直流电机调速系统课程设计报告

直流电动机调速系统设计报告标题：h桥串口输出2016年3月一、设计任务设计和制作一套由主电路部分和单片机核心控制电路部分两部分组成的直流电动机调速系统。要实现以下功能，需要设计、制作控制电路和主电路：(1)一系列脉冲通过风扇和光耦合获得，使用M、T或M/T方法在微控制器上处理电机速度，并在液晶或数字管上显示。(2)直流/直流电路工作，通过旋钮或键盘设置旋转速度，通过电力电子电路输出适当的电压，电机的速度可以达到设定速度。(3)实验室为DC/DC电路供电，提供24V直流电源，其馀电源使用220V主电源自行设计。图1系统范围的方框图二、硬件电路设计和生产2.1显示部分电路设计使用计数器填充电机速度后，必须用数码管表示。我们组选择了串行驱动器数码管显示电路。74HC595芯片是串行输入/输出或并行输出移位寄存器，具有高电阻、阻塞、阻塞状态。首先，使用晶体管(晶体管)配置驱动电路，驱动数字管。使用单芯片P0.0-P0.2作为74HC595时钟信号和输入端口，根据图1在数字管上显示适当的速度。图1显示了回路原理图2.2驱动程序部分电路设计驱动部分是马达和微控制器的组合，是此设计的主要电路，需要完成DC/DC变更的能力。单片机在驱动器芯片IR2110，2110上生成PWM波，2110通过驱动电路控制MOSFET开关，改变添加到直流电动机的电压，从而改变速度。用单片机生成的PWM1和PWM2波形必须相反，是控制斩波电路的半桥互补型制动器。电路设计图如图2所示。图2驱动程序电路原理图2.3电源部分设计电源设计部分分为两部分，一部分是IR2110的电源电压和所有芯片的电源电压，另一部分是USB端口电源部分，使用计算机电源，两部分电路通过拨号开关切换。电源的工作方式为220V交流电到15V交流电，整个桥到直流电，7815、7805到15V和5V直流电，为驱动器和微控制器系统供电。图3地磁电源设计图图4 mini-USB电源接头图2.4单片机系统设计本设计采用STC15W4K48S4模型单片机，使用计算功能、计时器功能、数码管驱动功能、PWM波输出功能进行了设计和制作。图5单芯片针脚功能图图6单片机最低系统示意图图7 SCM针脚使用示意图2.5速度反馈设计此设计使用单片机的P3.4端口作为计数器。图8 A/D收集和速度反馈电路图2.6硬件电路焊接图图9硬件电路焊接图三、软件设计和编程3.1主要流程流图10主要流程图3.2完整程序参阅附录四、测试结果通电后，电机正常工作，调节键盘后，电机速度改变，数码管显示速度也改变，但是反转时，程序的速度调节p值太大，电机速度正负跳跃导致闭环控制失败。五、课程设计问题和解决方案问题整个硬件电路的设计原理不明确，对电路设计没有信心。解决方法：通过继续查看数据，可以在焊接回路过程中继续修改回路，从而获得正确的回路。问题2 IR2110的1英尺和7英尺PWM波输出不正确，DC/DC回路输出不正确。解决方法：后来对电路进行了调查，发现主要有两个问题。第一个问题是，如果芯片的5发与IRF540的半桥不连接，另一个问题是，如果24V和5V电源的土地不在一起，解决这两个问题，电路将正常工作。六、课程设计意识此次课程设计的目的是通过单片机控制驱动电路，改变直流电动机上添加的电压，从而调节电机速度。通过这次课程设计，更确切地掌握了直流电机调速的相关知识。设计过程中出现了一些问题。例如，如果不知道如何开始设计回路，电阻电容器的选择仅复制经典回路，但没有灵活应用，以后多次查找资金，解决了问题。每次课程设计都让我觉得我没有足够的知识，所学的知识不能应用，思想上总是有侥幸心理，在没有对一个电路进行验证的情况下可以应用。真正的知识要通过实践直接创造，使我们学到的知识不再在纸上军用，以后要多联系。最终，这样的机会很少。在我看来，这次讲座设计不仅培养了独立思考和操作的能力，还提高了各种其他能力。这是未来最实用的，真的很有益。要面对社会的挑战，必须有不断的学习、实践、再学习、再实践。这对我们的未来也有很大的帮助。通过这次课程设计，发现理论与实际相结合很重要，只有理论知识是不够的，把所学的理论知识与实践相结合，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，提高独立于自己实际实践能力的思考能力这次设计也让我意识到了事故，即离开的路，如果不知道的话，需要立即咨询或在网上搜索，努力研究，动脑筋思考，实习的话，没有不知道的知识。七、附录附录17.1重要芯片数据1.74HC595芯片74HC595芯片是广泛用于电子显示制作的串行芯片。595是8位移位寄存器和内存，3状态输出功能。移位寄存器和内存是独立的时钟。数据随SCHcp的上升而输入，随STcp的上升而进入存储寄存器。如果两个时钟相连，移位寄存器总是比存储寄存器领先一个脉冲。移位寄存器将串行移位输入(Ds)、串行输出(Q7)、异步低级复位、存储寄存器中的并行8位、三状态总线输出、可OE时(低级)、存储寄存器中的数据输出到总线。图1 74HC595针脚图表接脚号码接脚名称接脚定义功能1、2、3、4、5、6、7、15Qa-qh三状态输出针脚8GND电力用地9SQH串行数据输出针10SCLR移位寄存器清除端11SCK数据输入时钟线12RCK输出内存锁定时钟线13OE用输出制造能量14SI数据线15VCC电源供应器末端图2 74HC595针脚功能2.IR2110芯片IR2110采用DIP14英尺封装的HVIC和闩锁抗干扰CMOS制造工艺。拥有独立的低端和高端输入通道高端工作电压为500V，dv/dt=50V/ns，15V静态功耗为116m的自举电路：输出电源终端电压范围10-20V；逻辑电源电压范围5-15V易于与TTL、CMOS级别匹配，允许逻辑电源和电源之间的5V偏移。工作频率高，最高500KHz；120ns和94ns的小阻塞延迟，图腾柱输出峰值电流为2A。图3 IR2110线内针脚图附录二7.2程序7.2.1主程序#includeconfig.h #includeExti.h #includetimer.h #includedelay.h #includeGPIO.h #includePWM.h /* * * * * * * * * *功能说明* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */* * * * * * * * * * *本地常量声明* * * * * * * * * * * * * * * * */u8 code t_display=/标准字体/0 1 2 3 4 5 6 8 9 A B C D E F/0x3f，0x06，0xx5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f ；U8 code t_display=/标准字体/0 1 2 3 4 5 6 8 9 a b c d e f0xd7、0x14、0xcd、0xx5d、0xx1e、0xx5b、0xdb、0x15、0xdf、0x x5f ；/0。1.2.3.4.5.6.7.8.9.-1Unsigned char code t _ com =0x80，0x40，0x20，0x 10 ；/位元码/=/端口声明/=/595上的三个开关sbitp _ HC 595 _ ser=P0 0 0；/输入端号14 ser数据sbitp _ HC 595 _ rclk=P0 1；/针脚12r clk store (latch) clocksbitp _ HC 595 _ Sr clk=P0 2；/接脚11 srclshift资料锁定/速度测量的中断输入端口INT0 P3.2/pwm 1道路各为p2.5/调整按钮，谁，所有方法减少Sbit add _ zhuansu=P0 3 3/第二个按钮已连接，正常情况下处于较高级别Sbit sub _ zhuansu=P0 4 4/=/extern bitb _ timer 0 _ 1 ms _ 1 ms；/中断是否结束，时间到了1u8 led 84；/显示的数据数字管要显示的数据，1300，1，3，0，0U8display _ index/显示位索引4 3 2/* * * * * * * * * * *本地变量声明* * * * * * * * * * * * * * * */long int Zhu=0；/测量的速度Long int set _ zhuansu=3600/设定的速度u8 dir=1；/正数U16pwm0、pwm1、pwm2/* * * * * * * * * *外部函数和变量声明* * * * * * * * * * * * * * * * * * */Externu32Pulseexternu 8 pulse time out；/* * * * * * * * * * *外部中断配置函数* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *VoidEXTI_config(void)exti _ inittypeddefxti _ init structure；/定义结构exti _ init structure . exti _ mode=ext _ mode _ fall；/中断模式，ext _ mode _ rise fall，ext _ mode _ fallexti _ init structure . exti _ polity=polity high；/中断优先级，PolityLow，PolityHighexti _ init structure . exti _ interrupt=enable；/允许中断，ENABLE或DISABLEExt _ ini lize (ext _ int0，exti _ init structure)；/int 0初始化ext _ int0、ext _ int1、ext _ int2、ext _ int3和ext _ int4/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *VoidTimer_config(void)Tim _ inittypedtim _ init structure；/定义结构Tim _ init structure . Tim _ mode=Tim _ 16 bit auto reload；/指定操作模式，Tim _ 16bit autoreload，Tim _ 16bit，Tim _ 8bit autoreload，Tim _ 16bitautoreloadnomaskTim _ init structure . Tim _ polity=polity low；/中断优先级划分，PolityHigh，PolityLowTim _ init strustructure . Tim _ interrupt=enable；/是否允许中断，启用或禁用Tim _ init structure . Tim