基于单片机的直流电机控制器的设计

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1、WORD格式编辑整理课程设计(论文)题目名称直流电机控制器的设计课程名称单片机原理及应用学生姓名学号系、专业指导教师2013年6月24日专业知识分享WORD格式编辑整理摘要在工业生产中，大量采用电动机作为原动机去拖动各种生产机械。这些生产机械要求在不同工作情况下以不同的速度工作，这就要求采用一定的方法改变生产机械的工作速度，最常用的方法是对电动机转速进行调节。改变直流电动机的电枢电压或交流电动机的定子电压，都可以在一定范围内调整它们的速度。在电压允许范围内，直流电动机的转速随着电压的升高而加快。直流电动机转动方向则是由电压

2、的正负来控制的，电压为正则正转，电压为负则反转。利用DAC0832编制程序输出一串脉冲，经过放大后驱动小型直流电机。改变输出脉冲的电平和持续时间，达到使电机的正转、反转、加速、减速之目的。设计中可通过MCS-51单片机的P1口读入8个开关状态来控制直流电机的转动，实现正转四种转速和反转四种转速。关键词：AT89C51单片机；PWM调速；正反转控制；仿真专业知识分享WORD格式编辑整理目录第一章系统设计概述11.1设计思路11.2基本原理11.3芯片简介11.4总体设计3第二章直流电机单元电路设计与分析52.1直流电机驱动模

3、块52.2直流电机的中断键盘控制模块52.3数码管显示模块6第三章直流电机PWM控制系统的实现83.1总电路图83.2总电路功能介绍8第四章系统仿真9心得体会12致谢13参考文献14附录15专业知识分享WORD格式编辑整理第一章系统设计概述1.1设计思路本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电

4、机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。设计以AT89C51单片机为核心，以键盘作为输入达到控制直流电机的启停、速度和方向，完成了基本要求和发挥部分的要求。在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。本文介绍了直流电机的工作原理和数学模型、脉宽调制控制原理和H桥电路基本原理设计了驱动电路的总体结构，根据模型，利用PROTEUS软件对各个子电路及整体电路进行了仿真，确保设计的电路能够满足性能指标要求，并给出了仿真结果。1.2基本原理主体电路：即

5、直流电机PWM控制模块。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。这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小和了解电机的转向，能够很方便的实现电机的智能控制。其间是通过80C51单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298驱动芯片来控制直流电机工作的。1.3芯片简介1.3.1AT89C51单片机AT89C51是由CPU，片

6、内振荡器和时钟电路，并行I/O口，串行接口，存储器，定时器/计数器，中断控制系统，两个中断优先级等构成。专业知识分享WORD格式编辑整理图1.189C51单片机引脚分布图1.3.2RESPACK-8排阻RESPACK-8是带公共端的8电阻排，它一般是接在51单片机的P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。图1.2RESPACK-8引脚分布图1.3.3驱动器L298L298是双电源大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器，线圈，直流电动机，步进电动机等电感性负载。其驱动电

7、压可达46V，直流电流总和可达4A，其内部具有两个完全相同的功率放大回来。专业知识分享WORD格式编辑整理图1.3L298引脚分布图1.4总体设计1.4.1方案设计直流电机PWM调速系统以AT89C51单片机为核心，由命令输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。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，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到液晶显示模块去显示，进而读取其速度。IN15IN27ENA6OUT12OUT23ENB11

8、OUT313OUT414IN310IN412SENSA1SENSB15GND8VS4VCC9U3L298D1DIODED2DIODED3DIODED4DIODE+12VC11nF+88.8图1.4PWM控制电路图专业知识分享WORD格式编辑整理1.4.2系统总体流程图系统初始化设置周期从键盘发命令送入I