片機課程設(shè)計-直流電機(已修改)
2025-06-20 08:19 本頁面
【正文】 燕山大學課程設(shè)計說明書 1 一、引言 直流電機調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機技術(shù)的應用，使直流電機調(diào)速技術(shù)進入到一個新的階段。直流電動機具有良好的起動、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。 從控制的角度來看，直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 本設(shè)計是研究對直流電機調(diào)速的控制裝置，本課題主要是利用單片機來構(gòu)成控制系統(tǒng)。主要包括：單片機、霍爾元件速度采集電路、直流電機、 DAC083鍵盤、顯示器等幾部分組成。首先對預定速度進行設(shè)置，并通過數(shù)碼管顯示出來。 二、設(shè)計原理 總體設(shè)計原理 系統(tǒng)的原理框圖如圖 ，主要包括 ：單片機、霍爾元件速度采集電路、直流電機、 DAC083鍵盤、顯示器等幾部分組成。 圖 總體設(shè)計原理框圖 單 片 機 顯示器 鍵 盤 D/A 轉(zhuǎn)換電路， DAC外圍放大電路 直流電機 霍爾元件速度采集 燕山大學課程設(shè)計說明書 2 在電壓允許范圍內(nèi)，直流電機的轉(zhuǎn)速隨著電壓的升高而加快，若加上的電壓為負電壓，則電機會反向旋轉(zhuǎn)。 D/A 轉(zhuǎn)換是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的變換，實驗臺上 D/A電路輸出的是模擬電壓信號。 實驗室中的實驗儀的D/A變換器可輸出 8V~+8V的電壓，將電壓經(jīng)驅(qū)動后加在直流電機上，使其運轉(zhuǎn)。通過單片 機輸出數(shù)據(jù)到 D/A變換電路，控制電壓的高低和正負，觀察電機的旋轉(zhuǎn)情況。 D/A 轉(zhuǎn)換電路 圖 D/A轉(zhuǎn)換電路 DAC0832 是采樣頻率為八位的 D/A 轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器，使 DAC0832 芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。 D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出 ， 若需要相應的模擬電壓信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)。運放的反饋電阻可通過 RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。 實驗儀上提供了 D/A 轉(zhuǎn)換電路如圖 所示。我們可以通過軟件編程控制 D/A轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832，輸出相應電流值，經(jīng)過采樣電路取出模擬量電壓值，用電壓表測量電壓輸出端子，讀出電壓值。 電動機調(diào)速原理 由直流電機的速度公式 n=(UaIaRa)/CeΦ ,其中 n是電機轉(zhuǎn)速， Ua是電樞電壓， Ia 是電樞電流， Ra 是電樞回路總電阻， Ce 是電極常數(shù)，Φ是電機的勵磁磁通。對于極對數(shù)是 p，匝數(shù)是 n，電樞支路數(shù)為 a 的電機來說Ca 是常數(shù)。由于 Ra 為電樞回路電阻故其值很小，通過調(diào)節(jié)電阻改變轉(zhuǎn)速的效果不明顯。如果通過調(diào)節(jié)磁通量，對于它勵電機其有外接的電源 電壓決定。故一般通過改變電樞電壓來達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。直流電機原理圖燕山大學課程設(shè)計說明書 3 如下： I aR aMU a+r 圖 直流電機原理圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理 霍爾元件測速原理圖如下所示： 燕山大學課程設(shè)計說明書 4 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE3039383736353433321234567821222324252627281011121314151617EA31U1DS80C51VREF8RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416DI07CS1WR12GND3DI34DI25DI16XFER17WR218ILE19VDD20U2DAC0832LCJA+B1直流電機f2g11e7d8A3c10DP6b13a1A14NC9DS150827610f2g11e7d8A3c10DP6b13a1A14NC9DS250827610f2g11e7d8A3c10DP6b13a1A14NC9DS350827610f2g11e7d8A3c10DP6b13a1A14NC9DS450827610PA31PA22PA13PA04PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC418PC519PC620PC721PA440PA539
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