电机课程设计报告209454118.docVIP

电力拖动自动控制系统 姓名-学号 麦允强-2009454118 成绩 分组序号 5 同组人员（签名） 李杰洪 谭宇芬 罗国豪 麦允强 陈培湛 本人贡献排名 4 指导教师（签名） 课程设计任务书 电气工程与自动化 专业 10 年级 2 班 麦允强 设计题目 直流马达闭环调速系统 主要内容 设计一个用单片机控制直流马达进行调速和测速的闭环系统，直流马达可以通过PWM调速原理实现调速功能，能够显示转速，同时可以实现马达的正转、反转、停止。 具体要求 1．显示马达的运行状态（正转、反转、停止），显示转速； 2．设置有正转按键、反转按键、加速按键、减速按键； 3．测量马达的力矩系数； 4、测量马达的反电动势系数； 5、创建马达的数学模型； 6．完成系统调试。 7．撰写课程设计报告。 进度安排 第一周的星期一至星期二 ： 准备好设计所需的硬件。 第一周的星期三至第二周的星期一：完成基本的系统结构设计，编写程序并调试。 第二周星期二至星期三完成课程设计报告 第二周星期四进行课程设计答辩并上交课程设计报告。 完成后应上交的材料 课程设计说明书 源程序清单 总评成绩 指导教师 签名日期 年 月 日 系 主 任 审核日期 年 月 日  摘 要 本设计单片机控制部分在Keil uVision4软件上用C语言编程控制，转速经编码盘通过单片机外部中断1计数，由LCD1602液晶显示出来，按键采用单片机开发板上的独立键盘，马达由经H桥由PWM调制电压调速以及正反转的控制，独立电源供电。 关键词：单片机；PWM；直流电机；L298N； 目录 一、硬件配置 1 1.1 51单片机 1 1.2 H桥驱动电路 1 1.3 L298N芯片 2 1.4 带编码盘的直流马达 3 1.5 硬件接线图 4 二、系统结构及流程图 5 2.1系统框图 5 2.2流程图 6 三、详细的功能设计和实现 7 3.1设置有正/反转按键、制动按键、加速按键、减速按键 7 3.2显示马达的运行状态（正转、反转、停止），显示转速 7 3.3测量马达的反电动势系数 7 3.4测量马达的力矩系数 7 3.5创建马达的数学模型 8 四、系统调试及结果 12 4.1系统调试 12 4.2结果 13 五、心得体会总结 14 六、参考文献 15 附录一：硬件原理图 16 附录二：源程序 17 一、硬件配置 1.1 51单片机 51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。 1.2 H桥驱动电路 直流马达驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式驱动电路，这种驱动电路可以很方便实现直流马达的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图所示。 H桥驱动电路图 1.3 L298N芯片 L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流马达驱动芯片。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流马达和步进马达、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动马达，该芯片可以驱动一台两相步进马达或四相步进马达，也可以驱动两台直流马达。 1.4 带编码盘的直流马达 带编码盘直流马达图 带编码盘直流马达接线图 1.5 硬件接线图 硬件接线图 二、系统结构及流程图 2.1系统框图 系统结构图 2.2流程图 流程图的说明： 首先对系统初始化，液晶显示0转速，然后系统检测是否有按键按下，S1按下后以count为标志交互正反转，count=1时正转，count=2时反转。S2、S3、S4分别为制动按键，加速按键和减速按键。 三、详细的功能设计和实现 3.1显示马达的运行状态（正转、反转、停止），显示转速 设计：用LCD1602液晶显示器显示马达各种运行状态及转速 实现：在LCD1602液晶显示器上用”+” , ”-”, ”*”三个符号分别表示正转，反转，停止三种运行状态，转速以“r/mi