基于單片機(jī)的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-11 15:15:13 本頁(yè)面
【正文】 代小型企業(yè)，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備，不僅可以獲得更多經(jīng)濟(jì)效益，而且還能提高可靠性、生產(chǎn)率。本文首先給了總體方案的設(shè)計(jì)，然后分別介紹了單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、紅外對(duì)管測(cè)速系統(tǒng)、1602液晶顯示系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及功能實(shí)現(xiàn)原理，以及主程序、PWM波發(fā)生模塊、測(cè)速系統(tǒng)以及液晶顯示系統(tǒng)等功能實(shí)現(xiàn)的軟件程序流程圖。并且通過(guò)對(duì)模擬仿真和實(shí)際硬件電路搭建，從而完成了一套能夠?qū)崿F(xiàn)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止等功能的基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，直流電機(jī)廣泛應(yīng)用在電子儀器設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子玩具、家用電器等等方面。在這之后，半控型功率器件一直在電機(jī)控制市場(chǎng)被廣泛應(yīng)用。其最早用于小功率、不可逆驅(qū)動(dòng)。近年來(lái)，在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、機(jī)床行業(yè)以及機(jī)器人等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流。2 系統(tǒng)的功能及組成 系統(tǒng)的功能該系統(tǒng)主要通過(guò)單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，設(shè)計(jì)出適合的驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等功能。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)主要是為了產(chǎn)生PWM從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的調(diào)速，以及實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)功能的配合。這里選用了STC89C52單片機(jī)，它與Intel 51系列單片機(jī)完全兼容。（1）STC89C52結(jié)構(gòu)框圖（） STC89C52結(jié)構(gòu)框圖（2）STC89C52各引腳功能 STC89C52單片機(jī)各引腳功能 引腳名稱(chēng)編號(hào)功能主電源引腳VCCPin40電源輸入GNDPin20接地外接晶振引腳XTAL1Pin19片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2Pin20片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳RSTPin9復(fù)位引腳PROGPin30允許地址鎖存PSENPin29外部存儲(chǔ)器讀選EAPin31選通程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部可編程輸入 輸出引腳P0Pin39～32漏極開(kāi)路型的雙向I/O口P1Pin1～8內(nèi)部帶提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口P2Pin21～28內(nèi)部帶提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口P3Pin10～17內(nèi)部帶提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序系統(tǒng)，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)必須有時(shí)鐘信號(hào)，以使其系統(tǒng)在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，按時(shí)序協(xié)調(diào)控制。（b），RXD引腳接地，TXD引腳接外部振蕩器。（1）復(fù)位操作51單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST，在單片機(jī)工作以后，只要在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，就能確保單片機(jī)可靠復(fù)位i，即程序從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行。若使用頻率為12MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)的持續(xù)時(shí)間則應(yīng)該不得少于2us。其中，按鍵電平復(fù)位是主要利用復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通從而實(shí)現(xiàn)的，（b）所示。 電源接口模塊 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)主要是為單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)速系統(tǒng)、1602液晶顯示系統(tǒng)供電，主要提供5V直流電以及12V直流電。（2）7805穩(wěn)壓電源電路：由于整流得到的輸出電壓為DC12V，并且容易受輸入電壓、負(fù)載和溫度的影響，為了可以得到更為穩(wěn)定的電源電壓，我們添加了穩(wěn)壓電源電路，進(jìn)而得到穩(wěn)定的DC5V。 直流電機(jī)的PWM控制原理直流電機(jī)轉(zhuǎn)速n的控制方法分為兩類(lèi)分別為：電樞電壓控制法與勵(lì)磁控制法?；赑WM斬波調(diào)壓電路是把直流電壓“斬”成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來(lái)獲得所需的輸出電壓。改變占空比，就能得到不同的電壓，從而得到不同的平均速度，進(jìn)而對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 L298N芯片作為驅(qū)動(dòng)模塊L298n有兩路電源分別為邏輯電源和動(dòng)力電源，12V為動(dòng)力電源。 L298N內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖，當(dāng)IN1輸入IN2輸入0、ENA輸入1時(shí)，此時(shí)與門(mén)4開(kāi)，23關(guān)閉，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)IN1輸入0、IN2輸入ENA輸入1時(shí)，此時(shí)與門(mén)3開(kāi)，23關(guān)閉，電機(jī)反轉(zhuǎn)；不難看出，只要當(dāng)EA輸入為0，不管IN1,IN2輸入什么狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)都停止。當(dāng)電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，即：EA輸入為0，故不管什么狀態(tài)下，三極管都沒(méi)有觸發(fā)脈沖，此時(shí)電機(jī)也就可以順利停下來(lái)。 檢測(cè)裝置安裝 ，將其信號(hào)盤(pán)固定在直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，傳感器正對(duì)著信號(hào)盤(pán)。故脈沖信號(hào)的頻
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