《自动化工程训练》课程设计报告-直流电动机速度调节和方向控制汇.docx

中南大学《自动化工程训练》课程设计报告设计题目 直流电动机 速度调节和方向控制 指导老师 设计者 专业班级 自动化0711班 学 号 目 录第一章 自动化工程训练设计的目的意义11.1 设计课的目的与任务11.2 课程设计的内容1第二章 直流电动机速度调节和方向控制软硬件设计任务22.1 设计内容及要求22.2 课程设计的要求2第三章 总体设计方案33.1 设计思想33.2 总体设计流程图4第四章 硬件设计54.1 硬件设计概要54.2 所用到的芯片及其各自功能说明6 4.2.1 芯片列表64.2.2 DAC0832的功能简介6 4.2.3 LCD的功能简介8第五章 软件设计115.1 流程图及其说明115.2 源程序及其说明12第六章 系统调试及使用说明13第七章 收获、体会15参考文献17附录18第一章 自动化工程训练设计的目的意义1.1设计课的目的与任务自动化工程训练是为自动化专业开设的课程设计教学环节，其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，是通过设计以微控制器为核心的单片机检测系统，加深学生对微控制器技术的了解，进一步掌握其程序设计与硬件接口技术。本课程的主要任务是运用所学微控制器技术、微机原理等方面的知识，设计出一台以80C32MCU为核心的单片机数据采集、通讯或测控系统，完成信息的采集、处理、输出及人机接口电路等部分的软、硬件设计。1.2 课程设计的内容本课程设计的重点是培养学生利用微控制器的硬、软件开发技术进行微控制器系统的设计与开发能力。本次课程设计的题目是：直流电动机速度调节和方向控制。第二章 直流电动机速度调节和方向控制软硬件设计任务2.1 设计内容及要求设计内容：掌握直流电动机控制系统的硬件设计方法和直流电动机速度调节、方向控制技术。学会编制直流电动机驱动程序的软件设计方法。通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。D/A采用DAC0832转换输出控制直流电机两端电压，达到控制直流电动机速度；电动机正反转方向控制，要求改变直流电动机的转向，必须改变电磁转矩的方向。根据左手定则，可以通过改变电枢电流的方向（既D/A0832转换输出正或负直流电压），来改变电磁转矩方向，达到电动机正反转方向的控制。同时要求在LCD上显示调节的瞬时速度和方向。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。课程设计的要求本课程设计涉及《微控制器技术》课程的基本概念和理论，主要要求学生掌握微控制器的指令系统、中断技术、总线扩展、模拟与数字I/O接口技术与通讯技术等，重点是培养学生掌握微控制器在自动化测控应用系统中的设计与开发方法。课程设计的基本要求如下：1．掌握单片微控制器硬件结构和工作原理、中断与定时系统、等基本概念和原理；2．熟悉8/16位单片微控制器（8X51/196系列）的主要功能单元和指令系统；3．利用微控制器的接口技术进行简单的测控及自动化应用系统设计；第三章 总体设计方案3.1 设计思想3.1.1 直流电机转速调节某些场合往往要求直流电机的转速在一定范围内可调节，例如，电车、机床等，调节范围根据负载的要求而定。调速可以有三种方法：（1）改变电机两端电压；（2）改变磁通；（3）在电枢回路中，串联调节电阻。本实验采用第一种方法：通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。本次设计用DAC0832D/A转换输出控制直流电机两端电压。3.1.2 直流电机运转方向控制要改变直流电动机的转向，必须改变电磁转矩的方向。根据左手定则，改变电磁转矩的方法有两种方法：（1）改变电枢电流的方向；（2）改变磁通的方向。本次设计采用第一种方法。3.1.3 拨动开关K1-K8功能设定本次设计通过拨动开关K1-K8确定直流电机的转速和K10控制直流电机的运转方向。速度等级K1K2K3K4K5K6K7K8正转反转K10K1000000000011000000020100000030010000001400010000500001000600000100700000010800000001表3—1 速度等级和运转方向的控制通过调试使8个速度等级成线性关系。3.1.4 通过栅格圆盘和光敏管组成测速系统本次设计通过栅格圆盘和光敏管组成测速系统。当直流电机通过传动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光敏管获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机定时/计数器1计数，定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m，经过单位换算，就可以算得直流电机旋转的速度。直流电机转速计算公式：n=60·m/(N1·T·N)(rpm)其中：n为直流电机转速,N为栅格数，N1为T0中断次数，m为定时器T1在规定时间内测得的脉冲数，T为