基于單片機實現直流電機pwm調速系統畢業設計(已修改)

　

【正文】 基于單片機實現直流電機PWM調速系統新疆工業高等專科學校畢業設計(論文) 基于單片機實現直流電機PWM調速系統景天紅系 別： 電氣與信息工程系 專業班級： 電氣自動化06—32（1）班 指導教師： 董曉紅老師 完成日期： 2009年6月12日 新疆工業高等專科學校畢業設計（論文）任務書一、 題目：基于單片機實現直流電機PWM調速系統二、 指導思想和目的：通過畢業設計，培養學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的本領，鞏固和加深對所學知識的理解；培養學生調查研究的習慣和工作能力；培養學生建立正確的設計和科學研究的思想，樹立實事求是、嚴肅認真的科學工作態度。三、 設計任務或主要技術指標：利用MCS51系列單片機，通過PWM方式控制直流電機調速的方法。采用了專門的芯片組成了PWM信號的發生系統，然后通過放大來驅動電機。利用直流測速發電機測得電機速度，經過濾波電路得到直流電壓信號，把電壓信號輸入給A/D轉換芯片最后反饋給單片機，在內部進行PI運算，輸出控制量完成閉環控制，實現電機的調速控制。四、 設計進度與要求：1）：布置設計任務，深入了解設計內容，搜集參考資料，學習有關內容。2）：學習學校畢業設計的的實際情況，和格式要求。3）：設計網絡拓撲結構以及構思設計的基本思路和設計過程。4）：根據根據設計要求和構思思路查找設計內容。5）：根據要求和設計的基本方案對設計要求的材料進行預算。6）：完善設計方案并繪制必須的圖紙草圖，編寫設計說明書。7）：對圖紙進行校正和測繪，畫合格的正式圖紙。8）：總結，熟悉設計內容，準備畢業答辯，完成答辯。五、 主要參考書及參考資料：[1] 王離九，黃錦恩編著，晶體管脈沖直流調速系統，華中理工大學出版社出版[2] 丁元杰主編,上海市教育委員會組編,單片微機原理及應用，機械工業出版社[3] 李榮生主編，電氣傳動控制系統設計指導，機械工業出版社[4] 吳守箴，臧英杰 編著， 電氣傳動的脈寬調制控制技術，機械工業出版社[5] 陳伯時主編,自動控制系統電力拖動控制,中央廣播電視大學出版社專業班級：電氣自動化06—32（1）班 學生：景天紅 指導教師：董曉紅老師教研室主任（簽名）： 系（部）主任（簽名）： 年 月 日新疆工業高等專科學校畢業設計（論文）評定意見書設計（論文）題目： 基于單片機實現直流電機PWM調速系統 專 題： 基于單片機實現直流電機PWM調速系統 設 計 者：姓名 景天紅 專業 電氣自動化 班級 06—32（1）班設計時間： 2009年4月20日—2009年6月 12日指導教師：姓名 職稱 單位 評 閱 人：姓名 職稱 單位 評定意見：評定成績：指導教師（簽名）： 年 月 日評閱人（簽名）： 年 月 日答辯委員會主任（簽名）： 年 月 日（上頁背面）畢業設計評定意見參考提綱。（說明書）的優缺點，包括：學生理論水平、獨立實踐工作能力、表現出的創造性和綜合應用能力、勤勉態度等。（說明書）中較成功的部分。（說明書）時遇到的困難和問題。電氣與信息工程系畢業答辯情況記錄表答辯人姓名景天紅班 級電氣自動化專 業06—32（1）設計題目基于單片機實現直流電機PWM調速系統指導老師董曉紅老師答辯日期年 月 日答辯時間時 分— 時 分自述回答問題小結 答辯組長： 年 月 日摘 要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IR2110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。關鍵詞： PWM信號 測速發電機 PI運算目 錄1. 系統硬件電路的設計 ………………………………………………………1 系統總體設計框圖及單片機系統的設計…………………………………1 系統總體設計框圖 ……………………………………………………1 8051 單片機簡介………………………………………………………1 單片機系統中所用其他芯片簡介 ……………………………………3 8051 單片機擴展電路及分析…………………………………………5 PWM信號發生電路設計……………………………………………………8 PWM的基本原理…………………………………………………………8 PWM信號發生電路設計…………………………………………………8 PWM發生電路主要芯片的工作原理……………………………………10 功率放大驅動電路設計……………………………………………………12 芯片IR2110性能及特點………………………………………………12 芯片IR2110引腳圖及功能……………………………………………12 主電路設計…………………………………………………………………15 延時保護電路 …………………………………………………………15 主電路 …………………………………………………………………15 輸出電壓波形 …………………………………………………………17 測速發電機 ………………………………………………………………17 濾波電路 …………………………………………………………………17 A/D 轉換 …………………………………………………………………18 芯片ADC0809介紹………………………………………………………18 ADC0809 的引腳及其功能 ……………………………………………18 …………………………………………………………………20 直流調速系統概述 …………………………………………………………20 單閉環直流調速系統 ………………………………………………………20 開環系統機械特性和閉環系統靜特性的比較 ……………………………22 …………………………………………………………25 PI 轉速調節器原理圖及參數計算 ………………………………………25 系統中部分程序的設計 ……………………………………………………25 單片機資源分配 ………………………………………………………25 程序流程圖 ……………………………………………………………28總結 ……………………………………………………………………………30致謝 ……………………………………………………………………………31參考文獻 321. 系統硬件電路的設計 系統總體設計框圖及單片機系統的設計 系統總體設計框圖8051單片機PWM信號的產生與放大直流電機測速發電機濾波電路A/D轉換 80