单片机直流电机PWM 调速器设计.doc

课程设计(论文) 题 目 名 称 直流电机PWM调速器设计 课 程 名 称 单片机原理及应用 学 生 姓 名 学 号 0741227273 系 、专 业 信息工程系、信息类 指 导 教 师 2009年 4 月30 日 目 录 摘要 Ⅰ 1任务及要求 1 1.1 设计任务 1 1.2 设计要求 1 2设计思想 6 2.1 硬件设计思想 6 2.2 软件设计思想 6 3电路原理与电路图 12 4流程图与算法描述 26 4.1 流程图 27 4.2 算法描述 29 5部分模块电路设计 30 5.1部分模块电路仿真 30 6测试分析 30 7课程设计总结 33 参考文献 38 附录（源程序清单） 33 摘 要 本课题是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电动机的控制。因此在设计中，对直流调速的原理，直流调速控制方式及调速特性，PWM基本原理及实现方式进行了全面阐述。 为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量；由命令输入模块、模块键盘AT89C51单片机； PWM调速；正反转控制 1任务及要求 1.1设计任务 采用AT89C51单片机，LED数码管显示部件，人机交互接口采用独立式键盘，L298电机驱动电路。该直流电机PWM调速器能实现电机正转，反转，停止，并能实时显示转动的圈数。 1.2设计要求 设计出硬件电路软件编程方法输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于1010Ω，耐压一般可超过1kV，有的甚至可以达到10kV以上。由于“光”传输的单向性，所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象，其输出信号也不会影响输入端。由于发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大，所以，光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。 容易和逻辑电路配合。 响应速度快。光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒极。 无触点、寿命长、体积小、耐冲击。 使能端 控制A 控制B 电机状态 高电平 高电平 低电平 正转 低电平 高电平 反转 同高或同低 停止 低电平 任意 任意 自然停转 表3.1直流电机PWM调速方案 图3.4 直流电机PWM调速方案 3.3续流电路 由于电机具有较大的感性，电流如果突变易损坏功率胳即L298芯片。为保护芯片加上洗续流电路。电路的工作原理替如图3.4所示。 电路的工作原理： 当电机正转时 ，若突然掉电，D1、D4导通，D2、D3截止；当电机反转时，突然掉电D2、D3导通，D1、D4截止。 图3.5 续流电路工作原理图 4流程图与算法描述 图4.1主流程图 图4.2 数码显示流程图 图4.3中断子程序流程图 5部分模块电路设计 将电机驱动和显示模块电气原理图进行PROTEUS设计。 打开PROTEUS的ISIS编辑环境，从PROTEUS中选取该电路所需要的元器件，放置元器件、放置电源和地、连线得到如图4.5所示的电气原理图，再点菜单栏工具下拉的电气规则检查，当规则检查出现：“NETLIST GENERATED OK NO ERC ERRORD FOUND”，表示通过检查。电路设计完成。 5.1部分模块电路仿真 PROTEUS软件自带编辑器，可以实现对汇编程序的编译，其操作步骤是： （1）新建源文件：点菜单Source→Add/Remove source Files在出现的对话框中，选择ASEM51编辑器，新建PWM.asm 源文件。 （2）程序设计：点菜单Source→PWM .asm打开源文件编辑器，将将附录程序输入到文本中。 （3）源程序编译：点菜单Source→Build ALL编译汇编源程序，生成目标代码文件PMD.HEX，若编译失败，可对程序进行修改调试直至编译成功。 （4）目标代码加载：在PROTEUS编辑环境双击AT89C51，弹出如图4.6所示的对话框，在PROGRAM FILE一栏中单击打开按钮，选中PWM.HEX文件。在CLOCK FREQUENCY栏中设置系统工作频率为12MHZ，单击OK完成目标代码加载。 图5.1 程序代码加载 最后