【正文】 吉林化工學(xué)院信控學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)學(xué)生學(xué)號(hào)： 10234656 學(xué)生姓名： @@@ 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 1234 指導(dǎo)教師： 李老師 職 稱(chēng)： 教 授 起止日期： ～ 吉林化工學(xué)院Jilin Institute of Chemical Technology專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的:1．理解直流電機(jī)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(xiàn)路圖和仿真圖；4. 應(yīng)用C語(yǔ)言編程方法實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1．設(shè)計(jì)直流電機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路；2．電子線(xiàn)路圖及仿真電路圖4．硬件聯(lián)接；5．撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。四、設(shè)計(jì)時(shí)間及進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)時(shí)間共三周,具體安排如下表：周次設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容設(shè)計(jì)時(shí)間第一周依據(jù)直流電機(jī)調(diào)速原理和單片機(jī)知識(shí)，查找相關(guān)資料。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的電路圖和接線(xiàn)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(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。提交作品及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，評(píng)定專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)成績(jī)。五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及學(xué)生成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):2013年 9 月 13 日成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字):摘要本作品是直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。經(jīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)調(diào)整設(shè)計(jì)出了以AT89C52單片機(jī)為核心的控制電路、以L(fǎng)298N芯片做電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，并用LED七段數(shù)碼管做輔助顯示直流電機(jī)脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速系統(tǒng)。主要介紹了用單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的基本方法，給出了程序流程圖、Keic51程序。硬件電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)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(lái)控制轉(zhuǎn)速并在四位LED上的實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，調(diào)速，直流電動(dòng)機(jī)， PWM控制目錄專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) I摘要 II目錄 III第一章 緒論 １ １ 直流電機(jī)的特點(diǎn)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(jī)的控制方案設(shè)計(jì) 3 調(diào)速方案的選擇 3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4第三章 硬件設(shè)計(jì) 6 AT89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介 6 AT89C52功能介紹 6 AT89C52控制功能端口 6 AT89C52定時(shí)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(jī)驅(qū)動(dòng)電路 11 LED數(shù)碼管顯示電路 11第四章 軟件設(shè)計(jì) 13 C51語(yǔ)言介紹 13 Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 13 程序設(shè)計(jì) 14 14 15 15結(jié) 論 16參考文獻(xiàn) 17第一章 緒論 直流電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用和控制前景電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。電機(jī)的種類(lèi)繁多，如果按電源類(lèi)型分，可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大類(lèi)。常見(jiàn)的直流電機(jī)包括有刷電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。直流有刷電機(jī)是所有電機(jī)的基礎(chǔ)，它具有啟動(dòng)快、制動(dòng)及時(shí)、可在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速、控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。歷來(lái)是自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件，在軋鋼及其輔助機(jī)械、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、大型起重機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、紡織機(jī)械等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 換向器是直流電機(jī)的主要薄弱環(huán)節(jié),它使直流電機(jī)的單機(jī)容量、過(guò)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(jī)的制造和維護(hù)添了不少麻煩。然而，鑒于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的理論和實(shí)踐都比較成熟，直流電機(jī)仍在廣泛的使用。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，在應(yīng)用和完善直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的同時(shí)，人們一直不斷在研制性能與價(jià)格都趕得上直流系統(tǒng)的交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)，近年來(lái)，在微機(jī)控制和電力電子變頻裝置高度發(fā)展之后，這個(gè)愿望終于有了實(shí)現(xiàn)的可能。電動(dòng)機(jī)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(dòng)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(cè)、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(duì)象的動(dòng)態(tài)過(guò)程按規(guī)定方式和技術(shù)運(yùn)行，以完成各種控制、操作管理等任務(wù)。近幾年來(lái)，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(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)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(chǎng)家利用PC機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)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(dòng)機(jī)控制技術(shù)在近20年內(nèi)發(fā)生了很大的變化。其中，電動(dòng)機(jī)控制策略的模擬實(shí)現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺(tái)，而采用微處理器、FPGA/CPLD、通用計(jì)算機(jī)、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(kāi)發(fā)全數(shù)字化的智能控制運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)將成為新一代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向。 直流調(diào)速的發(fā)展直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)最早采用恒定直流電壓給直流電動(dòng)機(jī)供電，通過(guò)改變電樞回路中的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種方法簡(jiǎn)單易行、設(shè)備制造方便、價(jià)格低廉；但缺點(diǎn)是效率低、機(jī)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(chǎng)合。20世紀(jì)30年代末期，出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)(也稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)變流組)，配合采用磁放大器、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、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(dòng)機(jī)減速時(shí)，可以通過(guò)發(fā)電機(jī)非常容易地將電動(dòng)機(jī)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(dòng)特