《protel应用》课程设计-基于pid算法的直流电机闭环调速系统

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1、武汉理工大学《Protel应用》课程设计课程设计任务书学生姓名：专业班级：信息sy1101班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:基于PID算法的直流电机闭环调速系统初始条件：（1）可选元件：C51系列单片机，LED数码管，直流电机、开关、电容、电阻等。（2）可用仪器：示波器，万用表等。（3）仿真软件：Proteus，Keil,Protel或AltiumDesigner等。要求完成的主要任务:（1）使用Protel或AltiumDesigner完成直流电机闭环调速系统的电路原理图设计。（2）使用Protel或AltiumDesigner完

2、成直流电机闭环调速系统的PCB绘制。（3）使用Proteus仿真软件完成基于PID算法的直流电机闭环调速系统的功能仿真。时间安排：(第18周)（1）第1天：选题及任务安排。（2）第2-4天：设计方案确定及电路设计。（3）第5天：电路测试及结果分析（鉴主15楼通信工程专业实验室）。（4）第6-7天：撰写报告及答辩。指导教师签名：年月日武汉理工大学《Protel应用》课程设计系主任（或责任教师）签字：年月日武汉理工大学《Protel应用》课程设计摘要本系统以STC89C52单片机为核心，采用PWM技术和PID控制算法对电机进行控制，完成了直流

3、电机的转速自动测量及转速自动调节功能。在本系统中，数码管模块实时显示直流电机转速的设定值及瞬时值，STC89C52单片机通过虚拟串口向虚拟示波器发送数据，达到实时显示电机转速曲线的目的，为PID参数的整定提供依据。本系统采用当前流行的PCB绘图软件AltiumDesigner进行硬件电路原理图的设计及其PCB绘制，并且由Proteus仿真软件完成了整个系统的仿真，证实了本设计的可行性。关键词：STC89C52；PWM；PID算法；直流电机；PCB；仿真全套完整版设计，加II武汉理工大学《Protel应用》课程设计AbstractInthe

4、system,STC89C52microcontrollerisusedasthecore,andPWMtechnologyandPIDcontrolalgorithmareadoptedtocontroltheDCmotor,finally,thefunctionofautomaticspeedmeasurementandregulatingareachieved.ThesettingvalueandinstantaneousvalueofDCmotorspeedarealsodisplayedonthedigitaltube,andS

5、TC89C52microcontrollersendsdatatothevirtualoscilloscopetodisplaythemotorinstantaneousspeedcurvethroughvirtualserialport.AltiumDesigner,whichisregardedasacurrentpopularPCBdrawingsoftware,isusedtodrawingthehardwarecircuitschematicandPCBinthedesigning.WealsouseProteussoftwar

6、etocompletethesimulationoftheentiresystem.Byanalyzingthesimulationresults,feasibilityofthisdesignisconfirmed.Keywords:STC89C52;PWM;PIDalgorithm;DCmotor;PCB;SimulationII武汉理工大学《Protel应用》课程设计目录摘要IAbstractII目录I1引言11.1直流电机闭环调速系统背景11.2本设计实现的基本功能22设计方案32.1系统整体方案32.2控制器模块设计方案32.3

7、电机驱动模块设计方案42.4电机转速获取方案42.5显示模块设计方案53硬件电路设计63.1STC89C52单片机最小系统电路63.2STC89C52单片机串口通信电路73.3USB供电电路73.4按键与反相器电路83.5数码管显示电路83.6L298电机驱动电路94软件设计104.1PID算法概述104.1.1模拟PID104.1.2数字PID114.1.3数字PID参数确定方法134.2主程序144.3定时器0中断服务程序154.4PID控制输出程序15II武汉理工大学《Protel应用》课程设计5AltiumDesignerPCB绘

8、制175.1AltiumDesigner简介175.2PCB板设计流程185.3PCB绘制相关规则195.3.1元件布局规则195.3.2PCB布线规则195.4PCB展示205.4.1STC