电力拖动课程设计--开环控制的pwm直流调速系统设计与实现

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1、拖动系统课程设计报告书题目：专业：姓名：学号：指导教师：第28页任务书课题名称：开环控制的PWM直流调速系统设计与实现课程设计任务：1、查找文献，掌握直流电动机PWM调速的基本工作原理；2、设计直流电动机开环调速系统，建立系统模型并进行仿真试验；3、设计并调试基于51单片机的H桥驱动控制电路；4、设计速度调节器算法，对开环系统进行负载试验；课程设计要求：1、能独立设置电机速度（按键设置或滑动变阻器设置或上位机设置）；2、能显示当前电机的实际速度（单位为：r/min）;3、能控制电机启动、停止、正反转、软启动和软制动；课程设计内容：1、设计直流电动机开闭环调速系统

2、总体方案；2、建立系统数学模型，并设计电流调节器和转速调节器算法；3、直流电机的控制电路、驱动电路、保护电路及其检测电路设计4、基于单片机的开环调速系统软件程序设计；任务下达日期：2015年6月3日设计日期：2015年6月9日第28页摘要本次设计先通过上网查找资料，了解直流电机PWM开环调速系统的原理及其特性。再通过PROTUES电路仿真PWM波形控制输出并设计该开环直流电机调速系统硬件电路。此次设计的系统可通过按钮实现正反转调节，实现电机的7档调速，并且在LCD屏幕中实时显示出电机的状态，包括正反转，档位以及电机转速。该系统有如下优点：需用的大功率可控器件少，

3、线路简单；调速范围宽：电流波形系数好，附加损耗小；功率因数高。关键词：开环直流电机PWM51单片机第28页目录1系统概述62硬件电路设计72.1主控制模块72.1.1单片机管脚介绍：72.1.2晶振电路与复位电路82.2.3矩阵键盘92.2脉冲整形触发电路设计102.3LCD1602102.4电机参数112.5电机驱动模块112.5.1模块描述112.5.2模块接口说明112.5.3模块使用说明123软件设计123.1操作说明123.2c程序设计133.2.1LCD1602133.2.2矩阵键盘读取133.2.3占空比计算143.2.4PWM信号产生143.2.

4、5转速计算143.2.6换向144系统调试144.1PWM信号调试144.2电机转速测试145结束语156参考文献157附录157.1设计图纸15第28页7.2元器件清单157.3程序15第28页1系统概述该直流电机调速系统是以STC89C52单片机为核心，配以相应硬件电路，完成电机启动停止控制、正反装控制以及1-7档电机转速选择等功能。实际运用时，用户可以根据自己需求来设置电机档位或电机的正反转，起停。PWM直流电机调速系统主要由矩阵键盘、单片机、脉冲整形触发电路、电机驱动模块等部分组成。其中矩阵键盘用于控制电机各种功能的实现。电机上装有41线码盘，电机转一周

5、形成41个脉冲，通过脉冲整形触发电路接入52单片机的I/O口进行计数并用于计算电机转速。电机PWM控制信号由52单片机定时器定时触发，通过I/O口输入至电机驱动模块来进行控制电机转速。脉冲整形触发电路矩阵键盘复位电路晶振电路电源输入STC89C52LCD1602电机驱动模块图一：系统功能方块图如图1所示电源输入电路为STC89C52提供5Vvcc电源。晶振电路的主要作用是提供基准频率，在电路产生震荡电流,发出时钟信号。复位电路是使单片机的CPU和系统中的其他功能第28页部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第—

6、个单元取指令。键盘接口电路实现PWM直流电机调速系统的各种功能。脉冲整形触发电路将电机41线码盘产生的脉冲输入至单片机进行电机转速计算。电机驱动模块接收单片机PWM控制信号来驱动电机。LCD1602液晶屏用来显示电机的正反转状态、起停状态、档位及实时的转速。2硬件电路设计2.1主控制模块第28页2.1.1单片机管脚介绍：图2：单片机管脚单VCC（40）：供电电压，其工作电压为5V。GND（20）：接地。P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部

7、程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被

8、写“1”时，其管脚被内部