数电课程设计----基于555定时器的调速电机的制作.doc

基于555定时器的调速电机的制作 Based on the 555 of the timer control motor manufacture 摘要：在电机的调速方面加入数字控制部分，设计一款数控直流电机。该电机使用数字方式调节，具有设计简单、调节方便、安全的特性。适用于各种直流的电机的调速控制。利用555定时器对直流电机进行调速，与传统的电压调速方式比较安全方便。同时该作品可升级与微处理器相连接，增强人机交互与对电机的实时监控。 关键词：555定时器；直流电机；控制 Abstract: In the motor speed regulating join digital control parts, design a numerical control dc motor. The motor using digital mode adjustment, has the design is simple, convenient adjustment, safety features. Apply to all kinds of dc motor speed control. Use 555 to dc motor speed control timer, and traditional voltage is safe and convenient way to speed. At the same time, this work can be upgraded and microprocessor connected to enhance human interaction and the real-time monitoring of the motor. Keywords: 555 the timer; Dc motor; control 目录 0引言 3 1系统硬件设计 3 1.1系统总体设计结构 3 1.2电源部分 4 1.2.1 供电电源部分 4 1.3 脉宽调制部分 4 1.3.1 555定时器内部结构 5 1.3.2 多谐振荡器工作原理 5 1.3.3 脉宽调制计算 7 1.4 H桥驱动电路 7 1.4.1 H桥驱动电路原理 8 1.4.2驱动电路使能控制和方向逻辑 9 2 结语 10 参考文献 - 11 - 0引言 直流电机是电子技术中常见的设备之一，广泛应用于工农业生产、科研、教学等领域。传统的直流电机控制制作复杂、精度低、可靠性低且操作危险性高。普通的直流电机调速装置很多，但均存在以下问题：上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。 图1.1 系统硬件结构图 1.2电源部分 1.2.1 供电电源部分 电源部分输入220v,50HZ交流电，输出全机所需的+5v，主要供数控部分和驱动模块使用。+5v作为数控供电的正电源，同时也是驱动输出电路的主电源。如图1.3.1和图1.3.1所示。 1.3 脉宽调制部分 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构及管脚排列如图所示。它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个5 的等值电阻串联而成。分压器为比较器提供参考电压，比较器 的参考电压为，加在同相输入端，比较器 的参考电压为，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放 、 组成。高电平触发信号加在 的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S触发器 端的输入信号；低电平触发信号加在 的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R—S触发器 端的输入信号。基本R--S触发器的输出状态受比较器的输出端控制。 由555定时器组成的多谐振荡器如图所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波如图所示。设电容的初始电压 ＝，t＝时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端 ＝ Vcc，比较器输出为高电平，输出为低电平（1表示高电位，0表示低电位），即触发器置，定时器输出 此时 ，定时器内部放电三极管截止，电源经向电容充电， 逐渐升高。当上升到时，输出由翻转为，这时触发顺保持状态不变。所以0t 期间，定时器输出为高电平。时刻上升到比较器 的输出由变为，这时触发器复，定时器输出 。期间 ，放电三极管导通，电容通过 放电