基于單片機的直流調(diào)速系統(tǒng)設計畢業(yè)論文終稿(文件)
【正文】 的 控制，通過硬件電路 的 搭建和軟件 程序設計，改善了 直流電機調(diào)速 的穩(wěn)定性 。 第 22 頁 共 23 頁 致 謝 本論文的完成要感謝許多人，首先要感謝我的論文指導老師王華老師！王老師不僅傳授給我許多專業(yè)知識，更教會了我許多學習方法和研究方法，使我受益匪淺。 第 23 頁 共 23 頁 參考文獻 [1] 馬彪 .單片機應用技術 [M].上海：同濟大學出版社， 20xx [2] 王春鳳 .PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)實驗的教學實踐 [J].實驗室研究與探索，20xx， 31（ 8）： 3134 [3] 周潤景 .基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)設計與仿真 [M].北京：北京航空航天出版社， 20xx [4] 趙軒 .基于 PWM 控制的模型車用小型直流電機調(diào)速裝置 [J]. 計算機工程與設計， 20xx， 30（ 21）： 48844887 [5] 柴睿 . 液壓沖擊器的智能控制系統(tǒng)研究 [D]. 上海交通大學， 20xx [6] 賀平 . 音頻電纜智能防盜報警器 [D]. 大連理工大學， 20xx 。 同時也衷心感 謝動力工程學院其他老師，在我平時的學習和生活中給與我的支持和幫助，他們的關懷使我的大學生活變了豐富多彩。 本設計運用了 1602 液晶顯示，能夠較為形象的顯示出實時的電機運行速度，并且所運用的紅外對管測速方法，在現(xiàn)在各個領域有著很廣泛的應用。 （ 3）停止狀態(tài) 第 20 頁 共 23 頁 圖 停止狀態(tài) 占空比： 0% 速度： 0r/min 原因分析： 占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率 ，此時占空比為 0%，電機此時端電壓即為電壓 0，根據(jù)電機平均轉速 DVmVe *? ， 故電機轉速為 0r/min。 （ 3）半速顯示 圖 5． 7 半速顯示 半速顯示即為電機處于正常運轉時，即占空比為： 50%，此時液晶顯示屏上 第 18 頁 共 23 頁 顯示的內(nèi)容。 （ 2）半速狀態(tài) 圖 半速狀態(tài) 占空比： 50% 速度： 180r/min 原因分析： 占空比 指 在一個周期內(nèi)高電 平所占的時間比率 ，此時占空比為50%，電機此時端電壓即為電壓 ，根據(jù)電機平均轉速 DVmVe *? ， 故電機轉速為 180r/min。 Proteus 軟件的功能強大，其集電路設計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅可以對電工、電子技術學科涉及的電路進行設計與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行設計和仿真，并且功能齊全。 第 12 頁 共 23 頁 設 定 定 時 器 、 P W M 、 數(shù) 字 測 速 的 工 作 方 式設 定 I / O 、 通 信 接 口 及 顯 示 、 鍵 盤 的 工 作 方 式參 數(shù) 及 變 量 初 始 化返 回開 始 圖 主程序流程圖 PWM 波發(fā)生模塊程序流程圖 PWM 是一系列周期固定、占空比可調(diào)的脈沖系列 ，由于每個脈沖的高電平時間和低電平時間之和必須等于周期數(shù)，故主要由定時器來控制輸出電平的維持時間。 1602 液晶顯示系統(tǒng)設計 該系統(tǒng)主要功能是 :顯示出實際速 度值和此刻的占空比。由于光電開關 的輸入 和 輸出 回路是電隔離的，所以它 第 10 頁 共 23 頁 可 以在許多場合得到應用。 圖 轉速檢測裝置安裝方式 信號處理電路 被測物理量經(jīng)傳感器變換，成為電流、電壓、電阻、電感等某種電參數(shù)的變化值。被測器件封裝過后，固定地安裝在貼近其信號盤的位置，信號盤轉動時，光電元件此時則輸出一些周期性的正負交替的脈沖信號。 轉速測量原理 本設計采用頻率測量法，測量原理 :在固定的測量時間內(nèi)，獲取轉速傳感器發(fā)生的脈沖個數(shù)（即頻率），從而計算得出實際的轉速。 t1 秒之后， EA 處于低電平，開關管處于截止狀態(tài)，電機的電樞兩端的電壓 第 9 頁 共 23 頁 此時為 0。 由于我使用的直流電機是線圈式的，當電機從運行的狀態(tài)突然轉換為停止的狀態(tài)或者從順時針工作的狀態(tài)突然轉換為逆時針工作的狀態(tài)時，電機將產(chǎn)生非常大的反向電流，故我們在電路中加入二極管，其主要作用是在電機產(chǎn)生反向電流的時候進行泄流，從而保護芯片的安全。 圖 H 橋的電機驅(qū)動電路 實驗證明，該電路是不可以運行的。 第 7 頁 共 23 頁 設電機直接接入電源時，電機轉速為 mV ，設占空比為TtD? 則電機的平均速度為： DVmVe *? (3) 式中： mV —— 最大速度 (即直接通電時的速度 )； eV —— 平均速度； TtD? —— 占空比 (0 － 100%)。 電源電壓 dU ，將電機電樞串聯(lián)一個電阻 R 并且接到電源 dU 上，有如下關系： ()a d a aU U I R R? ? ? （ 2） 不難分析出：只要調(diào)節(jié)電阻 R ，從而改變端電壓，進而對電機進行調(diào)速，但這種調(diào)壓調(diào)速的方法一般效率比較低。 本論文中電源電路采用 7805 芯片產(chǎn)生 +5V，如圖 。 （ 1）橋式整流和濾波電路：整流作用是將交流電變換成脈動的直流電壓。 第 5 頁 共 23 頁 （ a）上電復位 （ b）按鍵電平復位 （ c）按鍵脈沖復位 圖 復位電路 本系統(tǒng)的復位電路采用圖 （ b） 上電復位方式。 上電自動復位 功能的實現(xiàn)主要 通過外部復位電路 的 電容 的 充電實現(xiàn) 的， 如圖（ a）。 復位操作一般使用于： 系統(tǒng) 進行 正常初始化 ； 2 操作錯誤 從而導致 程序運行出錯 或 系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài) 時 。片內(nèi)時鐘發(fā)生器產(chǎn)生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機使用。內(nèi)部方式的時鐘電路 如 圖 (a)，在 TXD 和 RXD 的 引腳上外接 一些 定時元件，內(nèi)部振蕩器就 會 產(chǎn)生自激振蕩。同時這種 8 位單片機的總線結構與 LCD1602 液晶顯示完全兼容，可以直接相連。目前，新型單片機內(nèi)還有高速輸入 /輸出、 A/D 及 D/A 轉換器等部件。 如圖
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