基于单片机的直流电机控制器的设计

一、目录摘要.一、摘要.二1系统讨论.1 1.1设计理念.1 1.2基本原则.1 1.3总体设计框图.1 2 DC电机组电路的设计与分析.2 2.1 DC电机驱动模块.2 2.2电机的中断键盘控制模块.72.3 1602液晶显示模块.脉宽调制控制系统的实现.9 3 DC电机总电路图.11 3.1.介绍.11 3.2一般电路功能.12 3.3 DC电机控制程序.12 4系统模拟.19 5结束语.22篇参考文献.本文是对DC电机脉宽调制调速器的设计研究，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。并实现电路仿真。为了实现系统的微机控制，采用AT89C51单片机作为整个控制系统控制电路的核心部分，并配备各种显示和驱动模块，实现电机速度参数的显示和测量。它由命令输入模块、光电隔离模块和H型驱动模块组成。中间有一个中断的独立键盘用作命令的输入。在程序的控制下，单片机不断向光电隔离电路发送脉宽调制波形。H型驱动电路完成电机的正反转控制。本设计采用脉宽调制调速方式，通过改变脉宽调制占空比来改变电机的电枢电压，从而实现电机的调速。在整个控制系统的设计中，硬件结构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，提高了整个系统的性能。关键词：AT89C51单片机；脉宽调制速度调节；正向和反向控制；模拟。本文是对DC电机脉宽调制调速控制的设计研究，主要实现电机控制。本课程主要设计实现脉宽调制速度控制器的前进和后退、加速、减速和停止这样的操作。并实现电路仿真。为实现系统的微机控制，在设计中，采用AT89C51单片机作为整个控制系统的核心控制电路，伴随着各种显示，驱动模块使电机速度参数显示和测量成为可能；从命令输入模块、光学隔离模块和硬盘模块。用带断点的独立键盘作为命令输入，单片机在过程控制中，继续向光隔离电路发送脉宽调制波形，H型电机驱动电路完成正反转控制。在设计中，采用脉宽调制调速方式，通过改变脉宽调制占空比来改变电机电枢电压，从而实现电机的调速。控制系统的硬件结构设计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，从而提高了整个系统的性能。关键词： AT89C51单片机；脉宽调制速度；正反转控制；模拟.IV 5 1系统讨论1.1电机脉宽调制控制系统的主要功能包括：DC电机的加速、减速、电机的正反转，并能调节电机转速，还能方便地读取电机转速，能方便地实现电机的智能控制。同时，它还包括DC电机的直接清零、启动(设定次数)、暂停和连续功能。DC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、一些电容和晶体振荡器组成。设置仪表输入部分：该模块主要通过带中断的独立键盘实现。设计和控制部分：主要由80C51单片机的外部中断扩展电路组成。设计和显示部分：包括液晶显示部分和发光二极管数字显示部分。液晶显示部分由1602液晶显示模块组成；发光二极管数字显示部分由七个数字显示管组成。DC电机的脉宽调制控制部分主要由一些二极管、电机和L298 DC电机驱动模块组成。1.2基本原理主电路：DC电机脉宽调制控制模块。这部分电路主要由80C51单片机的输入输出端口、定时计数器、外部中断扩展等控制。以加速和减速DC马达以及马达的正向和反向旋转。它还可以调节电机的转速，读出电机的转速，方便地知道电机的方向，从而方便地实现电机的智能控制。同时，它还包括直流电机的直接清零、启动(设定次数)、暂停和连续功能。在此期间，80C51单片机产生脉宽可调的脉冲信号，输入L298驱动芯片，控制DC电机的运行。DC电机脉宽调制控制系统由以下电路模块组成：设计输入部分：该模块主要由带中断的独立键盘实现。设计和控制部分：主要由80C51单片机的外部中断扩展电路组成。设计和显示部分：包括液晶显示部分和发光二极管数字显示部分。液晶显示部分由1602液晶显示模块组成。DC电机PWM控制的实部主要由一些二极管、电机和L298 DC电机驱动模块组成。1.3总体设计框图系统组成：DC电机脉宽调制调速方案如图1.1:方案描述：DC电机脉宽调制调速系统以AT89C2051单片机为控制核心，由命令输入模块、液晶显示模块和电机驱动模块组成。带有中断的独立键盘用作命令的输入。在程序的控制下，单片机定期向DC电机驱动芯片发送6个脉宽调制波形。H型驱动电路完成电机的正向和反向控制。同时，单片机不断将从键盘上读取的数据发送到液晶显示模块进行显示，不仅可以读取速度，还可以知道方向和一些温馨的心提示。AT89C51 DC电机驱动模块DC电机AT89C51 DC电机驱动模块DC电机AT89C51 DC电机驱动模块DC电机加速控制端减速控制端正转控制端反转控制端停止控制端液晶显示器P0端口P2端口P1端口单片机图1.1直流电机脉宽调制调速方案2直流电机单元电路的设计与分析2.1直流电机驱动模块主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块(包括互补金属氧化物半导体管、三通阀等)组成。)。现在，介绍下DC电机的工作原理。2.1.1 DC电机类型可根据其结构、工作原理和用途进行分类。其中，DC电机根据用途可分为以下几类：DC发电机(将机械能转化为DC能)、DC电机(将DC能转化为机械能)、DC测速发电机(将机械信号转化为电信号)和DC伺服电机(将控制信号转化为机械信号)。以下以DC电机为研究对象。2.1.2 DC电机结构DC电机由定子和转子组成。定子配有磁极(电磁DC电机的磁极由缠绕在定子上的磁绕组提供)。它的转子是由硅钢片层压而成的。转子的外圆有嵌入电枢绕组的槽。绕组通过换向器和电刷引出。DC电机的结构如图2.1所示。7图2.1 DC电机结构2.1.3 DC电机工作原理DC电机电路模型如图2.2所示，在N极和S极之间安装一个可旋转的铁磁圆柱体，在圆柱体表面固定一个线圈abcd。当电流流过线圈时，线圈受到电磁力，从而产生旋转。根据左手定则，当流过线圈的电流改变方向时，线圈的接收方向也会改变，因此可以通过改变线圈电路的方向来改变电机的方向。图2.2 DC电机电路模