电机转速反馈控制系统设计课程设计(论文)

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1、JIANGSUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科课程设计（论文）电机转速反馈控制系统设计学院名称：汽车与交通工程学院专业：交通运输工程班级：14交通学号：2014353105姓名：周瑾遥指导教师姓名：蒋科军指导教师职称：讲师二O—七年四月电机转速反馈控制系统设计摘要：在生产过程中，电机的应用十分广泛，随着生产的不断发展，对电机转速的测量就显得十分必要，同时对电机转速的测量提出了更高的要求。本文设计了一种以51单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。本系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率

2、响应快，抗干扰能力强等特点。文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示电机的转速值。结合破件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计。编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真。仿真结果表明所设计的软件程序是正确的。关键i司：霍尔传感器；单片机；电机转速测量；液晶显示目录绪论2第1章系统功能分析31.1系统功能概述31.2系统模块结构论证41.3转速测量方案论证4第2章系统总体设计5

3、2.1总体硬件设计5第3章软件设计73.1基本步骤73.2程序设计8第4章系统调试114.1硬件调试114.2软件调试11第5章结论13参考文献15致谢16绪论在实践屮，经常会遇到各种需要测量转速的场合。例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要测量和显示其转速。测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍

4、釆用以单片机为核心的数字式测量方法，智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。立题的目的和意义霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位[1]O测速装置在控制系统中占有非常重要的地位，对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。在此主要介绍应用霍尔传感器通过测量磁场强度,来得到稳定的脉冲方波信号，实现电机转速的测量转速是电动机极为重要的一个状态参数，在很多运动系统的测控中，都需要对电机的转速进行测量，速度测量的精度直接影

5、响系统的控制情况，它是关系测控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统，只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。第1章系统功能分析1.1系统功能概述系统主要功能是：AT89C51单片机接受霍尔传感器传来的脉冲信号，单片机根据外部中断，以及内部定时器进行计数计算出电机转速送到LED并显示，外部装有蜂鸣器电路，在超速时，蜂鸣器发音，从实用角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会生活和科技观念有多人的贡献，转速测量系统具有大范围、高精度等优点、测量速度快，这种系统将会有良好的应用。1.2系统模块结构论

6、证(1)霍尔测速模块论证与选择采用霍尔元件传感器即霍尔片；霍尔片可分为贴片型和直插型。由于贴片型不常用，因此选择直插型。选型号为A3144的霍尔片作为霍尔测速模块的核心，该霍尔片体积小，安装灵活，可用于测速，且与普通的磁钢片配套使用，价格一般为2.5〜3元。(1)计数器模块论证与选择可以采用片外计数器和片内计数器两个方案片外计数器的方案是指采用8253等片外的专用计数芯片进行脉冲计数，单片机控制8253的技术过程，并在技术完毕后读取计数值。片内计数方案是指采用单片机的内部计数器完成对脉冲的计数过程。使用片内的计数器的优点在于降低单片

7、机系统的成本。每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在TO产牛的100ms中断完成后，T1的中断溢岀次数就是所需要计的脉冲数。特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。(2)显示模块论证与选择采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。(3)报警模块论证与选择采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且成本低廉。(4)电源模块论证与选择釆用交流220V/50HZ电源转换为直流5V电源

8、作为电源模块(5)单片机模块论证与选择选用P89C51的单片机速度极快、功耗低、体积小、资源丰富，有各种不同的规格，最快的达100MPS,引脚还可编程确定功能。1.3转速测量方案论证转速的测量方法很多，根据脉冲计数來实现转速测量的方法