电子课程设计--电机定时调速器

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1、 电子课程设计说明书电子课程设计说明书 设设 计计 题题 目：目：电机定时调速器电机定时调速器 系系 别：机电系别：机电系 专专 业：业：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级：级： 姓姓 名名： 学学 号号： 指指 导导 教教 师：师： 完完 成成 时时 间：间：2012012 2 年年 7 7 月月 1 19 9 日日 2 目录目录 一、设计目的 3 一、设计任务 3 三、设计原理 3 四、电路设计 3 1、NE555 时基电路 . 3 2、1HZ 脉冲产生电路 . 4 3、NE555 定时器控制开启和关闭 5 4、占空比可调的 NE555 双稳态 PWM 输出电路 7 5

2、、H 桥电路 . 9 五、电路图 9 六、元器件清单 . 10 七、硬件制作与调试 11 八、结论与心得 . 14 九、参考文献 . 15 3 一.设计目的 通过本设计过程，掌握模拟电子电路设计中，关于直流电动机调速原理，并 掌握数字电子电路中关于定时器、PWM 发生器、计数器等环节电路的设计。 二.设计任务 实现一种模仿全自动洗衣机主轴电机运转的控制器。 1.基本设计要求 通过对直流电机的正反转控制，实现模仿全自动洗衣机运行模式，即实现 “正转”“停止”“反转”“停止”的运动过程； “正转”“停止”“反转”“停止”各阶段运行时间控制为 61 秒的范围内。 2.扩展设计要求 电机的转速可调，利

3、用电位器实现 PWM 或电压调节； 实现对直流电机的“延时启动”和“定时关闭” ； 延时启动和定时关闭的预置时间均可调。 三. 设计原理 下图是一款典型的该电机定时调速器的设计原理框图。分别用两个定时 器给出电机延时启动和定时关闭的控制信号。再使用振荡器产生秒脉冲信号，通 过二进制计数器产生相应的转动和方向逻辑关系。 电机的转速采用 PWM 控制方式， 电机的方向用继电器进行换向。 秒 脉 冲 发 生 器 定 时 器 (启 动 ) 定 时 器 (关 闭 ) 与 门 与 门 计 数 器 启 动 信 号 关 闭 信 号 方 向 信 号 PW M 发 生 器 转 动 信 号 与 门 双 刀 双 置

4、继 电 器 换 向 直 流 电 机 四.电路设计 1、NE555 时基电路 NE555 时基电路封装形式有两种，一是 DIP 双列直插 8 脚封装，另一种是 SOP-8 小型（SMD）封装形式。NE555 的内部中心电路是三极管 Q15 和 Q17 加正反 4 馈组成的 RS 触发器。输入控制端有直接复位 Reset 端，通过比较器 A1，复位控 制端的 TH、比较器 A2 置位控制的 T。输出端为 F，另外还有集电极开路的放电 管 DIS。它们控制的优先权是 R、T、TH。同时其各个管脚的功能如表 1 所示，因 此可以根据电路功能的主要特点，便可组成多种时基电路。 2、 1HZ 脉冲产生电路

5、 利用 CD4017 和 CD4093 等少量元器件，产生精确的秒脉冲，成本十分低廉，如下 图所示 5 以 IC14093 为核心组成多谐振荡器，其反馈电路由 RP1、R1 和 C1 组成，C1 的充放电收IC1输出端的状态所控制。 选择C1和R1的值使IC1输为10HZ脉冲， 其精度可用 RP1 调节，再用 IC24017 进行十分频，送出 1HZ 秒脉冲。 运用 Multisim 软件仿真出的秒脉冲发生电路的仿真结果如下图。 3、 NE555 定时器控制开启和关闭 当 NE555 输入回路有电阻电容时，若 RC 串联在电源和地之间，如图 4 构成单稳 态电路。接通电源，2、6 脚电位为 0

6、，V0 为“1” （稳态） ，电源通过 R 向 C 充电， 随着电容两端电压上升，当 2、6 脚电位达到 2/3VCC 时，V0 为“0” （稳态） 。此 类电路可有暂态自动向稳态过度，过渡时间由 RC 决定，可用于定时，延时。 6 输出的矩形脉冲宽度（暂稳状态持续时间）为： tp1.1RC 首先我们运用 dxp2009 ，画出了原理图，如图 4.3.1 图 4.3.1 接下来用 Multisim 软件进行仿真，仿真图如图 4.3.2 7 仿真结果如下： 8 4、占空比可调的 NE555 双稳态 PWM 输出电路 第一种（见图 5）是触发电路，有双端输入（A）和单端输入（B）2 个单元。 单端比较器（B）可以是 6 端固定，2 段输入；也可是 2 端固定，6 端输入。 第二种（见图 6）是施密特触发电路，有最简单形式的（A）和输入端电阻 调整偏置或在控制端（5）加控制电压 VCT 以改变阀值电压的（B）共 2 个单元电 路。 双稳电路的输