直流电机调速系统

《直流电机调速系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、课程设计设计题目：直流电动机调速系统学院：机电汽车工程学院专业：测控技术班级：组员：指导老师：姓名：学号：目录一、摘要二、课程设计要求三、直流电动机调速概述（一）直流电机结构（二）直流电机工作原理（三）直流电机PWM调速原理四、课程设计思路简介五、总体电路设计（一）单片机芯片（二）直流电动机驱动电路的设计（三）复位与晶振电路（四）正反转控制电路设计（五）PWM脉冲控制电路设计六、软件设计（一）硬件的分配如下表所示（二）软件流程如下图所示（三）总体程序七、整体电路图以及单片机输出的PWM脉冲波形图一、摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实

2、现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片L298作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本文利用proteus仿真软件对所设计的电路进行仿真分析，发现和解决问题并实现功能。同时利用keil软件进行汇编语言编程设计。关键词：PWMX信号、直流电机驱动、proteus、keil二、课程设计要求本设计一MCS-51系

3、列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个启动开关一个停止开关，一个正向开关，一个反向开关，八位拨码开关负责设置占空比进行脉冲宽度调制，可实现电动机的正转、反转、刹车、滑行，四种状态，并可根据占空比调节转速。三、直流电动机调速概述（一）直流电机结构直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装有磁极，转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向片和电刷引出，直流电机结构如下图所示（二）直流电机工作原理由上图可知，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面固定线圈abcd。当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，产生旋转。根据左手定则

4、可知，当流过线圈中的电流方向改变时，线圈受力的方向也改变，因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。（三）直流电机PWM调速原理对于直流电机来说，如果加在电枢两端的电压为右图所示的脉动电压，可以看出，在T不变的15情况下，改变和宽度，电压将发生变化。下面对这一变化作进一步的推导。设电机接全电压U时，其转速最大为。若施加到电枢两端的脉动电压占空比为D=/T,则电枢的平均电压为=则下图为施加不同的占空比时测的的转速与占空比的关系图四、课程设计思路简介⑴选用ATMEL公司89C51单片机，它具有16KB的内部ROM,2个定时器/计数器，2个外部中断。⑵通过外部中断

5、来读取控制按钮的的动作。⑶通过L298驱动芯片来实现电机的驱动。⑷通过PWM技术来控制电动机速度的控制。15单片机（读取速度控制、开关、正转反转信号，向驱动芯片输出控制信号）八位拨码开关（控制电动机速度）开关（控制电动机正转、反转、制动滑行）L298N实现电动机功率驱动电动机五、总体电路设计（一）单片机芯片本设计选择AT89C51单片机芯片实现89C51是MCS-51系列单片机中的一个子系列，是一族高性能兼容型单片机。其内部资源分配和性能如下；8位CPU；寻址能力2X64K；4KB的内部ROM和128B内部RAM；四个8位I/O接口电路；一个串行全双工异步接口；

6、五个中断源和两个中断优先级；采用CMOS工艺电流小，低功耗。80C51各引脚主要功能简介：（1）Vss(20脚):接地（2）VCC（40脚）:主电源+5V（3）XTAL1（19脚）:接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。XTAL2（18脚）:接外部晶体的另一端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。若需采用外部时钟电路，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。（4）RST（9脚

7、）:单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET）15（5）PSEN（29脚）:在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。（6）ALE/PROG（30脚）:地址锁存允许/编程线。51系列单片机为了减少外部引脚的数量，采用

8、了地址/数据总线复用技术