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毕业设计（论文）题目：直流电机控制系统姓名学号专业年级指导教师完成时间任务书2系（部）专业班学生学号一、毕业设计（论文）题目：二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：09年11月日起至10年1月17日止三、毕业设计（论文）进行地点：四、任务书的内容：目的：任务：工作日程安排：设计（论文）要求：主要参考文献：学生开始执行任务书日期200年月日指导教师签名：年月日学生送交毕业设计（论文）日期：200年月日教研室主任签名：年月日学生签名：年月日目录一、引言-------------------------------------------------------5二、设计方案比较与分析----------------------------------631、电机速度控制模块----------------------------------62、电机测速模块--------------------------------------73、电机速度显示模块---------------------------------8三、系统设计与分析-------------------------------------91、系统的硬件电路设计与分析-------------------92、系统的软件设计---------------------------------14四、测试结果与分析------------------------------------16五、结论----------------------------------------------------16参考文献-----------------------------------------------------17附录1、系统硬件电路原理图--------------------------------18附录2、系统程序----------------------------------------------19摘要当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂4自动化设备中。随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。本文设计开发了一套基于单片机的直流电机多速控制器，作为其配套的试验装置。论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型，针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。硬件部分先作了整体设计，然后介绍了以AT89S52单片机为核心的硬件构成，对调速电路、测量电路、闭环检测电路和显示电路等作了详细阐述;软件部分采用模块化设计思想，编制了各个模块的流程图。论述了软件的设计思想和方法;实现了对直流电动机转动参数的设置、启动、停止、加速、减速、正转、反转和显示等功能。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。针对直流电机运行环境恶劣、干扰严重的特点，从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。运行结果表明，系统实现了电机的高精度多速度控制，达到了性能指标要求。AbstractNowadays，automaticcontrolsystemshavebeenwidelyusedanddevelopedineveryaspectoflife.Asthearteryintheareaofelectricdrivesystems,DCdriversbecomemoreandmoreimportantmodernproduction.Foralongtime,DCmotorhaspossessedthemainroleintheareaofelectricdrivebecauseofitsneatlyadjustment,simplemethodandsmoothtiminginawiderange,besides,itscontrolperformanceisexcellent.DCmotoriswidelyusedontheautomaticequipments,suchasCNCandindustrialrobot.Asthescaleofproductionbecomeslargerandlargerthedemandandrequirementsbecomehigherandhigher,sotheresearchonimprovingtheDCcontrollingsystembehaviorhasimportantsense.ThispapersystemofDCmotormultiplespeedsbasedonSTCMCU5isdesigned,asitsnecessarytestequipment.Itfinishedthetotalprojectdesignofsystemandmodelselection.Thehardwareandsoftwaredesignofthesystemaccordingtotheprecedingsolutionsarediscusseddetailed.Forthehardwarepartafteradissertationonthewholedesign，thecorehardwareofthecontrolsystemistheSTCMCU,thepaperintroducedthedetailsofsomehardwareproblem，includinginputcircuitofkeyboard，serialcommunicationcircuit,measurecircuit,D/Aswitchingcircuitanddisplaycircuitandsoon.Themethodofsoftwareplanningforitisalsodiscussed.Forthesoftwarepart，withtheintroductionofmodulardesignconceptsomeprocedureflowchartsofmainprogramsubroutineareoffered.Thepaperdesignsthesoftwarewhichachievesthefunctions，suchasinstallparameters,downloadparameters，startupstopaccelerateanddecelerate.ThisnewfamilyofSTCenablescost—effectivedesignofcontrollersforDCmotorswhichcanfulfillmoreconditions，consistingofFewersystemcomponents,lowersystemcostandincreasedperformances.Aimingatthecharacteristicofbedenvironmentandseriousdisturbance，manyKindsofsoftwareandhardwaretechnologyareappliedtoimprovesystematicAnti—interferenceability，whichcomprehensivelyimprovesystematicdependabilityandpracticability.Ithasbeenprovedbyexperimentsthatthissystemcanmakethehighpreciseandmultiplespeedmotorcontrolcometrue.Steppingouttheperformanceindexisrealized.Nowthissystemhasbeenputintoexperiment.关键字AT89S52，PWM，电机控制引言直流电机因具有良好的线性调速特性、效率高、控制简单、调速性能好及体积小等优点得到了广泛使用。常规电机调速控制方法中，电机工作不稳定,损耗较大,尤其在低电压轻负荷时情况更为严重，且工作频率受电源频率的限制,难以满足高精度的调速要求，不利于广泛推广。如何才能使电路具有成本低、控制6精度高、调试修改参数方便，且能方便和灵活地适用于大功率、可靠性高的直流电机控制系统中,是我们研究的目的。第一章设计方案比较与分析一、电机调速控制模块：方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。方案三：采用集成芯片L298N。L298N是SGS(通标标准技术服务有限公司)公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。其有控制精度高、稳定性好、响应速度快等优点，使用它和PWM技术可控制驱动电流大小以达到电机速度的调整。兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。二、电机测速模块方案一：使用霍尔传感器。霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一7种传感器，它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。其对硬件电路要求也要高。方案二：使用光电码盘。光电码盘是由光学玻璃制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按一定规律排列的透光和不透光部分。工作时，光投射在码盘上，码盘随运动物体一起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道一一对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。但其使用较麻烦，准确度与反应速度不高。对软件方面要求也高。方案三：使用光电开关GK105。光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。如下图。GK105的标准用法，A端1K、C端10K。接上电路AT89S52检测到光电管的状态变化，得到信号。使用它不仅电路简单，且很实用，反应快，准确度高。兼于方案三测速性能优良、价格便宜、调速范围广、使用简单，因此本设计采用方案三。8三、电机速度显示模块方案一：使用数码管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。由于本电路要求。要4位一体的数码管才行，但其硬件电路复杂，且只能显示单纯的数字，不能显示电机运转状态。方案二:使用液晶LCD1602.1602是能显示2行，每行16个字符，字符包括英文字符及阿拉伯数字。但其不能显示汉字。方案三：使用液晶12864.带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的