本科毕业论文基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计.doc

本科毕业论文
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计
所在学院机械与工程学院
专业名称机械设计制造与自动化
年级
学生姓名、学号
指导教师姓名、职称
完成日期 2013年5月
摘要
本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。本文中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统,并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节,从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。另外,本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量,经过滤波电路后,将测量值送到A/D转换器,并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算,从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面,文章中详细介绍了PI运算程序,初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。
关键词:PWM信号,测速发电机,PI运算,直流电动机
ABSTRACT
This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-puter to control the speed of a . motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of . motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-puter and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it.
Key words: PWM signal 、tachogenerator、PI calculation、 DC Motor
目录
1 引言 1
课题背景 1
开发背景 1
选题意义 2
研究方法及调速原理 2
直流调速系统实现方式 4
控制程序的设计 5
2 系统硬件电路的设计 6
系统总体设计框图及单片机系统的设计 6
AT89S51单片机简介 6
AT89S51单片机的组成 6
CPU及部分部件的作用和功能 7
AT89S51单片机引脚图 8
单片机系统中所用其他芯片选型 8
地址锁存器 8
程序存储器 9
数据存储器 10
AT89S51单片机扩展电路及分析 11
3 PWM信号发生电路设计 13
PWM的基本原理 13
系统的硬件电路设计与分析 13
H桥的驱动电路设计方案 14
4 功率放大驱动电路设计 16
芯片IR2110性能及特点 16
IR2110的引脚图以及功能 16
IR2110的极限参数和限制: 17
5 主电路设计 19
延时保护电路 19
主电路 19
输出电压波形 22
测速发电机 22
电机速度的测量并显示功能仿真 22
滤波电路 23
A/D转换 23
芯片ADC0809介绍 23
ADC0809的引脚及其功能 24
6 系统功能调试 25
28
PI转速调节器原理图及参数计算 28
系统中的部分程序设计 29
单片机资源分配 29
主程序 29
程序流程图 33
总结 35
致谢 36
参考文献 37
1 引言
课题背景
开发背景
在现代电子产品中,自动控制系统,电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等,都不能缺少直流电机。所以直流电机的控