基于L298N的直流电机调速控制设计

学校代码：11517学号：201150616116河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计任务书题目基于L298的直流电机调速控制专业机械设计制造及其自动化学号姓名主要内容1.了解直流电机的调速方法和发展现状；2.了解所用单片机的使用及开发流程；3.了解L298的使用方法；4.选择调速方案和熟悉方案的工作原理，5.绘制仿真电路图编写C语言程序；6.调试仿真原理图无误，购买实物并焊接；7.调试实物成功编写设计说明书。基本要求1.利用l298驱动器、51单片机及有关辅助元件构成一个完整调速控制系统，实现一个简单的开环调速控制。2.根据要求设计调速原理图。3.绘制仿真原理图。4.系统调试，先在protues仿真软件上进行实时仿真，然后在实际硬件电路中进行实时调试。5.写出运行结果报告，撰写说明书。主要参考文献[1]潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，第二版[2]郑学坚.微型计算机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2006（4）[3]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2003.12[4]孙绪才.L298N在直流电机PWM调速中的应用[J].潍坊学院学报，2009.04[5]潘新民.微型计算机控制技术[M].电子工业出版社，2003.3[6]王兆安.电力电子技术[M].机械工业出版社，2005.7[7]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].上海：机械工业出版社，第三版[8]李朝青.《单片机原理及接口技术》［M].北京航空航天大学出版社，1998[9]李广弟.《单片机基础》［M］.北京航空航天大学出版社，1994[10]阎石.《数字电子技术基础》（第三版）［M］.高等教育出版社，1989[11]廖常初.现场总线概述[J].电工技术，1999[12]赵鸿图.基于单片机ATS9C51的直流电机PWM调速系统[J].技术研发,2008[13]陈景贤.单片机控制的直流电机PWM调速控制器设计[J].湛江师范学院学报,2008[14]杨靖.用单片机控制的直流电机调速系统[J].机床电器,2008[15]卢春华,姚海燕,张莉.基于单片机的直流电机调速系统设计[J].硅谷,2009完成期限：2012年12月25日至2013年6月12日指导教师签名：专业负责人签名：2012年12月25日基于L298的直流电机调速控制目录摘要...................................................IABSTRACT..............................................II1绪论..........................................................................................................11.1直流电机的发展.....................................11.2直流电机调速的研究意义.............................21.3本次设计的的要求...................................22设计方案选择...........................................32.1直流电机的调速方法.................................32.2PWM调速方式......................................42.3基于L298的调速方案设计............................53硬件电路的设计........................................63.1L298N驱动模块...................................73.2LCD1602显示模块.................................93.3AT89C51单片机模块..................错误!未定义书签。4Protueus与Keil软件使用...............................144.1Proteus简述......................................144.2Proteus功能与使用..................................144.2.1Proteus功能特点...............................................................................144.2.2Proteus的使用......................................................................................154.3Keil软件简介.....................................174.4Keil使用........................................185调试仿真..................................错误!未定义书签。基于L298的直流电机调速控制6总结..................................................23致谢....................................................24参考文献................................................24附录1...............................................26附录2...............................................27附录3...............................................29基于L298的直流电机调速控制I基于L298的直流电机调速控制系统设计摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性。首先启动转矩大：带电刷的励磁直流电机产生的电流比感应式大，故产生力矩大。调速性能好：在宽广的范围内平滑地调速，过载能力强。与交流相比，虽然结构复杂，生产成本高，维护工作量大，但是直流电机调速在数控机床，纺织机械，电工机械等领域广为应用。我们生活中熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，也都不能缺少直流电机，可见直流电机的控制是一门很实用的技术。本文的设计是基于L298的直流电机调速控制，运用常见的89c51单片机为控制核心，采用L298为驱动芯片，Lcd1602为液晶模块显示，设计出的直流电机调速系统。采用的原理是PWM占空比调速，PWM占空比调速是一种常用的调速方法，它通过改变负载两端的电枢电压，调整高低电平的时间长短来控制占空比从而实现调速。关键字：直流电机；PWM；L298基于L298的直流电机调速控制IIARegulatingSpeedSystemofDCMotorBasedOnMCUABSTRACTDCmotorhasagoodstartupperformanceandspeedcharacteristics,itischaracterizedbylargestartingtorque,maximumtorque,canbeinawiderangeofsmooth,economicalspeed,speediseasytocontrol,highefficiencyandspeedregulation.ComparedwiththeACspeedregulation,althoughitsstructureiscomplex,theproductioncostishigh,largemaintenanceworkload.ButDCmotorspeedcontrolinCNCmachinetools,textilemachinery,electricalmachineryandotherwidelyapplicationfield.Allofusinourdailylife,familiarphonographrecorder,videocamera,computer,alsocannotlackofDCmotor,DCmotorcontrolisvisibleisapracticaltechnology,sotheDCmotorspeedcontrolisofgreatsignificance.ThispaperisthedesignofDCmotorspeedcontrolbasedonL298,usingthecommon80C51MCUasthecontrolcore,usingL298asthedriverchip,Lcd1602LCDmodule,DCmotorspeedcontrolsystemdesign.Speedasfeedbacksignaltoachievespeedcontrol,generatedbytheMCUPWM,toadjustthemotorspeed,combinedwithitsperipheralcircuit,canrealizethemotorspeedcontrol,thespeedofon-linemonitoringanddisplayfunction.KEYWORDS:DCmotor，PWM，L298基于L298的直流电机调速控制11绪论1.1直流电机的发展在现代工业中，电动机作为电能转换转换为机械能的装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业领域中。在可调速传动系统中，按照传动电动机的类型来分，有直流调速系统和交流调速系统。交流电动机直流具有结构简单、价格低廉、维修简便、转动惯量小等优点，但主要缺点为调速较为困难。而直流电机具有优良的调速特性,调速平滑,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动,制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。传统的直流电机和交流电机各有优缺点,直流电机调速性能好,但带有机械换向器,有机械磨损及换向火花等问题。交流电机,不论是异步电机还是同步电机,结构都比直流电机简单,工作也比直流电机可靠,但在频率恒定的电网上运行时,它们的速度不能方便而经济地调节。由于自动控制技术、电力电子技术、传感器技术、和微机应用技术的发展成就，使得直流调速也发生翻天覆地的变化。从开始的电力电子器件晶闸管发明至产品功率集成电路(PIC)。多年来其结构、工艺不断改进,性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争,新的应用也不断出现。后来利用单片机作为控制器开始在电机控制系统中被广泛使用,如AT89C51等。在单片机控制系统中,单片机作为系统控制的核心,主要用来完成一些算法,同时还