基于单片机的无刷直流电机速伺服系统设计.docVIP

学科专业： 申 请 人： 指导老师： 摘 要 在工程实践中，经常会遇到各种需要测量电机转速的场合，例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。当前主要流行的测速方法有霍尔测速、磁电式测速和光电编码测速等，但是霍尔测速不仅价格相对较高，而且信号杂波大，需要额外的滤波电路开销；而磁电式测速容易受外界环境干扰，因此不适合用于强电磁干扰的工业环境，本系统采用光电编码测试进行速度伺服系统设计。 为了能精确地测量转速，且保证测量的实时性，本文提出了一种基于单片机的直流伺服电机测速系统设计方案。该系统通过定时器模拟PWM控制电机转速，采用外部中断的边沿触发功能捕获测速脉冲，并以此分析计算出电机转速，然后显示到LED数码管上面；此外，为了达到更精确的电机控制，设计的串行通信方案，通过PC机下传指令改变PWM输出占空比，以此控制电机转速。系统软件在Keil C51集成开发环境中采用C语言编写，并在Proteus软件中搭建电路，仿真验证了方案的可行性。 关键词： 测速； 单片机；直流伺服电机； 串行通信  ABSTRACT  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc354397632 摘 要 PAGEREF _Toc354397632 \h 1 HYPERLINK \l _Toc354397633 ABSTRACT PAGEREF _Toc354397633 \h 2 HYPERLINK \l _Toc354397634 目 录 PAGEREF _Toc354397634 \h 3 HYPERLINK \l _Toc354397635 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc354397635 \h 5 HYPERLINK \l _Toc354397636 1.1 课题研究意义 PAGEREF _Toc354397636 \h 5 HYPERLINK \l _Toc354397637 1.2 国内外发展现状 PAGEREF _Toc354397637 \h 5 HYPERLINK \l _Toc354397638 1.3 论文组织 PAGEREF _Toc354397638 \h 6 HYPERLINK \l _Toc354397639 第二章 系统方案设计 PAGEREF _Toc354397639 \h 7 HYPERLINK \l _Toc354397640 2.1 硬件设计方案 PAGEREF _Toc354397640 \h 7 HYPERLINK \l _Toc354397641 2.2 软件设计方案 PAGEREF _Toc354397641 \h 8 HYPERLINK \l _Toc354397642 第三章 硬件设计 PAGEREF _Toc354397642 \h 9 HYPERLINK \l _Toc354397643 3.1 硬件框图设计 PAGEREF _Toc354397643 \h 9 HYPERLINK \l _Toc354397644 3.2 主控制器模块 PAGEREF _Toc354397644 \h 9 HYPERLINK \l _Toc354397645 3.2.1 控制器芯片选型 PAGEREF _Toc354397645 \h 9 HYPERLINK \l _Toc354397646 3.2.2 最小系统设计 PAGEREF _Toc354397646 \h 10 HYPERLINK \l _Toc354397647 3.3 与PC机通信模块 PAGEREF _Toc354397647 \h 11 HYPERLINK \l _Toc354397648 3.4 电机驱动模块 PAGEREF _Toc354397648 \h 13 HYPERLINK \l _Toc354397649 3.4.1 引脚排列 PAGEREF _Toc354397649 \h 13 HYPERLINK \l _Toc354397650 3.4.2 L298N电路原理图 PAGEREF _Toc354397650 \h 13 HYPERLINK \l _Toc354397651 3.5 电机测速模块 PAGEREF _Toc354397651 \h 14 HYPERLINK \l _Toc354397652 3.6 LED显示模块 PAGEREF _Toc354397652 \h 15 HYPERLINK \l _Toc354397653 3.7 本章小结 PAGEREF _Toc354397653 \h 16 HYPERLIN