计算机控制系统课程设计 直流电机测速调速系统.doc

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1、XI`ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY课程名称直流电机测速调速实验专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：秦刚成绩：2016年7月11日计算机控制系统课程设计——直流电机测速调速系统一、选定题目：电机速度控制系统二、设计目的和要求：计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要微型机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。课程设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和

2、方法。三、功能需求：1、基本功能：（1）该系统使用实验箱的直流电机、1602液晶、DA、键盘等模块完成设计；（2）直流电机通过DA模块使用PWM方式进行驱动及调速；（3）能够通过1602液晶显示当前转速及PWM占空比；（4）通过按键控制电机的启动和停止。2、扩展功能：（1）能够通过按键手动输入目标转速（转/秒），启动电机后控制电机稳定在目标转速；（2）使用1602液晶实时显示目标转速、当前转速及启停状态（on/off）。四、实验思路：本直流电机调速系统以单片机系统为依托，根据PWM调速的基本原理，控制电动机的转

3、速为依据，实现对直流电动机的调速，并通过单片机控制速度的变化。本设计的直流电机调速系统主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到控制器自动对电机速度的有效控制。用51来产生PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大概可以分为软件延时和定时器产生两种方法。本次课程设计我们采用定时器产生PWM方波。定时器产生PWM:这种方法利用了定时器溢出中断，在中断服务

4、程序改变电平的高低，在程序较复杂、多操作时仍能输出较准确的pwm波形。五、实验设备：单片机开发实验仪一台；AT89C51；LCD1602；DA数模转换；按键；光电开关六、实验原理：1、硬件框图：硬件部分主要由电位器、模数转换模块、51单片机、显示模块、驱动电路和无刷直流电机组成。其功能框图如下：2、硬件介绍：1)1602液晶显示模块电路1602C字符型液晶：CS：片选信号，低电平有效；RS：选择读写的是指令或数据，L：指令，H：为数据。RW：读写控制端，L：写操作，H：读操作。12864J图形点阵液晶：CS：片

5、选信号，低电平有效；CS1/2：左右半屏使能选择，H：左半屏，L：右半屏；RS：选择读写的是指令或数据，L：指令，H：为数据。RW：读写控制端，L：写操作，H：读操作。12864M图形点阵液晶：JP6的16脚是空脚，JP6的15脚是PSB：PSB接高电平，CPU与液晶使用并行接口连接，连接方法与12864J完全相同；PSB接低电平，CPU与液晶使用串行接口连接，此时，RS、RW、E与CPU的I/O管脚相连（STARES59PA才有该功能）。(1602C字符型液晶)(1602C字符型液晶)（12864J图形点阵液

6、晶）2）DAC0832数模转换CS：片选，低有效；OUT：转换电压输出；OUT1：经功放电路的电压输出；电位器W5：调整基准电压。3）发光管、按键、开关JP65：发光管控制接口，0－灯亮，1－灯灭第页按键电路原理图开关电路原理图JP74：按键控制接口；按下－0信号，松开－1信号JP80：开关控制接口；闭合－0信号，断开－1信号4）AT89C51本课题中控制芯片的作用主要是与ADC0809相连接，采集模数转换后得到的8位二进制码，过公式计算后得到电压值，同时连接四位数码管进行显示。综合考虑，选用AT89C51即满

7、足要求。 简介：AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51引脚图如下： 主要特性：与MCS-51 兼容·；4K字节可编程FLASH存储器；寿命

8、：1000写/擦循环； 数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz  ； 三级程序存储器锁定；128×8位部RAM  ；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道； 低功耗的闲置和掉电模式； 片振荡器和时钟电路；直流电机转速测量/控制5）使用光电开关测速第页CTRL：控制电压(DAC0832经功放电路提供)输入；REV：光电开关脉冲输出(用于转速测