基于單片機的直流電機穩速調速系統(已修改)

　

【正文】 2022 屆畢業生畢業論文題 目: 基于單片機的直流電機穩速調速系統 院系名稱： 信息科學與工程學院 專業班級： 電子信息工程 xx 級 x 班 學生姓名： xx 學 號： 2022xxxxxx 指導教師： xxx 教師職稱： xxx 2022 年 6 月 3 日摘 要在電氣時代的今天，電動機一直在現代化的生產和生活中起著十分重要的作用，而直流電機由于其結構的特殊性使它具有良好的啟動、制動和調速性能。直流調速技術已經廣泛用于現代工業、航天等各個領域。隨著科學技術的發展，單片機的優點日益顯得更加突出，不僅功能大大的增強了和速度更快了，而且更加小型化和低功耗。基于單片機的直流電機穩速調速系統的設計則能很好的利用單片機的優勢從而使系統更加完善。本文主要研究了利用 MCS51 系列單片機控制 PWM 信號從而實現對直流電機轉速進行控制的方法。文章中采用了專門的芯片組成了 PWM 信號的發生系統，并且對 PWM 信號的原理、產生方法以及如何通過軟件編程對 PWM 信號占空比進行調節，從而控制其輸入信號波形等均作了詳細的闡述。此外，本文中還采用了芯片 IR2112 作為直流電機正轉調速功率放大電路的驅動模塊，并且把它與延時電路相結合完成了在主電路中對直流電機的控制。另外，本系統中使用了測速發電機對直流電機的轉速進行測量，經過濾波電路后，將測量值送到 A/D 轉換器，并且最終作為反饋值輸入到單片機進行 PI 運算，從而實現了對直流電機速度的控制。在軟件方面，文章中詳細介紹了 PI 運算程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序實現利用單片機。關鍵詞 ： 單片機 PWM 信號 直流電動機Title The steady speed control of DC motor based on singlechip Microputer AbstractElectric motors have been played a very important role in the life and modernized production in the age of electric, and DC motor has a good function of start, brake and speed performance because of its special nature of the structure of. DC speed control technology is widely used in modern industry, aerospace and other fields. With the development of science and technology, the advantages of singlechip microputer increasingly more prominent, not only the fuction greatly enhanced and speed faster,but also bee more miniaturization and low power system of speed control of DC motor based on singlechip microputer can take advantage of the singlechip microputer to make the system more perfect .This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS51 singlechip 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. In addition, IR2112 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of . motor. 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 singlechip 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.Keywords: SCM PWM signal DC motor目錄 ..............................................................1 研究背景 ......................................................1 選題意義及目的 ................................................1 研究方法及內容 ................................................42. 總體設計概述 .....................................................5 系統硬件電路的設計 ............................................5 PWM 信號發生電路設計 ..........................................10 功率放大驅動電路設計 .........................................13 主電路設計 ...................................................14 測速發電機及濾波電路 .........................................17 A/D 轉換 ......................................................183 系統的軟件部分設計 ..............................................20 轉速調節器原理圖及參數計算 ...................................20 系統中的部分程序設計 .........................................214 系統調試 ........................................................23 軟件調試 .....................................................23 系統仿真 .....................................................24結論 ...............................................................26致謝 ...............................................................27參考文獻 ...........................................................28附錄 ...............................................................29 研究背景在電氣時代的今天，電動機一直在現代化的生產和生活中起著十分重要的作用。無論是在工農業生產、交通運輸、國防、航空航天、醫療衛生、商務與辦公設備，還是在日常的生活中的家用電器，都存在著大量的電動機。近年來隨著四個現代化的發展，工業自動化的不斷提高，各種自動控制系統中日益地廣泛的應用各種控制電動機。電動機的種類有很多，其中可以分為交流電動機和直流電動機。而電動機的運行方式有恒速運行方式和變速運行方式兩種。恒速主要適用與感應電動機和同步電動機，而變速運行方式則是通過外部附加的裝置控制轉速的方式。對電機的控制方式可以分為簡單控制和復雜控制兩種。簡單控制是指對電動機進行啟動、制動、正反轉控制和順序控制等。這類控制可以通過繼電器、可編程控制器和開關元件來實現。復雜控制是指對電動機的轉速、轉角、轉矩、電壓、電流等物理量進行控制，而且有時往往需要非常精確的控制。以前，對電動機的簡單控制應用的較多，但是，隨著現代化步伐的邁進，人們對自動化的要求越來越高，使電動機的復雜控制逐漸成為主流，其應用領域極為廣泛。隨著科學技術的發展，特別是近些年的數字技術的快速發展，如微機及單片機的出現使得一些新型的電動機控制方法能夠得到實現，脈寬調制控制方法（PWM 和SPWM）、變頻技術在直流調速中獲得了廣泛的應用。從目前的發展