51单片机控制直流电机的调速设计.doc

华中师范大学2011届自考本科论文答辩题目:基于单片机的直流电机调速系统的设计与实现学生姓名:李达所在院系:机械电子工程学院所学专业:机电一体化系统设计指导老师:卢丽君完成时间:2013-03-10摘要 3Abstract 4第一章直流电机 5一直流电机的发展 5二直流电机的控制方法和工作原理 5第二章单片机最小系统 6一单片机及微处理器控制系统的发展 6二整体设计 7三单片机AT89S52 8第三章直流电机驱动电路 12一H桥 12二H桥驱动电路 12三使能控制和方向逻辑 14第四章PWM脉宽调制原理 16一PWM调速原理 16二PWM调速方法 17三PWM实现方式 17四显示模块 17五控制模块 19第五章C语言软件编程 20第六章系统调试与分析 21一系统功能调试与仿真 21结束语 25附录单片机控制程序 26参考文献 33摘要本文采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分,配以各种显示、驱动模块,实现对电动机转速参数的显示和测量;由命令输入模块、光电隔离模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入,单片机在程序控制下,不断给光电隔离电路发送PWM波形,,采用PWM调速方式,通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压,进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统,在硬件结构上采用了大量的集成电路模块,大大简化了硬件电路,提高了系统的稳定性和可靠性,使整个系统的性能得到提高。关键词:AT89C51单片机;PWM调速;正反转控制;仿真。AbstractToachievesystem,putercontrol,inthedesign,usingAT89C51microcontrollercontrolsystemasawhole,thecoreofthecontrolcircuit,paniedbyavarietyofshows,drivemoduleenablesthemotorspeedparameterdisplayandmeasurement;mandinputmodule,OpticalisolationmoduleandH--mandinput,single-chipintheprocesscontrol,continuingtotheopticalisolationcircuittosendPWMwaveform,H-,usingPWMspeedmode,bychangingthePWMdutycycletochangethemotorarmaturevoltage,,:AT89C51microcontroller;PWMspeed;positiveinversioncontrol;Simulation。第一章直流电机一直流电机的发展直流电动机在冶金、矿山、化工、交通、机械、纺织、航空等领域中已经得到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制,很难进行调速,不能实现智能化。如今,直流电动机的调速控制已经离不开单片机的支持,单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展,使人类社会步入了自动化时代,单片机应用技术与其他学科领域交叉融合,促进了学科发展和专业更新,引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展,改变了世界,也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点,计算机性能的不断提高,单片机的应用也更加广泛特别是在各种领域的控制、自动化等方面。在实际应用中,电动机作为把电能转换为机械能的主要设备,一是要具有较高的能量转换效率;二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此,调速技术一直是研究的热点。二直流电机的控制方法和工作原理直流电动机转速的控制方法可分为两类:励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小但低速时受到磁场饱和的限制,高速时受到换向火花和