基于单片机的直流电机调速系统设计.pptxVIP

基于单片机的直流电机调速系统设计;设计的背景及意义;总体设计;总体设计方框图;AT89C51的储存空间大，而且ROM可以扩展并且其引脚数比较多，而且，它的寄存器只有一个地址区间，编程简单;直流电机转速 ：; PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。也正因为如此，PWM又被称为“开关驱动装置”。;对于直流电机来说，如果加在电枢两端的电压为右图所示的脉动电压（要求脉动电压的周期远小于电机的惯性常数），可以看出，在T不变的情况下，改变T1和T2宽度，得到的电压将发生变化，下面对这一变化进一步推导。 设电机接全电压U时，其转速最大为Vmax。若施加到电枢两端的脉动电压占空比为D=t1/T，则电枢的平均电压为：U平=U·D …………………式1.4由式3得到： n =Ea/CeΦ≈U·D/ CeΦ=KD 在假设电枢内阻转小的情况下式中K= U/ CeΦ，是常数。由此可见，改变施加在电枢两端电压就能改变电机的转速，这就是直流电机PWM调速原理。;电机驱动模块;表3-1 L298的电机转动状态编码;续流电路的设计 由于电机具有较大的感性，电流不能突变，若忽然将电流切断将在功率管两端产生巨大的电压，损坏器件。我们应用二极管来续流，利用二极管的单向导通性。二极管要有足够迅速的恢复时间和足够的电流承受能力。 4个二极管在电路中起防止晶体管产生反向电压的保护作用，防止电动机两端的电流和晶体管上的电流过大的保护作用 电流如果突变易损坏功率管即L298芯片。为保护芯片而加上续流电路，其电路原理图如图所示;转速测量方法： 该系统采用了M法(测频法)。由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在???机转轴上的转盘边沿，转盘随侧轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系： 式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期。根据式(2-1)即可计算出直流电机的转速。;本设计采用的是霍尔传感器A3144，它是一种宽温、开关型霍尔效应传感器。该传感器的输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。;按键输入部分 独立式按键就是各按键相互独立，每个按键各接入一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其他输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键按下了。独立式按键电路配置灵活，软件简单。但每个按键需要占用一个输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线且电路结构复杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。;数码管显示部分本设计使用的是一种比较常用的是四位数码管，内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线，为使用提供了方便，因??里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）;电源电路;软件部分（程序设计）控制系统程序总流程图：;中断程序流程图;按键程序流程图;数码管显示程序;Proteus 仿真 使用Keil、Proteus软件进行调试仿真模拟仿真结果如下图所示; 正转时，电机正转，数码管最高位显示“A”,其它三位先所给定数值; 反转时，电机正转，数码管最高位显示“b”,其它三位先所给定数值;谢谢！