综合实验模板谢明强副本

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1、成绩：重庆邮电大学自动化学院综合实验报告题目：基于51单片机的直流电机闭环调速系统学生姓名：谢明强班级：0830902学号：2009212676同组人员：刘林灵、袁璐、朱小波指导教师：仇国庆完成时间：2012.12.10一、实验名称：基于51单片机的直流电机闭环调速系统基本情况：1.学生姓名：谢明强2.学号：20092126763.班级：08309024.实验项目组长：朱小波5.同组其他成员：序号姓名班级学号分工系数1朱小波0830902200921267725%2谢明强083090220092

2、1267625%3袁璐0830902200921265925%4刘林灵0830902200921267425%6.具体分工：任务承担人所占项目比例朱小波谢明强袁璐刘林灵根据题目进行分析，查找相关资料。√√√√20%给出设计方案√10%具体环节设计√10%电路实现√10%算法√10%优化与改进√10%系统/环节的具体实现焊接与封装√10%编程与调试√10%写综合设计报告√10%总计25%25%25%25%100%6.本人在项目组的作用描述：在这次课程设计中，我在项目组的作用是给出了一个总体的设计方

3、案。我根据系统设计的任务和要求，设计了控制器模块为系统的核心部件，键盘和显示器用来实现人机交互功能。在运行过程中控制器产生PWM脉冲送到电机驱动电路中，经过放大后控制直流电机转速，同时利用速度检测模块将当前转速反馈到控制器中，控制器经过数字PID运算后改变PWM脉冲的占空比，实现电机转速实时控制的目的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能

4、力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后和小组成员一起讨论，终于游逆而解。二、实验内容(实验原理介绍)：设计内容：直流电机的闭环调速系统方案，具有如下功能：1、可以通过按键设定直流电机转速（转/分钟，r/min）；2、可以实时显示电机转速，同时显示设定值（各用三位显示）；3、运行过程中改变负载可以维持设定的转速稳

5、定后保持不变。（稳态误差小于等于设定值的5%）4、开始时只显示设定值，采集值显示为0，按运行键后显示实时采集值与设定值，左边三位是设定值，右边三位是实时值；5、设置停止运行键，控制直流电机停止运行；6、其它扩展发挥功能。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域得到了广泛的应用。采用PID调节的转速单环直流调速系统可以在保证稳定的前提下实现转速无静差。系统进行信号采集进行D/A转换，使单片机送出脉冲来控制触发器，控制电路输出，驱动电动机工作，

6、再由检测电路带回实际转速给单片机，让单片机根据实际转速和给定的转速进行比较，放大及PID运算等操作，从而控制整流电路α角的大小，进而改变电机电枢电压的大小，达到调节电动机转速的目的。1、设计方案根据系统设计的任务和要求，设计系统方框图如图3.1所示。图中控制器模块为系统的核心部件，键盘和显示器用来实现人机交互功能。在运行过程中控制器产生PWM脉冲送到电机驱动电路中，经过放大后控制直流电机转速，同时利用速度检测模块将当前转速反馈到控制器中，控制器经过数字PID运算后改变PWM脉冲的占空比，实现电机

7、转速实时控制的目的。图1系统方案框图1、控制器模块设计方案根据设计任务要求，采用AT89S51作为系统控制的方案。AT89S51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制[4]。相对于FPGA来说，它的芯片引脚少，在硬件很容易实现。并且它还具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域中应用广泛。图2最小系统图3、电机驱动模块设计方案驱动模块是控制器与执行器之间的桥梁，在本系统中单片机的I/O口不能直接驱动电机，只有引入电机驱动模块才能保证电机按照控

8、制要求运行，在这里选用L298电机驱动芯片驱动电机，由于它内部已经考虑到了电路的抗干扰能力，安全、可靠行，所以我们在应用时只需考虑到芯片的硬件连接、驱动能力等问题就可以了，所以此种方案的电路设计简单、抗干扰能力强、可靠性好。设计者不需要对硬件电路设计考虑很多，可将重点放在算法实现和软件设计中，大大的提高了工作效率。该芯片是由四个大功率晶体管组成的H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，通过调整输入脉冲的占空比，调整电动机转速。图3电机驱动4、电源