小功率直流电机调速系统设计毕业论文.doc

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1、小功率直流电机调速系统设计毕业论文目录论文总页数：48页1引言11.1课题背景及意义11.2本课题研究方法和目标11.2.1硬件部分11.2.2软件部分11.3主要技术介绍22方案研究与主要芯片选择22.1总体方案原理及设计框图22.2主控芯片的选择与论证32.3显示设备的选择与论证42.4驱动模块选择63硬件电路设计73.1单片机控制模块单元电路设计73.1.1XS128单片机73.1.2C51单片机133.2驱动控制电路设计133.3测速电路设计143.4液晶显示电路设计143.5电源电路的设计16

2、3.6按键输入电路的设计163.7电路总设计174软件设计194.1软件设计的总体流程图194.2各个模块的程序设计204.2.1XS128工作的程序设计204.2.2按键模块的程序设计234.2.3显示模块的程序设计244.2.4调速模块的程序设计255软硬件调试模块265.1C51单片机模块程序的调试265.1.1单片机程序的调试265.1.2单片机程序的下载275.2XS128单片机程序的调试和仿真275.2.1XS128程序的调试275.2软硬件连调中遇到的问题及解决方法285.3小功率电机调速

3、系统的使用方法295.4调速中的误差的分析305.5方案改进32结论32参考文献34致谢35声明37附录381引言1.1课题背景及意义在现代的工业生产及应用中，电动机发挥着越来越重要的作用，由电动机和生产机械组成的系统称为电力拖动系统，电动机是其重要的组成器件，电动机的作用是将电能转换为机械能，为生产机械提供动力，是生产机械的原动力，是生产机械的原动机，为生产提供了动力[1]。直流电机传动效率高、运行经济、操作简便，因而得到了越来越广泛的应用，特别是在现在的工业企业中，几乎所有的生产机械都是由电动机来拖

4、动的，例如各种机床、各种生产线、风机、水泵，等等。可以毫不夸张的说，没有电动机、没有直流电机，就没有现代工业。这样，电动机在我国国民经济中得重要作用就不言而喻了，所以说电动机在的日常的生活中是必不可少的。所以设计中非常有必要研究一下直流电机。电动机是主要的动力设备，直流电动机就是将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换为直流电能（直流发电机）的旋转电机。近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，

5、可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，由于在需要用到变速的场合有很多的应用，所以需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求。这就使研究直流电机的转速变的非常有意义，对日常的生活也有很大的帮助[2]。1.2本课题研究方法和目标1.2.1硬件部分1、首先确定电机驱动的电路，以及控制驱动电路的方式。2、要使其驱动电路工作，则需要给驱动电路信号，也就是PWM控制信号，这个信号就得要XS128单片机产生。这就是要设计一下XS128核心控制模块，还有按键输入预置转速的模块。3、电机

6、转动以后需要测量其速度，这时要用到测速的模块来测量其速度，实际转速来作为反馈信号进行比较，使XS128单片机调节占空比，控制电机转速的快慢。4、测速以后，本设计需要用到显示模块来进行显示预设转速和实际转速。1.2.2软件部分1、键盘输入预设转速程序，通过按键来给单片机的预设转速。一边给XS128单片机，一边给51单片机。2、XS128单片机产生PWM信号的程序，这个占空比大小是可调的，设计为键盘输入预设转速与当前转速相比较由软件自动调节，然后产生要求的触发信号去控制电机按照设计中要求的转速工作。48第页

7、共48页3、C51单片机控制LCD1602显示的程序，显示预置转速和实际的转速。本设计将实现直流电机的闭环调速，转速预置，速度显示，速度测量等基本功能。1.3主要技术介绍本设计核心技术是脉宽调制（PulseWidthModulation）控制技术，该技术通常简称为PWM控制技术。PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面，比如：电机调速、温度控制、压力控制等等。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率

8、来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。研究PWM是非常有实际意义的。脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有（ON），要么完全无（OFF）。