电阻排，它一般是接在51单片机的P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。 图1.2 RESPACK-8引脚分布图.3.3 驱动器L298 L298是双电源大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器，线圈，直流电动机，步进电动机等电感性负载。其驱动电压可达46V，直流电流总和可达4A，其内部具有两个完全相同的功率放大回来。 图1.3 L298引脚分布图1.4 总体设计 1.4.1 方案设计 直流电机PWM调速系统以AT89C51单片机为核心，由命令输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到显示模块去显示，进而读取其速度 图 PWM控制电路图1.4.2 系统总体流程图 图1.5 系统流程图 第二章 直流电机单元电路设计与分析 2.1 直流电机驱动模块 2.1.1 直流电机类型 直