基于單片機直流電機控制器設計畢業設計論文(留存版)

　　

【正文】 化進一步推導 。 5， 7， 10， 12 腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉。振蕩、時鐘電路和復位電路由 80C51 單片機內部給出。總之受益匪淺，這將為我以后的學習以及工作打下良好的基礎。 通過本次畢業設計，我更深入的學到了有關單片機的原理及應用，并且自主 的動腦、動手能力得到了很大的提高。此電 路運行穩定，檢測靈敏度高又不防礙單擺運動工作。 4 腳VS 接電源電壓， VS 電壓范圍 VIH 為＋ 2． 5～ 46 V。 直流電機 PWM 調速原理 （ 1）直流電機轉速 直流電機的數學模型可用圖表示，由圖 39 可見電機的電樞電動勢 Ea 的正方向與電樞電流 Ia 的方向相反， Ea 為反電動勢；電磁轉矩 T 的正方向與轉速 n 的方向相同，是拖動轉矩；軸上的機械負載轉矩 T2 及空載轉矩 T0 均與 n 相反，是制動轉矩。 圖 34 鍵盤電路 顯示電路 液晶顯示模塊已作為很多電子產品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產品中都可以看到，顯示的主要是數字、專用符號和圖形。上電自動復位通過電容 C3 充電來實現。 方案 2： 光電傳感器 轉子由一直流調速電機驅動 ,可實現大轉速范圍內的無級調速。 （ 2）鍵盤電路選擇與比較 方案 1：獨立式鍵盤，獨立式鍵盤硬件電路極為簡單，程序也非常簡單。 ② VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 串行擴展技術 在很長一段時間里，通用型單片機通過三總線結構擴展外圍器件成為單片機應用的主流結構。 低電壓化 幾乎所有的單片機都有 WAIT、 STOP 等省電運行方式。直流電機 PWM 控制實現部分：主要由一些二極管、電機和 L298 直流電機驅動 模塊組成。其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數）、暫停、連續功能。因此就有可能比較普遍的應用微機來控制電機，完成各種新穎的、高性能的控制策略，使電機的各種潛在的能力得到充分的發揮，十點幾的性能更符合使用要求，還可以制造出各種便于控制的新型電機，使電機出現新的面貌。例如，軍事和宇航方面的雷達天線，火炮瞄準，慣性導航，衛星姿態，飛船光電池對太陽得跟蹤等控制；工業方面的各種加工中心，專用加工設備，數控機床，工業機器人，塑料機械，印刷機械，繞線機，紡織機械，工業縫紉機，泵和壓縮機等設備的控制；計算機外圍設備和辦公設備中的各種磁盤驅動 器，各種光盤驅動器，繪圖儀，掃描儀，打印機，傳真機，復印機等設備的控制；音像設備和家用電器中的錄音機，錄像機，數碼相機，洗衣機，冰箱，電扇等的控制。第二，三十年代末，出現了發電機 電動機 (也稱為旋轉變流組 )，配合采用磁放大器、電機擴大機、閘流管等控制器件，可獲得優良的調速性能，如有較寬的調速范圍 (十比一至數十比一 )、較小的轉速變化率和調速平 滑等，特別是當電動機減速時，可以通過發電機非常容易地將電動機軸上的飛輪慣量反饋給電網，這樣，一方面可得到平滑的制動特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。由于直流電氣傳動技術的研究和應用已達到比較成熟的地步，應用相當普遍，尤其是全數字直流系統的出現，更提高了直流調速系統的精度級可靠性。 霍爾元件測速電路 ............................................................................................... 34 第 4 章直流電機 PWM 控制系統的實現 .................................... 錯誤 !未定義書簽。本設計主要是實現 PWM 調速器的正轉、反轉、加速、減速、停止等操作。 1602LCD 液晶顯示模塊 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。首先實現了整流器的更新換代，以晶閘管整流裝置取代了習用已久的直流發電機組及水銀整流裝置使直流電氣傳動完成了一次大的躍進。 常用的控制直流電動機有以下幾種 :第一，最初的直流調速系統是采用恒定的直流電壓向直流電動機電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現調速。微機的應用使直流電氣傳動控制系統趨向于數字化、智能化，極大地推動了電氣傳動的發展。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用 微處理器 的數字信號對 模擬電路 進行控制的一種非常有效的技術。當按下反轉和加速的時候電機反向加速轉動，與此同時由測速電路把轉速反饋給單片機在顯示器上顯示出來。設計控制部分：主要由 80C51 單片機的外部中斷擴展電路組成。隨著技術和工藝水平的提高，又出現了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和 CHMOS 工藝。 外圍電路內裝化 這也是單片機發展的主要方向。 ⑵ PSEN:外 ROM 讀選通信號。顯示效果較好，還可以滾動顯示等， 顯示靈活。 傳感器的定子上有 2 個互相垂直的繞組 A 和 B。上電復位要求接通電源后，自動實現復位操作。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態，復位后，系統將端口置為全 “l”態。 額定轉速 n：單位時間內的電機轉動快慢。恒壓恒流橋式 2A驅動芯片 L298N L298 是 SGS 公司的產品，比較常見的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N，內部同樣包含 4 通道邏輯驅動電路。 運用霍爾元件作為檢測傳感器，將霍爾傳感器安裝在靠近圓盤的固定位置上，并在圓盤上分別安裝上 8 個磁鋼，當磁鋼轉到霍爾附近時 , 霍爾元件的輸出端輸出低電平信號。 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 PS PT1 PX1 PT0 PX0 外部中斷X0=0?X1=0?X2=0?X3=0?X4=0?停止操作， RETI反轉操作， RETI正轉操作， RETI減速操作， RETI加速操作， RETI 當系統檢測到有中斷請求時，響應如下中斷服務流程圖 42 中斷服務流程 顯示程序流程圖如圖所示 圖 43 顯示程序流程圖 開始對 LCD 進行一些初始化操作將已知要提示的內容送入 LCD 中并使其顯示在第一行判斷設置電機的速度是否為0 ，若是，一直等待將從鍵盤讀取的速度和轉向送入 LCD 中并使其在第二行顯示判斷是否有命令輸入，若沒，一直等待LJMP 主程序 結束語 在學習單片機理論課時就感覺內容很多，知識點眾多，且繁瑣。在這里，我要先感謝我的指導老師，是她對我的悉心指導，以及對畢業設計各方面提供的意見，幫我理清了許多疑問。 如：開放外部中斷 0 的設置： SETB EX0 定時中斷服務設置一定的周期0 FF00H將從鍵盤( 中斷) 讀取的數據送到 TH0 中, 從而設置脈寬通過定時中斷不停給電機驅動芯片輸出脈沖 初始設置 RETI SETB EA 開放外部中斷 0 和 1 的設置： SETB EX0 SETB EX1 SETB EA （ 2）外部中斷觸發方式設置 單片機外部中斷有兩種觸發方式，一種是電平觸發方式，另一種是脈沖觸發方式，單片機外部中斷觸發方式與 TCON 的 IT 位有關。 表 32 In3， In4 的邏輯圖與表 1 相同。D …………………………………………… 式 由式 得到： 最大值Vm ax平均值Vd最小值Vm int 1 t 2T圖1 . 3 P W M 調速原理圖 n =Ea/CeΦ≈U在定子上裝有磁極（電磁式直流電機磁極由繞在定子上的磁繞提供），其轉子由硅鋼片疊壓而成，轉子外圓有槽，槽內嵌有 電樞繞組，繞組通過換向器和電刷引出 ,直流電機結構如圖 38 所示 圖 38 直流電動機結構 直流電機工作原理 直流電機磁極 N、 S 間裝著一個可以轉動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個線圈 abcd。對于 CMOS 型單片機，由于在 RST 端內部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至 1181。 3 直流電機單元電路設計與分析 設計思路 本題要求設計一個上位機直流電機控制系統。再就是二次儀表的要求 ,除了顯示以外還有控制、通訊和遠傳方面的要求。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序控制下，定時不斷給直流電機驅動芯片發送 PWM 波形， H 型驅動電路完成電機正，反轉控制；同時單片機不停的將從鍵盤讀取的數據送到 LCD顯示模塊去顯示 圖 22 系統框圖 方案論證與比較 （ 1）顯示電路選擇與比較 方案 1：采用數碼管顯示電路，該硬件電路簡單，編程也比較簡單。 （ 4）低電壓，低功耗。為了適應這種領域的要求，運用新的工藝，使片內存儲器大容量化。 51 單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。直流電機 PWM 控制實現部分：主要由一些二極管、電機和 L298 直流電機驅動模塊組成。隨著電子技術的發展，出現了多種 PWM 技術，其中包括：相電壓控制 PWM、脈寬 PWM 法、隨機 PWM、 SPWM 法、線電壓控制PWM 等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬 PWM 法，它是把每一 脈沖 寬度均相等的脈沖列作為 PWM 波形，通過改變脈沖列的周期可以調頻，改變脈沖的寬度或 占空比 可以調壓，采用適當控制方法即可使電壓與頻率協調變化。永磁材料技術的突破與微電子技術的結合又產生了一批新型的電動機，如永磁直流電動機，交流伺服電動機，超聲波電動機等。晶閘管變流裝置的放大倍數在 10000以上，比機組 (放大倍數 10)高 1000 倍，比汞弧變流器 (放大倍數 1000)高 10 倍 。 題目國內外研究現狀 直流電機問世已有一百四十多年的歷史。 電氣傳動技術以電動機控制為控制對象，以微電子裝置為核心，以電力電子功率變換裝置為執行機構，在自動控制理論指導下組成電氣傳動控制系統。 PWM speed。 from the mand input module, Optical isolation module and Hdrive module. With the standalone keyboard with a break as a mand input, singlechip in the process control, continuing to the optical isolation circuit to send PWM waveform, Htype motor driving circuit to plete positive inversion control. In the design, using PWM speed mode, by changing the PWM duty cycle to change the motor armature voltage, so as to realize the speed of the motor. Design of the control system hardware structure with a large number of integrated circuit modules, greatly simplifying the hardware circuitry to improve stability and reliability of the system so that the whole system performance is improved. Key words: AT89C51 microcontroller。當前電機控制器的發展方向 越來越趨于多樣化和復雜化，現有的專用集成電路未必能滿足苛刻的新產品開發要求，為此