单片机微型直流电机控制系统课程设计

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1、 20142014 单片机课程设计单片机课程设计 单片机课程设计报告单片机课程设计报告 题题 目目 微型直流电机控制系统设计 专专 业业 班班 级级 学学 号号 实实 现现 形形 式式 Proteus 姓姓 名名 分分 数数 指指 导导 老老 师师 学学 院院 名名 称称 电气信息学院 目 录 1 绪论绪论 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1.1 课题背景 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1.2 课题要求 . 1 2 方案论证方案论证 2 2.1 系统组成. 2 2.2 单片机选型 . 2 2.3 驱动方案论证 . 2 2.4 监测方案论证 . 4 2.5 人机接口方案 . 5 3

2、 3 硬件设计硬件设计 5 3.1 单片机最小系统设计 5 3.2 I/O 分配 . 6 3.3 驱动电路设计 . 7 3.4 转速检测电路设计 8 3.5 人机接口电路设计 9 4 4 软件设计软件设计 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.1 主程序流程 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.2 按键扫描子程序流程 错误错误!未定义书签。未定义书签。 5 问题与分析问题与分析 错误错误!未定义书签。未定义书签。2 5.1 设计问题. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 5.2 答辩问题. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 参考文献参考文献 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。

3、附录一（原理图）附录一（原理图） 错误错误!未定义书签。未定义书签。 附录二（程序清单）附录二（程序清单）.16 附录三（器件清单）附录三（器件清单）.18 1 绪论绪论 现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中 已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的 KZD 拖动系统， 取代了笨重 的发电动一电动机的 FD 系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机 调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技 术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。 直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机） ，只要改变电机的 电

4、压就可以改变转速了。改变电压的方法很多，最常见的一种 PWM 脉宽调制，调 节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。 1.11.1 课题背景课题背景 直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多 需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 从控制的角度来看， 直流调速还是交流拖动系统的基础。 早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础， 采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部 分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控 制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功

5、能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性， 并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降 低系统成本，从而有效的提高工作效率。 传统的控制系统采用模拟元件，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为 元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效 果受到器件性能、 温度等因素的影响， 故系统的运行可靠性及准确性得不到保证， 甚至出现事故。 目前，直流电动机调速系统数字化已经走向实用化，伴随着电子技术的高度 发展， 促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变， 特别是单片机技术的应用， 使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段

6、，智能化、高可靠性已成为它发展的 趋势。 1.21.2 课题要求课题要求 以 AT89C51 单片机作为主控制器、对微型直流电机进行控制。利用霍尔元件 设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。 单片机为控制核心的直流电机 PWM 调速控制系统，并实现以下功能： 1) 直流电机的正转； 2) 直流电机的反转； 3) 直流电机的加速； 4) 直流电机的减速； 5) 直流电机的转速在数码管上显示； 6) 直流电机的启动； 7) 直流电机的停止； 2 2 方案论证方案论证 2.1 系统组成系统组成 微型直流电机控制系统由单片机、 显示电路、 直流电机及其驱动电路组成。 2.2 单片机选型单片机选型 单片机直流调速系统可