基于单片机的pwm电机控制.pdf

目 录 第一章：绪论………………………………………………… 第二章：统设计要求和解决方案………………………………… 2.1 系统设计要求…………………………………………………………… 2.2 解决方案………………………………………… 第三章：硬件系统设计…………………………………………… 3.1 电源模块设计……………………………………………………… 3.2 键盘模块设计………………………………………………………… 3.3 显示模块设计………………………………………………………… 3.4 电机驱动电路-H 桥模块设计……………………………………… 3.5 霍尔测速模块设计…………………………………………………… 3.6 ADC 转换模块设计……………………………………………………… 3.7 单片机双机通讯模块设计………………………………………… 第四章：软件系统及程序流程图………………………………… 第五章：心得体会…………………………………………… 附录一 硬件原理图………………………………………… 附录二 元件清单………………………………………… 附录三 参考文献……………………………………………… 第一章 绪论 直流电动机具有优良的调速特性和良好的启动性能和调速特性,调速 平滑、方便,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，启动转矩大，最大转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调 速，转速控制容易，调速后效率很高。与交流调速相比，直流电机结构复 杂，生产成本高，维护工作量大。电动机调速系统采用微机实现数字化控 制,是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后,整个调速系统实现 全数字化,结构简单,可靠性高,操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度 可达到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气 传动的要求。由于单片机性能优越,具有较佳的性能价格比,所以单片机在 工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。 PWM 调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点[1 ] :由于PWM 调速系统的开关 频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好; 同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽 的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。PWM 调速 系统很早已出现,但是因为缺乏高速开关元件而未能在生产实际中推广应 用。在近年来,由于大功率开关器件的制造成功和成本的不断下降, PWM调 速系统又受到重视。 尽管如此，我认为设计一个直流电机调速系统，不论是从学习还是实 践的角度，对一名电子信息工程专业的大学生都会产生积极地作用，有利 于提高学习热情。 第二章 系统设计要求和解决方案 2.1 系统设计要求 1、 设计题目：直流电机数字调速系统。 2、 课设内容： （1）、本地控制 ① 通过键盘设置电机转速 （给定值），通过控制程序使直流电机达到给 定转速； ② 通过电位器设置电机转速 （给定值），通过控制程序使直流电机达到 给定转速； （2）、本地控制与远传控制 （选作） 通过键盘或电位器设置电机转速 （给定值），实现本地直流电机的转速 控制，同时，利用通讯模块 （有线），控制远方电机的转速。 3、具体要求及说明： （1）、八段码数码管或 （LCD 液晶显示器—可选）显示给定转速和实际转 速； 要求：直流电机按照给定的转速运行，当给定值变化时，电机转速随之变 化。同时在 LED 显示 （8 位八段码）给定转速值和实际转速值，显示格式 如上下图所示： （2）、键盘设置参数可以把键盘定义为数字键 （0-9）、设置键、通讯键、 确认键和开始 （运行）、停止键等。也可利用少键盘定义一键多能，如设置 键、加一、减一、确认、开始 （运行）、停止键等。 （3）、速度上限和下限报警功能