本科畢業(yè)論文基于單片機(jī)的直流電機(jī)pwm調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-11 19:47本頁面
【正文】 選用74LS373作為地址鎖存器，考慮到其應(yīng)用的廣泛性以及具有良好的性價比，成為目前在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)該較廣泛的地址鎖存器。當(dāng)使能端呈高電平時，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。其引腳圖如下所示： 程序存儲器存儲器是單片機(jī)的又一個重要組成部分，其中程序存儲器是單片機(jī)中非常重要的存儲器，但由于其存儲空間不足，常常需要對單片機(jī)的存儲器空間進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展程序存儲器常用芯片有EPROM（紫外線可擦除型），如2716（2KB）、2732（4KB）、27256（32KB）等，另外還有＋5V電擦除E2PROM，如2816（2KB）、2864（8KB）等。27128的引腳圖如圖所示： 數(shù)據(jù)存儲器AT89S51單片機(jī)有128B RAM，當(dāng)數(shù)據(jù)量超過128B也需要把數(shù)據(jù)存儲區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展。靜態(tài)RAM有6116(2KB)、6264(8KB)等，動態(tài)DRAM2164(8KB)等，另外還有集成IRAM和E2PROM。數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展常使用隨機(jī)存儲器芯片，用的較多的是Intel公司的6116容量為2KB和6264容量為8KB。其引腳如下圖所示： AT89S51單片機(jī)擴(kuò)展電路及分析接線分析：：這8個引腳共有兩種不同功能，分兩種不同情況。第二種是AT89S51帶片外存儲器，用于傳送片外存儲器低8位地址，最終傳送CPU對片外存儲器讀寫的數(shù)據(jù)。它的第二功能與P0口引腳第二功能之間相互配合，作用是輸出片外存儲器高8位地址，選中片外存儲器的單元，但是并不能像P0口那樣可以傳送存儲器讀寫數(shù)據(jù)。其第二功能作為控制用，每個引腳不盡相同。ALE/：地址鎖存/編程線，配合P0口引腳第二功能的使用，在訪問片外存儲器的時后，AT89S51下降沿把這個片外存儲器低8位地址鎖存到外部地址鎖存器。如果=1，那么則允許使用片內(nèi)；如果=0，那允許使用片外。石英起振時，應(yīng)能在XTAL 2線上導(dǎo)出一個3v正弦波，便于AT89S51片內(nèi)的OSC電路按石英晶振同樣頻率振蕩，C1C2兩個電容可以幫助起振，調(diào)節(jié)它們同樣可以微調(diào)fOSC。PWM的定義:脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與分析電動機(jī)PWM驅(qū)動模塊的電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn)具體電路見下圖。PWM電路由復(fù)合體管組成H型橋式電路構(gòu)成，四部分晶體管以對角組合可以分為2組：兩個輸入端高低電平控制晶體管是否導(dǎo)通或截止。在實(shí)驗(yàn)中的控制系統(tǒng)電壓統(tǒng)一為5v電源，因此若復(fù)合管基極由控制系統(tǒng)直接控制，則控制的電壓最高是5V，還有三極管本身有壓降，電機(jī)兩端電壓有4V左右，嚴(yán)重削弱了電機(jī)驅(qū)動力。輸入端各通過一個三極管增大光耦的驅(qū)動電流；電動機(jī)驅(qū)動部分通過外接12V電源驅(qū)動。 H橋的驅(qū)動電路設(shè)計方案H橋式電動機(jī)驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機(jī)，因?yàn)樗男螤钆c字母H相似，故因此而得名。據(jù)不同的三極管對的導(dǎo)通通電的情況，電流會從右至左或相反方向流過電機(jī)，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。例如，當(dāng)Q2管與Q3管導(dǎo)通時，電流 從電源正極經(jīng)Q2從左到右通過電機(jī)，再經(jīng) Q3到電源的負(fù)極。4 功率放大驅(qū)動電路設(shè)計該驅(qū)動電路采用了IR2110集成芯片，該集成電路具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力和保護(hù)功能。它可以把驅(qū)動高壓側(cè)和低壓側(cè)MOSFET或IGBT功能集成在一個封裝內(nèi)，外部接很少的元件就可以提供非常快的功耗，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。 IR2110的引腳圖以及功能引腳1（LO）與引腳7（HO）：對應(yīng)引腳12以及引腳10的兩路驅(qū)動信號輸出端，使用中，分別通過一電阻接主電路中下上通道MOSFET的柵極，為了防止干擾，通常分別在引腳1與引腳2以及引腳7與引腳5之間并接一個10KΩ的電阻。引腳3（Vcc）：直接接用戶提供的輸出極電源正極，并且通過一個較高品質(zhì)的電容接引腳2。引腳6（V B）：該端陽極通過陰級與引腳3的高反壓，恢復(fù)二極管相連，與用戶的輸出極電源相連，對Vcc的參數(shù)要求為大于—。引腳10（HIN）與引腳12（LIN）：驅(qū)動逆變橋中同橋臂上下兩個功率MOS器件的驅(qū)動信號的輸入端。引腳11（SD）：保護(hù)信號的輸入端，當(dāng)該引腳為高電平時，IR2110輸出的信號全部被封鎖，其對應(yīng)的輸出端是低電平，但當(dāng)該端接到低電平時，則IR2110的輸出相應(yīng)伴隨引腳10與12的變化而變化。引腳引腳1引腳4：為空引腳。C工作溫度范圍TA：40至125176。C邏輯電源電壓VDD：+25V允許參考電壓Vs臨界上升率dVs/dt：50000V/μs高端懸浮電源參考電壓Vs：VB25V至VB+高端懸浮輸出電壓VHO：+邏輯輸入電壓VIN：+邏輯輸入?yún)⒖茧妷篤ss：Vcc25V至Vcc+低端輸出電壓VLO：+功耗PD：5 主電路設(shè)計 延時保護(hù)電路利用IR2110芯片的完善設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)延時保護(hù)電路。 主電路從上面的原理可以看出，產(chǎn)生高壓側(cè)門極驅(qū)動電壓的前提是低壓側(cè)必須有開關(guān)的動作，在高壓側(cè)截止期間低壓側(cè)必須導(dǎo)通，才能夠給自舉電容提供充電的通路。我們可以采取雙PWM信號來控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)以及它的速度。在HIN為高電平期間，4導(dǎo)通，在直流電機(jī)上加正向的工作電壓。同理，此時IC2的HO為低電平而LO為高電平，Q3截止，C3上的電壓經(jīng)過VB、IC內(nèi)部電路和HO端加在Q4的柵極上，從而使得Q4導(dǎo)通。此時直流電機(jī)正轉(zhuǎn)。其具體的操作步驟如下：當(dāng)IC1的LO為高電平而HO為低電平的時候，Q2導(dǎo)通且Q1截止。同理可知，IC2的HO為高電平而LO為低電平，Q3導(dǎo)通且Q4截止，Q3的漏極近乎于零電平，此時Vcc通過D2向C3充電，為Q4的又一次導(dǎo)通作準(zhǔn)備。此時，直流電機(jī)反轉(zhuǎn)。設(shè)PWM波的周期為T，HIN為高電平的時間為t1，這里忽略死區(qū)時間，那么LIN為高電平的時間就為Tt1。設(shè)電源電壓為V，那么電樞電壓的平均值為：Vout= [ t1 ( T t1 ) ] V / T = ( 2 t1 – T ) V / T = ( 2D – 1 )V定義負(fù)載電壓系數(shù)為λ，λ= Vout / V, 那么 λ= 2D – 1 ；當(dāng)T為常數(shù)時，改變HIN為高電平的時間t1，也就改變了占空比D，從而達(dá)到了改變Vout的目的。1之間變化。當(dāng)λ=，Vout=0,此時電機(jī)的轉(zhuǎn)速為0；λ1時，Vout為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)λ=1時，Vout=V,電機(jī)正轉(zhuǎn)全速運(yùn)行。其繞組和磁路經(jīng)過精確設(shè)計，輸出電動勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，即E=kn，其中k是常數(shù)。當(dāng)被測機(jī)構(gòu)與測速發(fā)電機(jī)同軸連接時，只要檢測出輸出電動勢，即可以獲得被測機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，所以測速發(fā)電機(jī)又可以稱為一種速度傳感器。 電機(jī)速度的測量并顯示功能仿真對電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示，為使用者提供了更為直觀的界面。從顯示數(shù)字的穩(wěn)定程度，也可以判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。圖 直流電機(jī)系統(tǒng)的Proteus仿真 濾波電路 圖 濾波電路 A/D轉(zhuǎn)換 芯片ADC0809介紹ADC0809是8位、逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的8路模擬開關(guān)，應(yīng)用單一的+5V電源，其模擬量輸入電壓的范圍為0V+5V，其對應(yīng)的數(shù)字量輸出為00HFFH，轉(zhuǎn)換時間為100
研究報告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1