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基于单片机的直流电机控制器的设计说明.doc
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基于单片机的直流电机控制器的设计说明.doc
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目录
目录......................................................................................................................................................................I
摘要......................................................................................................................................................................I
ABSTRACT................................................................................................................................................... ..III
1 系统论述...................................................................................................................................... ... ... ... ... ... ... ..5
1.1 设计思路...................................................................................................................................................5
1.2 基本原理...................................................................................................................................................5
1.3 总体设计框图...........................................................................................................................................6
2 直流电机单元电路设计与分析.................................................................................................. ... ... ... ... ... ... ..6
2.1 直流电机驱动模块...................................................................................................................................6
2.2 直流电机的中断键盘控制模块.............................................................................................................12
2.3 1602LCD 液晶显示模块.....................................................................................................................14
3 直流电机 PWM 控制系统的实现.................................................................................................................17
3.1 总电路图.................................................................................................................................................17
3.2 总电路功能介绍.....................................................................................................................................17
3.3 直流电机控制程序.................................................................................................................................17
4 系统仿真.................................................................................................................................... ... ... ... ... ... ... ..27
5 结束语........................................................................................................................................ ... ... ... ... ... ... ..31
参考文献资料.................................................................................................................................... ... ... ... ... ...31
摘要
I / 32
本文是对直流电机 PWM 调速器设计的研究,主要实现对电机的控制。本课程
设计主要是实现 PWM 调速器的正转、反转、加速、减速、停止等操作。并实现电
路的仿真。为实现系统的微机控制,在设计中,采用了 AT89C51 单片机作为整
个控制系统的控制电路的核心部分,配以各种显示、驱动模块,实现对电动机转速
参数的显示和测量;由命令输入模块、光电隔离模块与 H 型驱动模块组成。采用带
中断的独立式键盘作为命令的输入,单片机在程序控制下,不断给光电隔离电路发
送 PWM 波形,H 型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中,采用 PWM 调速方
式,通过改变 PWM 的占空比从而改变电动机的电枢电压,进而实现对电动机的调
速。设计的整个控制系统,在硬件结构上采用了大量的集成电路模块,大大简化了
硬件电路,提高了系统的稳定性和可靠性,使整个系统的性能得到提高。
关键词:AT89C51 单片机;PWM 调速;正反转控制;仿真。
II / 32
Abstract
This article is a DC motor PWM speed control design
study, the main achievement of motor control. This course is
primarily designed to achieve PWM speed controller for
forward and reverse, acceleration, deceleration, and stop
such an operation. And to achieve the circuit simulation. To
achieve system, microcomputer control, in the design, using
AT89C51 microcontroller control system as a whole, the core
of the control circuit, accompanied by a variety of shows,
drive module enables the motor speed parameter display and
measurement; from the command input module, Optical
isolation module and H-drive module. With the stand-alone
keyboard with a break as a command input, single-chip in the
process control, continuing to the optical isolation circuit to
send PWM waveform, H-type motor driving circuit to complete
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
III / 32
system so that the whole system performance is improved.
Key words: AT89C51 microcontroller; PWM speed; positive
inversion control; Simulation。
IV / 32
1 系统论述
1.1 设计思路
直流电机 PWM 控制系统的主要功能包括:直流电机的加速、减速以与电
机的正转和反转,并且可以调整电机的转速,还可以方便的读出电机转速的大
小,能够很方便的实现电机的智能控制。其间,还包括直流电机的直接清零、
启动(置数)、暂停、连续功能。该直流电机系统由以下电路模块组成:振荡
器和时钟电路:这部分电路主要由 80C51 单片机和一些电容、晶振组成。设
计输入部分:这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。设计控制部分:
主要由 80C51 单片机的外部中断扩展电路组成。设计显示部分:包括液晶显
示部分和 LED 数码显示部分。液晶显示部分由 1602LCD 液晶显示模块组成;
LED 数码显示部分由七段数码显示管组成。直流电机 PWM 控制实现部分:
主要由一些二极管、电机和 L298 直流电机驱动模块组成。
1.2 基本原理
主体电路:即直流电机 PWM 控制模块。这部分电路主要由 80C51 单片
机的 I/O 端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速 、减速以与
电机的正转和反转,并且可以调整电机的转速,还可以方便的读出电机转速的
大小和了解电机的转向,能够很方便的实现电机的智能控制。其间,还包括直
流电机的直接清零、启动(置数)、暂停、连续功能。其间是通过 80C51 单
片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到 L298 驱动芯片来控制直流电机工作的。
该直流电机 PWM 控制系统由以下电路模块组成:设计输入部分:这一模块主
要是利用带中断的独立式键盘来实现。设计控制部分:主要由 80C51 单片机
的外部中断扩展电路组成。设计显示部分:包括液晶显示部分和 LED 数码显
示部分。液晶显示部分由 1602LCD 液晶显示模块组成。直流电机 PWM 控
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