【正文】 針轉動 雙橋式控制的橋式可逆 PWM 變換器有以下優(yōu)點 [2]： 5 A. 電流一定連續(xù)。 圖 形橋式電路 例如，當三極管 Q1與 Q3 同時導通時，電流從電源正極通過 Q1和 Q3 回到電源的負極。 H形橋式電機驅動電路包括四個三極管和一個電機。設計的主要要求如下： 1) 能形成閉環(huán)的控制系統(tǒng) 3 2) 能通過按鍵設置要求轉速 3) 能顯示和設定當前電機的轉速 4) 能夠實現(xiàn)電機的正反轉 5) 控制精度達到： +1轉 /秒 6) 系統(tǒng)中要有過流保護 4 第二章 系統(tǒng)方案設計 驅動電路的論證與選擇 （一）方案一：選擇橋式可逆 PWM 變換器作為電機驅動電路。 數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)與模擬調(diào)速系統(tǒng)相對比 ,技術性能有如下優(yōu)點 : (1) 靜態(tài)精度高且能長期保持； (2) 動態(tài)性能好 ,借助于豐富的軟件 ,易于實現(xiàn)各類自適應和復合控制； (3) 調(diào)速范圍寬； (4) 電壓波動?。? (5) 參數(shù)實現(xiàn)軟件化 ,無漂移影響； (6) 所用元件數(shù)量少 ,不易失效； (7) 設定值量化程度高 ,且狀態(tài)重復率好； (8) 放大器和級間耦合噪聲很小 ,電磁干擾??； (9) 調(diào)試即投產(chǎn)靈活方便 ,易于設計和修改設計； (10) 標準及通用化程度高 ,除主 CPU 模塊外 ,僅數(shù)種附加模塊；可實現(xiàn) ,包括工藝參數(shù)在內(nèi)的多元閉環(huán)控制； (11) 適用范圍廣 ,可實現(xiàn)各類變速控制及易于實現(xiàn)與單片機或 PLC系統(tǒng)通信。 在數(shù)字化系統(tǒng)中 ,除具有常規(guī)的調(diào)速功能外 ,還具有故障報警 ,診斷及顯示等功能 ,同時 ,數(shù)字系統(tǒng)通常具有較強的通信能力 ,通過選配適當?shù)耐ㄐ沤涌谀０?,可方便地實現(xiàn)主站 (如上一級 PLC或計算機系統(tǒng) )和從站 (單機交 ,直流傳動控制裝置 )間的數(shù)字通信 ,組成分級多機的自動化系統(tǒng)。目前，廣泛應用于數(shù)控機床等自動控制的數(shù)控位置伺服系統(tǒng)。在各種機床設備及生產(chǎn)線中，現(xiàn)在已普遍采用微機的可編程控制器，按一定的規(guī)律控制各類電機的動作。 數(shù)字式調(diào)速國內(nèi)外研究狀況 所謂的數(shù)字式調(diào)速系統(tǒng)就是指由數(shù)字芯片作為核心控制器的調(diào)速系統(tǒng)，出現(xiàn)于20世紀 70 年代，隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的制造工藝的迅速發(fā)展，數(shù)字控制芯片的性能越來越高，價格越來越便宜。 關鍵詞 :單片機 、 脈寬調(diào)制 、 直流電機 、 LCD 顯示 目 錄 第 一 章 概述 ??????????????????? 1 課題的背景 ????????????????????? 1 數(shù)字式調(diào)速國內(nèi)外研究狀況 ?????????????? 1 課 題的實際意義 ??????????????????? 2 課題內(nèi)容 ????????????????????????????? 2 第二掌 系統(tǒng)方案設計 ??????????????? 4 驅動電路的論證與選擇 ??????????????? 4 液晶顯示模塊的選擇 ???????????????? 5 按鍵電路的選擇 ??????????????????? 6 處 理器的選擇 ???????????????????? 6 單片機的特點 ????????????????? 6 單片機的選擇 ????????????????? 7 測速方案的選擇 ?????????????????? 7 系統(tǒng)總體設計方案 ????????????????? 8 第三章 硬件設計 ???????????????? 8 ??????????????????? 10 STC12C5A60S2 介紹 ???????????????????? 10 單片機最小系統(tǒng) ???????????????? 11 ?????????????????????? 12 顯示電路 .......................................... 13 按鍵電路 .......................................... 14 過流保護電路 ...................................... 15 速度檢測電路 ...................................... 16 電機驅動電路 ...................................... 17 第四章 軟件設計 ???????????? ??????? 17 系統(tǒng)總體程序框圖 .................................. 18 按鍵子程序結構 .................................... 19 轉速采集子程序 .................................... 21 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ???? ??????????????? 20 硬件調(diào)試 ......................................... 23 電源模塊調(diào)試 .................................. 23 單片機最小系統(tǒng)調(diào)試 ............................ 23 繼電器的測試 .................................. 23 軟件調(diào)試 .......................................... 23 單片機控制模塊軟件調(diào)試 ........................ 23 電機驅動模塊調(diào)試 .............................. 24 脫機運行調(diào)試 ...................................... 24 按鍵調(diào)試 ...................................... 24 電機調(diào)試 ...................................... 24 參考文獻 ????????????????????? ?? 25 致 謝 ????????????????????? ?? 26 1 第一章 概述 直流調(diào)速是指人為地或自動地改變直流電動機的轉速 ,以滿足工作機械的要求。硬件電路實現(xiàn)了對電機的正轉、反轉、急停、加速、減速的控 制，以及電機速度的實時顯示。數(shù)字式直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)設計 摘 要 在高度現(xiàn)代化的今天，現(xiàn)代電力電子技術，計算機技術，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，促進了直流調(diào)速技術的進步，使之成為目前活躍的調(diào)速技術。主要介紹了用單片機軟件實現(xiàn) PWM 調(diào)整電機轉速的基本方法，給出了程序流程圖和 KeilC51 程序。單片機以數(shù)字信號來工作，其控制手段方便靈活，抗干擾能力強。近年來，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動系統(tǒng)無論在理論上和實踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。 比較簡單的電機控制，只要用微機控制繼電器或電子開關元件使電路開通或關斷就可以了。傳統(tǒng)的直流電機和交流電機各有缺點，直流電機調(diào)速性能好，單帶有機械換向器，有機械磨損及換向火花等問題；交流電機 ，不論是異步電機還是同步電機，結構都比直流電機簡單，工作也比直流電機可靠，單在頻率恒定的電網(wǎng)上運行時，他們的速度不能方便經(jīng)濟的調(diào)節(jié)。即從過去的模擬控制向模擬 數(shù)字混合控制發(fā)展 ,最后實現(xiàn)全數(shù)字化。與模擬系統(tǒng)類似 , 全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)已發(fā)展成為緊湊式和模塊式兩大類，但全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)還是有模擬調(diào)速系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點 ,技術更先進 ,操作方便。 課題內(nèi)容 設計一個基于單片機的數(shù)字式直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)，用單片機技術以及相應的仿真平臺進行開發(fā)，制作并完成該系統(tǒng)。 這時，電動機 M 兩端的電壓 U 的極性隨開關器件驅動電壓的變化而改變，其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種，這里使用的是雙極式控制的可逆 PWM 變換器。如圖 所示。這樣，電機將會逆時針轉動，如圖 。 D. 低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達 1:2020 左右。 （二）方案二：選擇 L298 芯片組成的電機驅動電路。其輸出電流為 2A，最高電流 4A，最高工作電壓 50V，可以驅動感性負載，如大功率直流電機，步進電機，電磁閥等，特別是由于 L298可接受標準的 TTL邏輯電平信號，所以其輸入端可以與單片機直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機控制。所以在實際應用中，本設計選用了 L298 組成的驅動電路。 在單片機系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出器件有以下優(yōu)點 : (1) 顯示 質(zhì)量高：液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器畫質(zhì)高而且不會閃爍。 按鍵電路的選擇 鍵盤是人與計算機聯(lián)系的重要手段，借此可向計算機系統(tǒng)輸入（常稱鍵入）程序、控制程序的