【正文】 吉林化工學(xué)院信控學(xué)院專業(yè)綜合設(shè)計說明書直流電機調(diào)速系統(tǒng)學(xué)生學(xué)號： 10234656 學(xué)生姓名： @@@ 專業(yè)班級： 1234 指導(dǎo)教師： 李老師 職 稱： 教 授 起止日期： ～ 吉林化工學(xué)院Jilin Institute of Chemical Technology專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計二、設(shè)計目的:1．理解直流電機控制系統(tǒng)基本原理；2．掌握硬件電路的各器件功能及應(yīng)用；3．繪制電子線路圖和仿真圖；4. 應(yīng)用C語言編程方法實現(xiàn)。三、設(shè)計任務(wù)及要求1．設(shè)計直流電機控制系統(tǒng)硬件電路；2．電子線路圖及仿真電路圖4．硬件聯(lián)接；5．撰寫設(shè)計說明書。四、設(shè)計時間及進(jìn)度安排 設(shè)計時間共三周,具體安排如下表：周次設(shè) 計 內(nèi) 容設(shè)計時間第一周依據(jù)直流電機調(diào)速原理和單片機知識，查找相關(guān)資料。設(shè)計控制系統(tǒng)的電路圖和接線圖。第二周完成硬件焊接及軟件編程。第三周完成系統(tǒng)調(diào)試，編寫設(shè)計說明書。提交作品及設(shè)計說明書，評定專業(yè)綜合設(shè)計成績。五、指導(dǎo)教師評語及學(xué)生成績指導(dǎo)教師評語:2013年 9 月 13 日成績指導(dǎo)教師(簽字):摘要本作品是直流電機調(diào)速系統(tǒng)。經(jīng)理論分析及實驗調(diào)整設(shè)計出了以AT89C52單片機為核心的控制電路、以L298N芯片做電機驅(qū)動電路，并用LED七段數(shù)碼管做輔助顯示直流電機脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速系統(tǒng)。主要介紹了用單片機軟件實現(xiàn)PWM調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的基本方法，給出了程序流程圖、Keic51程序。硬件電路實現(xiàn)了對電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速控制以及用按鍵控制調(diào)節(jié)占空比來控制轉(zhuǎn)速并在四位LED上的實時顯示轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵字：單片機，調(diào)速，直流電動機， PWM控制目錄專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書 I摘要 II目錄 III第一章 緒論 １ １ 直流電機的特點及應(yīng)用和控制前景 １ 直流調(diào)速的發(fā)展 １第二章 直流電機的控制方案設(shè)計 3 調(diào)速方案的選擇 3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4第三章 硬件設(shè)計 6 AT89C52單片機簡介 6 AT89C52功能介紹 6 AT89C52控制功能端口 6 AT89C52定時器2 7 AT89C52控制引腳 9 74LS245芯片的介紹 9 L298芯片的介紹 10 ULN2003APG 10 直流電機驅(qū)動電路 11 LED數(shù)碼管顯示電路 11第四章 軟件設(shè)計 13 C51語言介紹 13 Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 13 程序設(shè)計 14 14 15 15結(jié) 論 16參考文獻(xiàn) 17第一章 緒論 直流電機的特點及應(yīng)用和控制前景電機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。電機的種類繁多，如果按電源類型分，可分為直流電機和交流電機兩大類。常見的直流電機包括有刷電機、無刷電機、步進(jìn)電機等。直流有刷電機是所有電機的基礎(chǔ)，它具有啟動快、制動及時、可在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速、控制電路相對簡單等特點。歷來是自動控制系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件，在軋鋼及其輔助機械、礦井卷揚機、挖掘機、海洋鉆機、大型起重機、金屬切削機床、造紙機、紡織機械等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 換向器是直流電機的主要薄弱環(huán)節(jié),它使直流電機的單機容量、過載能力、最高電壓、最高轉(zhuǎn)速等重要指標(biāo)都受到限制,也給直流電機的制造和維護(hù)添了不少麻煩。然而，鑒于直流拖動控制系統(tǒng)的理論和實踐都比較成熟，直流電機仍在廣泛的使用。因此，長期以來，在應(yīng)用和完善直流拖動控制系統(tǒng)的同時，人們一直不斷在研制性能與價格都趕得上直流系統(tǒng)的交流拖動控制系統(tǒng)，近年來，在微機控制和電力電子變頻裝置高度發(fā)展之后，這個愿望終于有了實現(xiàn)的可能。電動機控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)；特別是微控制器技術(shù)，現(xiàn)代控制技術(shù)是以微控制器為核心的技術(shù)，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)成為當(dāng)今工業(yè)控制的主流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)已取代常規(guī)的模擬檢測、調(diào)節(jié)、顯示、記錄等儀器設(shè)備和很大部分操作的人工職能，使受控對象的動態(tài)過程按規(guī)定方式和技術(shù)運行，以完成各種控制、操作管理等任務(wù)。近幾年來，這種嵌入式系統(tǒng)在肩同、通信、工業(yè)、儀器、等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代控制技術(shù)已深入各行業(yè)的諸多領(lǐng)域。進(jìn)入90年代以來，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動機控制技術(shù)在近20年內(nèi)發(fā)生了很大的變化。其中，電動機控制策略的模擬實現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器、FPGA/CPLD、通用計算機、PWM控制技術(shù)等現(xiàn)代手段構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。應(yīng)用先進(jìn)控制算法，開發(fā)全數(shù)字化的智能控制運動控制系統(tǒng)將成為新一代控制系統(tǒng)設(shè)計方向。 直流調(diào)速的發(fā)展直流電動機調(diào)速系統(tǒng)最早采用恒定直流電壓給直流電動機供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調(diào)速。這種方法簡單易行、設(shè)備制造方便、價格低廉；但缺點是效率低、機械特性軟，不能得到較寬和平滑的調(diào)速性能,所以目前極少采用。該法只適用在一些小功率且調(diào)速范圍要求不大的場合。20世紀(jì)30年代末期，出現(xiàn)了發(fā)電機電動機(也稱為旋轉(zhuǎn)變流組)，配合采用磁放大器、電機擴(kuò)大機、閘流管等控制器件，可獲得優(yōu)良的調(diào)速性能，如有較寬的調(diào)速范圍(十比一至數(shù)十比一)、較小的轉(zhuǎn)速變化率和調(diào)速平滑等，特別是當(dāng)電動機減速時，可以通過發(fā)電機非常容易地將電動機軸上的飛輪慣量反饋給電網(wǎng)，這樣，一方面可得到平滑的制動特