基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 MOS器件的驅(qū)動信號之間有一互瑣時間間隔，因而防止了被驅(qū)動的逆變橋中兩個功率MOS器件同時導(dǎo)通而發(fā)生直流電源直通路的危險。與此同時，IR2110的研制成功并且投入應(yīng)用可以極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)使用4040作為串行計數(shù)器，芯片4040的引腳圖如圖211所示：圖211 4040引腳圖 功率放大驅(qū)動電路設(shè)計功率放大驅(qū)動芯片有多種，其中較常用的芯片有IR2110和EXB841，但由于IR2110具有雙通道驅(qū)動特性，且電路簡單，使用方便，價格相對EXB841便宜，具有較高的性價比，且對于直流電機(jī)調(diào)速使用起來更加簡便，因此該驅(qū)動電路采用了IR2110集成芯片，使得該集成電路具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力和保護(hù)功能。 PWM發(fā)生電路主要芯片的工作原理1．?dāng)?shù)據(jù)比較器具有數(shù)據(jù)比較功能的芯片有74LS6828，74LS6838等8位數(shù)值比較器，4位數(shù)值比較器4585等。計數(shù)器4040每來8個脈沖，其輸出Q2—Q9加1，當(dāng)計數(shù)值小于或者等于單片機(jī)P1端口輸出值X時，圖中U2的（AB）輸出端保持為低電平，而當(dāng)計數(shù)值大于單片機(jī)P1端口輸出值X時，圖中U2的（AB）輸出端為高電平。在本系統(tǒng)內(nèi)，采用了兩片4位數(shù)值比較器4585和一片12位串行計數(shù)器4040組成了PWM信號發(fā)生電路。由上面的公式可見，當(dāng)我們改變占空比D = t1 / T時，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd，從而達(dá)到調(diào)速的目的。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。XTAL1和XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來連接8051片內(nèi)OSC的定時反饋電路。VCC為+5V電源線，VSS為接地線。：這組引腳的第一功能可以作為通用的I/O使用。本系統(tǒng)采用容量8KB的6264作為數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展芯片。常用RAM芯片分靜態(tài)和動態(tài)兩種。如果此時芯片的輸出控制端為低，也即是輸出三態(tài)門打開，鎖存器中的地址信息便可以通過三態(tài)門輸出。中斷控制系統(tǒng)：該芯片共有5個中斷源，即外部中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個和串行中斷1個。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器：8051芯片中共有256個RAM單元，能作為存儲器使用的只是前128個單元，其地址為00H—7FH。而軟件部分，是對硬件端口所體現(xiàn)的信號，加以采集、分析、處理，最終實現(xiàn)控制器所要實現(xiàn)的各項功能，達(dá)到控制器自動對電機(jī)速度的有效控制。本系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)控制，C語言編程實現(xiàn)對直流電機(jī)的平滑調(diào)速。PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。本文就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。目前，直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)走向?qū)嵱没?，伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢。早期直流電動機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。System Based On SCMHunan Railway Professional Technology CollegeAbstractThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS51 singlechip puter to control the speed of a . motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of . motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of . motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it.Key words: PWM signal，tachogenerator，PI calculation 目錄1. 引言 1 開發(fā)背景 1 選題的目的和意義 1 研究方法 22. 總體設(shè)計概述 2 總體硬件電路設(shè)計 2 2 8051單片機(jī)簡介 3 4 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計 7 PWM的基本原理 7 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計 8 PWM發(fā)生電路主要芯片的工作原理 9 功率放大驅(qū)動電路設(shè)計 10 10 IR2110的引腳圖以及功能 11 主電路設(shè)計 11 延時保護(hù)電路 11 主電路 11 輸出電壓波形 13 14 測速發(fā)電機(jī) 15 濾波電路 15 A/D轉(zhuǎn)換 15 15 ADC0809的引腳及其功能 163. 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計 16 PI 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖及參數(shù)計算 16 系統(tǒng)中的部分程序設(shè)計 17 17 PI控制算法子程序設(shè)計 184. 系統(tǒng)調(diào)試 19 19 20結(jié)論 21致謝 21參考文獻(xiàn) 22附錄 23301. 引言 開發(fā)背景現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動機(jī)是主要的驅(qū)動設(shè)備，目前在直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)中已大量采用晶閘管(即可控硅)裝置向電動機(jī)供電的KZ—D拖動系統(tǒng)，取代了笨重的發(fā)電動一電動機(jī)的F—D系統(tǒng)，又伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢。此外，本文中還采用了芯片IR2110作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動模塊，并且把它與延時電路相結(jié)合完成了在主電路中對直流電機(jī)的控制。文章中采用了專門的芯片組成了PWM信號的發(fā)生系統(tǒng)，并且對PWM信號的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過軟件編程對PWM信號占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號波形等均
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