基于单片机的直流电机调速系统设计论文

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1、沈阳航空航天大学课程设计（论文）题目基于单片机的直流电机调速系统设计班级84070102学号2008040701059学生姓名孙扩指导教师胡立夫目录0.前言11.总体方案设计12.硬件电路设计22.1单片机最小系统的设计22.1.1单片机AT89S5222.1.2复位电路及时钟电路32.2直流电机驱动电路设计42.3显示模块设计52.4键盘电路设计72.5元件选择与参数计算73.软件编程83.1PWM波软件设计93.2数码管显示设计104.系统调试与分析104.1软件调试114.2仿真图形125.结论及进一步设想13参考文

2、献13课设体会15附录Ⅰ元件清单16附录Ⅱ总体电路图17附录Ⅲ源程序18基于单片机的直流电机调速系统设计基于单片机的直流电机调速系统设计孙扩沈阳航空航天大学自动化学院摘要：本文设计的是基于单片机的直流电机调速系统设计，本系统设计以AT89C52单片机为核心，分成两个模块，一是直流电机控制系统：此系统采用PWM使直流电机以5个弹跳按钮作为输入达到控制直流电机的停止、加速、减速、正转、反转；另一个是转速显示系统：此系统主要实现对转速的计数，并用LED数码管将其结果显示。其中采用采用PWM可以较为简单的对直流电机转速的控制；LE

3、D数码管可以准确的将转数显示出来，在实际应用中很方便。关键词：AT89C52单片机；PWM；直流电机调速；LED显示0.前言直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后，整个调速系统体积小、结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气

4、传动的要求。本文介绍了基于单片机的直流电机PWM调速的基本方法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS一51单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。1.总体方案设计89S52单片机为核心的直流电机控制系统控制简图如图1所示，由软件转换成PWM信号，并由P3.0、P3.1输出，经驱动电路输出给电机，从而控制电机得电与失电。软件采用定时中断进行设计。单片机上电后，系统进入准备状态。当按动启动按钮后，根据P3.0为高电平实现

5、电机正转，P3.1为高电平时实现电机反转。根据不同的加减速按钮，调整P3.0/P3.1输出高低电平时的预定值，从而可以控制P3.0/P3.1输出高低电平时的占空比，进而控制电压的大小。控制程序应用于电机的加减速。第21页基于单片机的直流电机调速系统设计在电动机驱动信号方面，我们采用了占空比可调的周期矩形信号控制。脉冲频率对电动机转速有影响，脉冲频率高连续性好，但带带负载能力差脉冲频率低则反之。经实验发现，脉冲频率在40Hz以上，电动机转动平稳，但加负载后，速度下降明显，低速时甚至会停转；脉冲频率在10Hz以下，电动机转动有

6、明显跳动现象。实验证明，脉冲频率在15Hz-30Hz时效果最佳。而具体采用的频率可根据个别电动机性能在此范围内调节。通过P3.0输入高电平信号P3.1输入低电平与P3.0输入低电平P3.1输入信号分别实现电动机的正转与反转功能。通过对信号占空比的调整来对直流电机进行调节。AT89C52显示模块驱动模块电源模块输入模块图1系统硬件框图2.硬件电路设计由单片机硬件设计原理可知：（1）尽可能采用功能强的芯片，以简化电路；（2）留有余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改、扩展的方便。2.1单片机最小系统的设计单片机最小系统：所谓

7、最小系统就是指由单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以工作的单片机系统。一般来说，它包括单片机，晶振电路和复位电路。2.1.1单片机AT89S52AT89S528位单片机是MSC-51®系列产品的升级版，有世界著名半导体公司ATMEL在购买MSC-51®设计结构后，利用自身优势技术——（掉电不丢数据）闪存生产技术对旧技术进行改进和扩展，同时使用新的半导体生产工艺，最终得到成型产品。与此同时，世界上其他的著名公司也通过基本的51内核，结合公司自身技术进行改进生产，推广一批如51F020等高性能单片机。AT89S52片内集

8、成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展。根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在0-33M第21页基于单片机的直流电机调速系统设计之间。片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。可以在4V到5.5V宽电压