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厦门大学 电子技术课程设计报告 课 题： 直流电机控制器的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械一班 学 号： 姓 名： 指导教师： 时 间： 2010-7-22 直流电机控制器的设计 一、设计目的 1 设计和实现一种模仿洗衣机电机运转的控制器。 2 通过此次设计初步掌握电子电路的设计方法。 3 熟练电路制作的操作。 二、设计要求 基本设计要求： ①设计电路模拟洗衣机电机运行规律，实现直流小电机的 正反转控制。基本模式是“正转”→“停止”→“反转”→“停止”→…的控制过程； ②“正转”→“停止”→“反转”→“停止”各阶段时间控制为8秒，时间控制误差小于1秒。 扩展设计要求： ①可实现对直流小电机的“定时启动”和“定时关闭”； ②电机转速可调（利用电位器调整）； ③启动定时和关闭的预置时间可调。 三、方案设计与论证 1 设计两个定时器用于实现“定时启动”和“定时关闭”的功能。定时时间在0~60分钟内可调。每个定时器模块使用4个74LS192D十进制可逆计数器，四个显示数码管及相应的元器件和电路组成。调整好时间之后，“定时启动”模块定时器先开始工作，当倒计时到0时，定时器清0，同时启动“定时关闭”模块和电动机运行模块。当“定时关闭”模块的定时器倒计时到0时，定时器清0，同时关闭电动机运动模块。 2 如此则需为计数器提供一个合适的脉冲，设计中的计数器以秒为单位。所需脉冲必为1HZ脉冲，因此我们可以考虑555定时器，利用其构成多谐振荡器产生矩形脉冲信号。 3 对于电动机运行模块中电机的工作顺序：“启动——正转8s——暂停8s——反转8s——暂停8s——正转8s... ”循环一个周期的时间是32s。利用一个JK触发器把555定时器输出的1HZ脉冲二分频，这样就得到周期为2s的矩形波。再用一个74LS193D十六进制可逆计数器。用计数器的4位输出来控制电机的运行状态。0000~0011控制电机正转，0100~0111控制电机停止，1000~1011控制电机反转，1100~1111控制电机停止。每中状态刚好运行8s，循环一周期为32s。这样就可以实现上述电机的循环工作设计要求。 四、设计原理与电路图 1 设计原理：利用555定时器产生周期为1s的矩形波工作脉冲。在设定好定时开启和定时关闭的时间之后，工作脉冲输入到“定时开启”模块中，倒计时开始，倒计时结束后，定时器清0，同时电动机和“定时关闭”模块开始工作。“定时关闭”定时器倒计时结束后，定时器清0，同电动机工作。时关闭 2 电路图： 3 分模块介绍电路图： 脉冲产生电路及相应输出波形： 555定时器接成多谐振荡器。选用合适的电阻和电容以得到所需的输出脉冲。 脉冲频率计算如下： 定时开启模块和定时关闭模块 定时开启模块： 开关7开始接地，Q输出1，输出0。与门输出0，定时关闭模块不工作。三极管开关Q3断开，电动机模块不工作。利用开关2、3设置定时开启的时间。设置好后开关7接电源。合上总开关A和开关8，开始工作。当倒计时结束时，最左边74LS192D借位端口Bo输出一个脉冲输入到JK触发器的RESET端。此时，Q输出0，输出1。定时器清0，同时打开三极管开关Q3，打开与门，电动机运行模块和定时关闭模块开始工作。 定时关闭模块： 开关7开始接地，Q输出1，输出0。利用开关2、3设置定时开启的时间。设置好后开关7接电源。当定时开始倒计时结束后，最右边那个与门打开，定时器输入工作脉冲开始工作。当倒计时结束时，最左边74LS192D借位端口Bo输出一个脉冲输入到JK触发器的RESET端。此时，Q输出0，输出1。定时器清0，同时Q输出低电平到电动机运行模块中的Load端口，把预置数1111送到输出端口。电动机停止工作。 芯片74LS192D功能简介： 74LS192的功能表如下表所示 输入 输出 MR PL UP DN D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 × × d c b a d c b a 0 1 　 1 × × × × 加计数 0 1 1 　 × × × × 减计数 电动机运行模块 对于电动机运行模块中电机的工作顺序：“启动——正转8s——暂停8s——反转8s——暂停8s——正转8s... ”循环一个周期的时间是32s。利用一个JK触发器把555定时器输出的1HZ脉冲二分频，这样就得到周