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1、课程设计报告题目：基于单片机的pwm直流电机调速系统教学单位电气信息工程学院年级成员专业电气工程及其自动化指导教师21目录摘要3直流电机调速的的研究背景4直流电机调速的研究意义4pwm调速5系统论述6设计思路6基本原理6总体设计框图7直流电机单元电路设计与分析7直流电机驱动模块11直流电机的键盘控制模块15直流电机PWM控制系统的实现15总接线图15控制程序设计16结束21摘要21本文是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。本课程设计主要是实现PWM调速器的正转、反转、加速、减速、等操作。并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控
2、制系统的控制电路的核心部分，由命令输入模块、驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，不断给驱动模块发送PWM波形，驱动电路完成电机正反转控制.在设计中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。关键词：AT89C51单片机；PWM调速；正反转控制。直流电机调速的的研究背景21直流电机是最早出现并得到应用的一种电机,发展至今已被广泛应用于工业自动化,机械设备,交通工具,航空动力等领域中。最早出现的直流电机是由模拟电路、数字电路、运算放大器,非线性电路组成的,因此其组成电路比较复杂,功能局限,不能灵活改装,增加了调
3、试难度,导致早期直流电机发展应用比较缓慢。近年来,PWM技术的出现及快速发展,促进了直流电机的发展及应用范围。PWM是通过控制半导体开关的导通和断开,使得直流电压随着半导体开关的通断变化,半导体开关闭合时,直流电压为高电平;半导体开关断开时,直流电压降为低电平。直流电压信号随着半导体开关的通断状态的变化而呈现脉冲式的信号。根据这个理论,可以通过改变半导体元器件开关通断的时间来改变直流电压脉冲的宽度或者频率,从而改变输出的平均直流电压值。近代由于电力电子技术、微机技术、控制理论的发展日趋成熟,利用单片机控制直流电机成为了直流电机主要调速技术中重要且热门的一部分。单片机在直流电机调速中起到输出P
4、WM脉冲信号和控制其他逻辑电路的作用。单片机体积小,重量轻,控制功能强,应用灵活,价格低廉,因而单片机成为了直流电机调速系统中控制芯片的首选。基于PWM调速的直流电机能耗低、效率高,因而直流电机再次成为了研究的热点并且得到了广泛的应用。直流电机调速的研究意义21直流电机是最早发明并得到广泛应用的电机中的一种。在各种类型的电机中,直流电机因良好的启动性能、制动性能、调速性能并且能够快速响应而在航天、工业、数字化控制等领域得到了广泛应用。在现代不同领域用到的电动机种类庞大繁杂,但直流电机凭借其特有的优势,在电子领域、自动控制领域等依然被广泛地应用。同时,直流电机能够快速无极启动、停止、加速、减速
5、以及正向和反向运转。随着生产过程中对自动控制系统的不同要求的提高,通过改变电枢回路电阻和电压来实现直流电机调速已经无法满足当今社会对控制系统的要求,所以,PWM调速技术应运而生,并得到了较快较好地发展。PWM调速系统需要的元器件少、电路构造简单、能灵活控制、耐用、能大范围调速、多样化的控制途径、与数字信号兼容通信,因此在工业领域得到了广泛应用,促进了工业化的发展,因此学习研究PWM直流电机调速系统对我们以后的工作有重要意义。Pwm调速技术PWM调速技术出现以来,迅速被应用于直流电机调速领域中,并且其在性能方面、成本方面以及操作方面表现出了很多优势,因此得到了广泛应用。电机包括同步电机、异步电
6、机。下面我们将简单介绍它们的不同调速方式以及这些调速方式的优缺点,进一步深化我们对PWM调速技术的理解。异步电机调速方式:异步电机的调速方式主要有两种,即变极调速和交流变频调速。变极调速是通过改变电机磁极对数来改变其转矩,从而实现调速目的的调速方式。交流变频调速是利用晶闹管对三相电压变流,输出类似正弦波电压,使得电机获得类似正弦波变化的电压,从而实现调速目的。变极调速的优点是设备简单、操作容易,缺点是无法进行平滑稳定调速。交流变频调速克服了变极调速无法平滑调速的缺点,但其缺点是设备复杂,成本高。同步电机调速方式:调极和调频。这两种调速方式都有很大的缺陷:调极调速方式不能实现平滑调速,调速稳定
7、性较差;调频调速方式不能大范围调速,使得电机工作电压范围受到局限,无法满足工业生产中对不同功率设备提供动力的要求。PWM调速方式:PWM调速方式能够实现大范围调速、调速过程平滑、调速响应动作快速,,克服了以上调速方法的缺点,随着PWM技术的不断发展,其应用领域将不断扩大。系统论述21设计思路直流电机PWM控制系统的主要功能包括：直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速。该直流电机系统由
