基于51单片机的pwm直流电机调速装置设计.doc

西南交通大学电气工程学院2014年 “萌芽计划”科创训练计划报告 题目： 直流电机调速装置 班级 微电二班 姓名： 学号： 日期： 2015.04.20 摘??要 直流电机具有良好的启动性能和调速特性。首先启动转矩大：带电刷的励磁直流电机产生的电流比感应式大，故产生力矩大。调速性能好：在宽广的范围内平滑地调速，过载能力强。与交流相比，虽然结构复杂，生产成本高，维护工作量大，但是直流电机调速在数控机床，纺织机械，电工机械等领域广为应用。我们生活中熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，也都不能缺少直流电机，可见直流电机的控制是一门很实用的技术。本文的设计是基于L298的直流电机调速控制，运用常见的89C51单片机为控制核心，采用L298为驱动芯片，TFT彩色液晶屏为液晶模块显示，设计出的直流电机调速系统。采用的原理是PWM占空比调速，PWM占空比调速是一种常用的调速方法，它通过改变负载两端的电枢电压，调整高低电平的时间长短来控制占空比从而实现调速。 关键字：??直流电机；PWM；L298 1 前言 1 1.1开发背景 1 1.2选题的目的和意义 1 2总体方案设计 2 2.1方案比较及论证 2 2.1.1直流电机的调速方法 2 2.1.2 PWM调速方式 4 2.2方案选择 5 2.3总体设计概述 6 .1系统总体设计框图 6 7 3.1电源模块设计 7 3.1.1功能介绍 7 3.1.2电路设计 7 3.1.4电路参数的计算及元器件的选择 8 3.2L298N电机驱动模块设计 9 3.2.1功能介绍 9 3.2.2电路设计 11 3.3TFT彩屏显示模块设计 12 3.3.1功能介绍 12 3.3.2电路设计 12 3.3.3电路参数的计算及元器件的选择 13 3.4单片机最小系统模块设计 13 3.4.1功能介绍 13 3.4.2电路设计 14 3.4.3电路参数的计算及元器件的选择 14 3.5 DS18B20温度传感器模块设计 15 3.5.1功能介绍 15 3.5.2电路设计 16 3.6红外收发模块设计 16 3.6.1功能介绍 16 3.6.2电路设计 17 4. 软件设计 17 4.1总体软件框图 18 4.2主程序 19 5?系统调试与测试 19 5.1?硬件测试? 19 5.2软件调试? 20 5.3?软硬件联合调试? 20 5.4软件仿真 20 6系统功能、指标参数 22 6.1系统实现功能 22 6.2系统指标参数测试 23 6.3系统功能及指标参数分析 23 7设计总结 23 参考文献 25 附录1 27 附录2 28 附录3 28  1 前言 1.1开发背景 现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。 PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。 直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分