微机原理课程设计--电机调速系统设计

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1、 课程设计报告课程设计报告 课程名称：微型计算机原理与接口技术 课设题目：微机控制直流脉宽调速系统设计 班 级：通信 10-1 学 号： 姓 名： 指导教师： - 1 - 目目 录录 一、设计题目介绍 - 2 - 二、调速系统框图设计 .- 3 - 三、系统相关芯片介绍 .- 4 - 四、A/D 转换设计 .- 5 - 五、显示和报警设计 .- 6 - 六、系统软件设计 - 8 - 七、实习心得- 13 - 参考文献 .- 14 - - 2 - 一、设计题目介绍一、设计题目介绍 设计题目：设计题目：微机控制直流脉宽调速系统设计 设计目的设计目的 1) 掌握 8088CPU 最小总线模式下设计“

2、计算机控制系统”软件的方法； 2) 掌握微机控制直流脉宽调速系统的设计方法和思想； 3) 掌握一般性系统的设计流程与调试技巧。 设计要求设计要求 1) 根据设计的技术要求，制定总体设计方案； 2) 绘制软件流程图总图； 3) 绘制软件各模块流程图； 4) 编写源程序； 5) 上机用 Emu8086 软件调试程序； 6) 编写设计报告。 设计数据设计数据 1) 微机直流电动机参数 a. 额定工作电压 12V b. 额定工作电流 2A c. 额定转速 500V/min d. 内电阻 1 欧姆 e. 过载倍数 2.5 f. 电动机单向运行（无符号运算） 2) 转速给定电压 05V 3) 三位 LED

3、 数码管显示实际转速 4) 主电路采用脉宽电路设计，要求脉宽调制周期为 10ms 5) 当电机电流5A 时，自动关闭主电路电源，同时发出声光报警信号 设计原理设计原理 脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其 是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲 量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出 端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲， 用这些脉冲来代替正弦波或其他所 需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电 - 3 - 压的大小，也可改变输出频率。 二、调速系统框图设计二、调速系

4、统框图设计 图 2.1 技术参数： 1) ADC0809 芯片的起始地址为 00H，使用 IN0、IN1 通道，最大输入电压为+5V； 2) 8255 芯片的起始地址为 08H，PA 口、PB0、PB1、PB2 用于控制三位数码管显 示电动机的转速。PC0 为 PWM 输出控制；PC1 用于电动机过电流报警，PC2 为使能端，低电平有效；PC3 为电动机的启动/停止运行的控制。PC3 低电平 停止运行，高电平启动电动机运行。数码管采用动态显示方式工作，最大显 示循环周期为 30ms； 3) PWM 调制信号的变化范围为 20%80%，PWM 信号的工作周期时间为 10ms； 4) LED 显示

5、器为三只共阴极绿色数码管，驱动器为“同相驱动” ； 5) 计算机内存地址分为两大部分：00000H01FFFH、FF800HFFFFFH； 6) 8088CPU 时钟频率为 4MHz。 补充知识： 电动机转速计算公式： Ce IRU n - 4 - 式中：UPWM 电压变换器输出电压（V） ；I电枢电流（A） ；R电机内阻 （1） ；Ce常数大约为 0.25。 三、三、系统相关芯片介绍系统相关芯片介绍 第三代 CPU8088 微处理器，8088 为 40 条引线、双列直插式封装，8088 有 最小组态（单微处理器组成的小系统）和最大组态（多处理器系统）两种工作模 式， 大部分引脚在两种组态下功

6、能是一样的， 只有 8 根引脚的名称及功能不同 （24 脚31 脚） 。由于在本次课程设计中，8088 工作于最小组态，所以在引脚功能介 绍时，为了突出重点我们只介绍最小模式的引脚功能。 1) 引脚功能 a. AD7AD0：8 位地址/数据总线，分时复用、双向、三态。 b. A15A8：地址线，三态输出。 c. A19/S6A16/S3：地址/状态线，分时复用、输出、三态。 d. NMI：不可屏蔽中断申请信号，输入、上升沿有效。不可屏蔽中断申请 不受中断允许标志 IF 的影响。 e. INTR：可屏蔽中断申请信号，输入、高电平有效。受 CPU 内部中断允 许标志位的控制。 f. RESET：复位信号，输入、高电平有效。 g. READY：准备就绪信号，输入、高电平有效。 h. TEST：测试信号，输入、低电平有效。 i. MN/MX：最小/最大工作模式控制信号，输入。当 MN/MX 接高电平时， 则 CPU 工作在最小模式。当 MN/MX 接低电平时，则 CPU 工作在最大 模式。 j. IO/M：输