單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-22 19:47 本頁(yè)面
【正文】 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 山西機(jī)電職工學(xué)院 論文題目 單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù) 姓 名 ** 專 業(yè) 機(jī)電一體化 年 級(jí) 20xx 級(jí) 指導(dǎo)老師 ** 20xx 年 5 月 25 日 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 單片機(jī)控制的步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù) 摘 要 本文主要研究了利用 MCS51 系列單片機(jī)控制 PWM 信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。文章中采用了專門的芯片組成了 PWM 信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，并且對(duì) PWM 信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過軟件編程對(duì) PWM 信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了詳細(xì)的闡述。此外，本文中還采用了芯片 IR2110 作為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與延時(shí)電路相結(jié)合完成了在主電路中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。另外，本系統(tǒng)中使用了測(cè)速發(fā)電機(jī) 對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過濾波電路后，將測(cè)量值送到 A/D 轉(zhuǎn)換器，并且最終作為反饋值輸入到單片機(jī)進(jìn)行 PI 運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)電機(jī)速度的控制。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了 PI 運(yùn)算程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。 關(guān)鍵詞： PWM 信號(hào) 測(cè)速發(fā)電機(jī) PI運(yùn)算 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 目 錄 1. 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ?????????????????? ?? 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖及單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ??????????? 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 ???????????????????? 1 8051 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ????????????????????? 1 單片機(jī)系統(tǒng)中所用其他芯片簡(jiǎn)介 ????????????? 3 8051 單片機(jī)擴(kuò)展電路及分析 ??????????????? 5 PWM 信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì) ??????????????????? 8 PWM 的基本原理 ?????????????????????? 8 PWM 信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì) ?????? ???????????? 8 PWM 發(fā)生電路主要芯片的工作原理 ???????????? 10 功率放大驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ??????????????????? 12 芯片 IR2110性能及特點(diǎn) ????????????????? 12 芯片 IR2110引腳圖及功能 ???????????????? 12 主電路設(shè)計(jì) ????????????????????????? 15 延時(shí)保護(hù)電路 ?????????????????????? 15 主電路 ????????????????????????? 15 輸出電壓波形 ?????????????????????? 17 測(cè)速發(fā)電機(jī) ???????????????????????? 17 濾波電路 ????????????????????????? 17 A/D 轉(zhuǎn)換 ????????????????????????? 18 芯片 ADC0809介紹 ????????????????????? 18 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 ADC0809 的引腳及其 功能 ???????????????? 18 ???????????????????????? 20 直流調(diào)速系統(tǒng)概述 ????????????????????? 20 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ???????????????????? 20 開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較 ???????? 22 總結(jié) …………………………………………………………………………… 29 致謝 ????????????????????????????? 30 參考文獻(xiàn) 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 1 題目： 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 1. 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖及單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 8051 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)的基本組成 8051 單片機(jī)由 CPU 和 8 個(gè)部件組成，它們都通過片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu)依然是通用 CPU 加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本組成如下圖所示 ： 8051單片機(jī) PWM信號(hào)的產(chǎn)生與放大 步進(jìn)電機(jī) 測(cè)速 發(fā)電機(jī) 濾波 電路 A/D 轉(zhuǎn)換 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 2 圖 8051 單片機(jī)基本組成 及 8個(gè)部件的作用功能介紹如下 中央處理器 CPU：它是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 8051 芯片中共有 256 個(gè) RAM 單元，能作為存儲(chǔ)器使用的只是前 128 個(gè)單元，其地址為 00H— 7FH。通常說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指這前 128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部 RAM。 特殊功能寄存器：是用來(lái)對(duì)片內(nèi)各部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)特殊功能的 RAM 區(qū)，位于內(nèi)部 RAM 的高 128 個(gè)單元，其地址為 80H— FFH。 內(nèi)部程序存儲(chǔ) 器： 8051 芯片內(nèi)部共有 4K個(gè)單元，用于存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡(jiǎn)稱內(nèi)部 ROM。 并行 I/O 口： 8051 芯片內(nèi)部有 4個(gè) 8位的 I/O 口（ P0， P1， P2， P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。 串行口：它是用來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 定時(shí)器： 8051 片內(nèi)有 2 個(gè) 16位的定時(shí)器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或者計(jì)數(shù)功能，并且以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。 中斷控制系統(tǒng)：該芯片共有 5 個(gè)中斷源，即外部中斷 2個(gè)，定時(shí) /計(jì)數(shù)中斷2 個(gè)和串行中斷 1個(gè)。 振蕩電路：它外接石英晶體和微調(diào)電容即可構(gòu)成 8051 單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈 沖序列的時(shí)鐘電路。系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為 12MHz。 單片機(jī)引腳圖 山西機(jī)電職工學(xué)院畢業(yè)論文 3 圖 8051 單片機(jī)引腳圖 單片機(jī)系統(tǒng)中所用其他芯片簡(jiǎn)介 74LS373 74LS373 片內(nèi)是 8個(gè)輸出帶三態(tài)門的 D 鎖存器。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 74LS373 片內(nèi)三態(tài)門的 D 鎖存器 當(dāng)使能端 G 呈高電平時(shí)，鎖存器中的內(nèi)容可以更新，而在返回低電平的瞬間實(shí)現(xiàn)鎖存。如果此時(shí)芯片的輸出控制端 __OE 為低，也即是輸出三態(tài)門打
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