直流电机测速.doc

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1、北京工业大学课程设计报告（数电课设题目）直流电机测速班级：学号：姓名：王栩晖组号：192015年4月一．设计技术指标及设计要求（一）设计任务设计一个能对直流电机运行速度进行调速和测速的电路。（二）基本要求设计一个脉宽调速电路，实现对直流电机转速的控制。利用光电脉冲转换、整形、门控电路和计数电路测出直流电机的转速，并显示在数码管上。要求转速300转/分以下，越低越好。（三）扩展要求在完成基本要求的基础上加光耦脉冲计数和相位判别电路，进而识别电机的转向，并由LED显示转向的正反。三．设计框架方波发生器100HZ脉宽调整驱动电路脉冲整形脉冲显示

2、电路计数器门控电路光电脉冲转换电路直流电机测量转向电路控制转向电路四.设计方案选择及方案比较总体设计思路由555组成的方波发生器提供驱动电机的方波，再经由脉宽调整电路改变脉冲的宽度，从而改变直流电机的转速。驱动电路由达林顿三极管及开关组成，达林顿三极管放大电流以驱动电机。开关选择双刀双掷开关，使得电路桥式导通，以达到改变电机转向的目的。光电脉冲转换电路有光耦组成，用来计数电机转速，输出的信号通过脉冲整形后输入计数器电路。计数器电路分为60秒计时器和转速计数器两部分，后面会详细介绍。各方案比较经查询资料，实验指导上提示的单稳触发器CD145

3、38,双比较器LM393，整流二极管及5V稳压二极管都不需要使用，所以实验方案以上述方案为准。五．系统选用的元器件NE555*2达林顿三极管TIP122*1槽型光耦*1微型直流电机*174LS00*174LS161*5双刀双掷开关*1电阻，导线，电容*x主要芯片说明（1）NE555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。组成的施密特触发器可用于脉冲的整形，单稳态触发器可用于调整脉冲的宽度，多谐振荡器可用于提供方波信号。因而NE555广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。其工作

4、原理如下：555电路的内部电路方框图如右图所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。Vc是控制电压端

5、（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。①构成单稳态触发器如右图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于，低电平比较器动作，

6、单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图如下：暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小，Tw=1.1RC。通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并

7、接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。①构成多谐振荡器如图3-4，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。电容C在和之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图3-5所示。图3-4555构成多谐振荡器图3-5多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是：T==0.7（R1+R2）C=0.7R2C其中，为VC由上升到所需的时间，为电容C放电所需的时间。(2)达林

8、顿三极管tip122：（4）光电耦合管光电耦合管是一个光感应器，当光通路被阻断，则电流中断，所以它可以用来对电机转数进行监测，电机每转一圈即阻断耦合管的光路一次，从而在光电耦合管的输出端送出一