电子线路课 程设计.doc

电子线路 课程设计(论文) 题　目: 直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计 学生姓名符凯 高金龙 刘博 赵政滨 张平 龚创 彭毅 张杰 专 业_ 电子科学与技术 学 号_ 班 级_ 2008 级1 班 指导教师 丁珠玉 成 绩_ 工程技术学院 2011年 12 月 目 录 1 引言 3 2 课程设计分析 3 2.1设计基本要求 3 2.2设计说明 4 3 电路分析 4 3.1 PWM产生电路设计 4 3.2 PWM功率放大器设计 5 3.3转速和脉冲输出和检测电路设计 5 3.4脉冲整形电路设计 5 3.5脉冲计数电路设计 6 4 结论 6 4.1 准备阶段的工作 6 4.2 系统硬件设计 7 4.3 系统设计总论 7 参考文献 7 致谢 8 直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计 符凯 高金龙 刘博 赵政滨 张平 龚创 彭毅 张杰 西南大学工程技术学院，重庆 400716 1 引言 目前直流调速在工业生产过程中有广泛的运用，直流调速的转速比更大，可在全部的调速范围内都能获得良好的转矩特性。放眼望去，交流电机占据了转动应用的绝大多数地盘，大有取代直流电机的趋势。但在实际场合，人们大多使用直流电机调速。由于变频技术的发展，交流变频的性能越来越接近直流调速。如今单片机调速控制在应用中也是一种普遍方案，但是由于单片机系统电路设计的复杂繁琐，并且造成资源浪费等问题，这也成为它的一种应用的劣势，基于这种问题本文提出了一种采用数字芯片设计的简易直流电机调速器，所用元件极少，并且电路简单，资源有效充分利用，可以对电机进行大范围速度控制和转速的检测。因此采用数字电路设计的电机调速器将有广泛的应用价值。 2 课程设计分析 2.1设计基本要求 (1) 设计一个多谐振荡器，频率调节范围为3?5KHz，占空比调节范围为5?95%。 (2) 选用额定电压不超过12V，额定电流不超过0.5A的玩具直流电机作实验，根据电机的实际参数设计功率放大器，使之推动直流电机工作。 (3) 设计直流电机的转速检测电路，该电路可用光电转换方法实现。 (4) 设计转速显示电路，用2位数码管出直流电机每秒钟所转的圈数。 2.2设计说明 脉宽调速是利用改变脉冲宽度的方法实现脉冲占空比的变化，用以改变输出直流电压的平均值，达到调节直流电机的转速。 3 电路分析 3.1 PWM产生电路设计 我们采取NE555作为PWM发生器，通过改变可调电阻的大小来改变占空比，从而达到调速目的。电路图如下： 3.2 PWM功率放大器设计 考虑到实验室现有资源，我们采用IRF540进行电机驱动设计，前置采用8050和8550对IRF540进行推动，达到电机单向控制。 电路图如下： 3.3转速和脉冲输出和检测电路设计 我们采用A44E开关霍尔传感器对电机进行转速计数，原理是：当电机转一圈，A44E向外输出一个脉冲，这样通过在单位时间内检测脉冲个数就可以得到电机的转速，达到测速目的。 3.4脉冲整形电路设计 由于A44E输出的脉冲可能变形，继而影响后续脉冲计数电路的准确性，因此加上一级斯密特触发器对输出脉冲进行整形，提高波形质量。我们采用的是NE555组成的斯密特触发器。 电路如下所示： 3.5脉冲计数电路设计 该部分电路包括闸门电路，计数电路，时钟电路，显示电路的设计。根据实验室现有资源，闸门电路采用74HC00与非门，通过一级输入的标准时基信号对另一极的被测信号进行周期通过；计数电路采用CD4518十进制计数器，该计数器集成块中包含两个计数单元，一个计数单元对应十位数，另一个计数单元对应个位数；时钟电路采用CD4060产生2HZ的标准脉冲，再通过CD4518对其进行两次2分频得到0.5HZ的时基信号。显示电路采用CD4511，该芯片为BCD-7段数码管显示驱动器，将计数得到的数值转换后送给数码管进行显示。 电路如下图所示： 4 结论 经过一个的努力，终于完成了直流电机的转速检测与脉宽调速器的初步设计，所完成的工作主要包括以下几个方面： 4.1 准备阶段的工作 准备阶段的工作包括：查阅国内外相关文献，了解直流电机的转速检测与脉宽调速器的发展过程以及发展趋势，了解直流电机的转速检测与脉宽调速器的工作原理和主要作用，分析现有的直流电机的转速检测与脉宽调速器的主要问题及国内直流电机的转速检测与