pwm脉宽调制的直流电机控制设计--课程设计报告书

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1、皖西学院课程设计报告书系别：机电系专业：学生姓名：学号：课程设计题目：PWM脉宽调制的直流电机控制设计起迄日期:06月9日~06月22日课程设计地点:微机原理与应用实验室指导教师:20目录第1章任务分析........................................3第2章设计综述........................................42.1设计思路..............................................42.2设计功能............................................

2、4第3章总体设计........................................53.1硬件设计..............................................53.2软件设计..............................................7第4章proteus仿真.....................................105.1启停的仿真............................................115.2加速的仿真.........................

3、...................115.3减速的仿真............................................12第5章课程设计总结.....................................15参考文献附录1源程序附录2元件清单20摘要随着信息技术的高速发展，直流电机调速在生活以及工业生产中担任着越来越重要的作用。因而掌握直流电机调速对我们电气专业的学生非常重要。本文介绍用单片机做控制器产生PWM波来调节直流电机转速。本设计电路采用开环控制电路，具有线路简单、结构可靠、性能较好等特点。第一章任务分析本次课程设计是基于PWM脉宽调制的

4、直流电机控制设计，它要求我们能够设计出用D/A输出控制负载直流电机的变化控制电路且设计一个接口电路，在处理器的控制下，能根据开关的状态，产生不同的占空比的脉冲控制输出对象的转速。对于上述要求我们可以选择两种方案来实现。第一种是用PLC来搭载端口、控制接口等再加上数模转换电路实现。第二种是直接使用单片机加上数模转换电路实现。综合考虑我还是选用了第二种方法，因为单片机相对于PLC之类的微机来说具有很大的优势，单片机它是将处理器、中断、定时器等集成成在一起的芯片。使用它不需要外接串口、中断、定时器等芯片。而且单片机编程使用的使C语言或汇编语言更容易我们实现，因为这些课程我们在此之前已经学过

5、了。因此使用单片机作为控制器来实现控制直流电机的转速是较佳的选择。对于PWM脉宽的产生可以使用编程的方法来实现的。先将编好的PWM脉宽程序烧录在单片机中，通过检测按键的状态来调用相应的程序，然后通过D/A转换和放大电路产生一定要求的PWM脉宽，进而调节直流电机的转速。20由于，本课程设计没有对转速的静差率等参数有严格的要求，本着原理简单，电路可靠和编程方便的原则，我们选择了开环调节直流电机的转速。第二章设计综述2.1设计思路数字信号可以通过数/模转换成模拟信号。因此可通过产生数字信号在转换成模拟信号的方法产生所需的PWM脉宽波形。AT89C51本身就是一个完整的计算机，具有组成微机的

6、个部分部件；中央处理器、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、计数器/定时器及串口中断等。因此只要将AT89C51在配置键盘、数模转换及PWM波形输出即可构成所需的直流调速系统。其原理图1如下：直流电机89C51单片机D/A转换器放大电路图1原理框图2.2设计功能（1）本方案采用的是3个独立式按键，分别表示着启动/停止、加速、减速。选择不同的按键对应着不同的功能。如开关按键对应着电机的启动或停止，加速按键能增大PWM波的占空比，减速按键能减小PWM波的占空比。（2）占空比的变化范围为0~100%，对应的转速由0r/min~585r/min。20第3章总体设计3.1硬

7、件设计最小系统：最小系统是单片机能正常工作的最小电路，它虽然简单，但是他是单片机工作必不可少的电路。单片机最小电路通常由震荡电路、复位电路和电源电路三大部分组成。本设计的晶振用的是12MHz。电路如下图所示：图2单片机最小系统指示显示电路：指示灯在系统运行中有着特殊的作用，一方面它能监视系统的运行状态，另一方面指示灯的颜色还能给操作人员以警示的作用。如红色表示危险，系统出故障等，蓝色代表系统开启等。由于led灯的额定功率比较小，可以直接由单片机的IO口控制