智能电机速控制显示系统设计

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1、电子技术课程设计题目：智能电机转速控制显示系统设计学院计算机与通信工程学院　专业　学号　姓名　LeiKe指导老师　leike19摘要当今社会，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了广泛的应用。我希望通过对电子电路设计及制作课程设计等环节，力求达到以下作用和目的：即进一步掌握模拟数字电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力

2、；基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高对电子电路的设计和实验能力；熟悉并学会使用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定基础。以下设计是以单片机为核心设计一个电动机转速测定以及数据显示系统，要求对转速范围在0—166r/min的直流调速电动机进行测量并显示，转速数据显示精度要达到转速个位数和加速、减速、定速、电机正转和反转的实时控制。本设计使用12V直流电机，将直流电机测速装置产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算出每秒的转

3、速。调用显示程序在数码管上，其主要内容是单片机部分主要完成转速的测量，数码管显示部分主要把转速显示出来，显示范围在0—166r/min之间。关键词：直流电机单片机转速控制数据显示19目录摘要2目录31.引言...................................................42总体设计.................................................52.1基本原理52.2系统总体框图及设计思路63.详细设计63.1硬件设计73.2软件设

4、计.83.2.1程序设计思路83.2.2程序流程图93.2.3程序代码114.系统调试及分析155.心得体会16参考文献17191.引言电子计技术的高速发展，促使直流电动机逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术进入到一个新的阶段。直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动中得到广泛应用。从控制角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组

5、成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能以及算法可以采用技术来完成，为直流电机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。在传统的生产行业中，经常会遇到需要测量转速的场合并且显示其转速及瞬时转速。在现代化的工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械，拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、损耗小、经济。能实现远距离控制等一系列优点，因此大多数机械都

6、采用电力拖动。按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动和交流电力拖动两大类。19早期的生产机械如通用机床、风机、泵等不要求调速或调速要求不高，以电磁式电器组成的简单交、直流电力拖动即可以满足。随着工业技术的发展，对电力拖动的静态与动态控制性能都有了较高的要求，具有反馈控制的直流电力拖动以其优越的性能曾一度占据了可调速与可逆电力拖动的绝大部分应用场合。自20年代以来，可调速直流电力拖动较多采用的是直流发电机-电动机系统,并以电机扩大机、磁放大器作为其控制元件。电力电子器件发明后，以电子元件控制、

7、由可控整流器供电的直流电力拖动系统逐渐取代了直流发电机-电动机系统,并发展到采用数字电路控制的电力拖动系统。这种电力拖动系统具有精密调速和动态响应快等性能。这种以弱电控制强电的技术是现代电力拖动的重要特征和趋势。交流电动机没有机械式整流子，结构简单、使用可靠,有良好的节能效果,在功率和转速极限方面都比直流电动机高；但由于交流电力拖动控制性能没有直流电力拖动好，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动。直流电动机作为执行机构被广泛应用于各类控制系统中，其

8、驱动与转速精度是电动机能够稳定工作的关键。为此，提出了一种直流电机驱动与转速测量系统的设计方法。利用电子信息技术改造传统产业，可以提高生产效率。如果应用现代化手段对电机转速进行科学改变，精确测量，并辅以数码显示，超速报警等装置，对工业，生活中的一些旋转设备的速度以及需要控制其速度的仪器和用品加以控制和测量，会给生产和生活带来很大的方便。随着计算机的广泛应用，特别是高性价比的单片机的出现，转速测量普遍采用了以单片机为核心的数字化，智能化。本设