课程设计实验报告-直流电机测速 (1)

直流电机实验报告直流电机实验报告篇一：并励直流电机实验报告实验二直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = UN， Rf + rf = C时，η, n ,T 分别随P2 变；机械特性：当U = UN， Rf + rf = C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。

即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。

二.预习要点三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。

(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。

2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。

3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

5．直流并励电动机。

6．波形测试及开关板（MEL-05）。

S （2）测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U=UN=220V If=IfN=0.0748A Ka= Ω 2．调速特性（1）改变电枢端电压的调速表1-9 I（2）改变励磁电流的调速一7接线 f：直流电机电枢MEL-09） MEL-03中两Ω电阻并联。

刀双掷开关（MEL-05）六．注意事项-全文完-。

西安邮电学院单片机课程设计报告书题目：电机测速系统院系名称：自动化学院学生姓名：专业名称：自动化班级：自动XXXX班时间：20XX年X月X日至 X月XX日电机测速系统一、设计目的随着科技的飞速发展，计算机应用技术日益渗透到社会生产生活的各个领域，而单片机的应用则起到了举足轻重的作用。

在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。

为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性，要求能测得瞬时转速。

因此设计一种较为理想的电机测速控制系统是非常有价值的。

二、设计要求1.用按键控制电机起停；2.电机有两种速度，通过按键来改变速度；3.通过数码管显示每分钟或每秒的转速。

四、设计方案及分析（包含设计电路图）1． STC89C52单片机介绍STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

（1）单片机最小系统单片机最小系统电路如图所示，由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。

单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。

图单片机最小系统（2）晶振电路（3）复位电路复位是单片机的初始化操作。

其主要功能是把PC 初始化为0000H ，使单片机从0000H 单元开始执行程序。

除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。

2. ST151光电转速传感器是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的电子器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。

一、实训目的本次实训旨在使学生了解直流电动机的工作原理、调速方法及其在实际应用中的重要性。

通过实训，使学生掌握直流电动机的调速原理、调速方法、调速装置及其操作方法，提高学生对电机调速技术的理解和应用能力。

二、实训内容1. 直流电动机基本结构及工作原理实训开始前，先向学生介绍直流电动机的基本结构，包括定子、转子、电刷、换向器等部件。

然后讲解直流电动机的工作原理，即通过电磁感应原理将直流电能转换为机械能。

2. 直流电动机调速方法（1）调压调速：通过改变电枢电压来调节电动机转速。

升压时转速升高，降压时转速降低。

（2）电枢串电阻调速：在电枢回路中串联电阻，通过改变电阻值来调节电动机转速。

电阻越大，转速越低。

（3）改变磁通调速：通过改变励磁电流来调节电动机转速。

升压时转速降低，降压时转速升高。

3. 直流电动机调速装置及操作方法（1）调压调速装置：采用直流调压器，通过调节调压器的输出电压来改变电枢电压。

（2）电枢串电阻调速装置：采用调速电阻器，通过调节电阻器的阻值来改变电枢回路中的电阻。

（3）改变磁通调速装置：采用励磁调节器，通过调节励磁电流来改变磁通。

4. 实训操作（1）调压调速：将直流电动机接入调压调速装置，通过调节调压器输出电压，观察电动机转速的变化。

（2）电枢串电阻调速：将直流电动机接入电枢串电阻调速装置，通过调节调速电阻器的阻值，观察电动机转速的变化。

（3）改变磁通调速：将直流电动机接入改变磁通调速装置，通过调节励磁调节器的电流，观察电动机转速的变化。

三、实训结果与分析1. 调压调速实训结果表明，通过调节调压器的输出电压，可以实现对直流电动机转速的调节。

升压时转速升高，降压时转速降低。

但需要注意的是，电压过高或过低都会对电动机造成损害。

2. 电枢串电阻调速实训结果表明，通过调节调速电阻器的阻值，可以实现对直流电动机转速的调节。

电阻越大，转速越低。

但电阻过大时，会导致电枢电流过大，损耗能量过多，效率变低。

微机原理实验报告直流电机测速实验本科实验报告课程名称：微机原理及接口技术课题项目：直流电机测速实验专业班级：电科1201 学号：学生姓名：王天宇指导教师：任光龙19 年5 月24 日直流电机测速实验一、实验目的1. 掌握8254 的工作原理和编程方法2. 了解光电开关，掌握光电传感器测速电机转速的方法。

二、实验内容光电测速的基本电路有光电传感器、计数器/ 定时器组成。

被测电机主轴上固定一个圆盘，圆盘的边缘上有小孔。

传感器的红外线发射端和接收端装在圆盘的两侧，电机带动圆盘转到有孔的位置时，红外线光通过，接收管导通，输出低电平。

红外线被挡住时，接收截止，输出高电平。

用计数器/ 定时器记录在一定时间内传感器发出的脉冲个数，就可以计算车电机的转速，三、线路连接线路连接：8254计数器/定时器0和2作为定时器，确定测速时间，定时器0的CLKO 连1MHZ 永冲频率，OUT0乍为定时器2的输入，与CLK2相连，输出OUT% 8255的PA0端相连。

GATEC 和GATE2均接+5V, 8354计数器/定时器1作为计数器，，输入CLK1与直流电机计数端连接，GATE1与8254的PC0相连。

电机DJ端与+5V〜0V模拟开关SW1相连。

女口下图所示。

四、编程提示8254 计数器/定时器1作为计数器记录脉冲个数，计数器/定时器0和2作为定时器，组成10〜60秒定时器，测量脉冲个数，算出点击每分钟的转速并显示在屏幕上，8255 的PAO根据OUT2勺开始和结束时间，通过PCO向8254计数器/定时器1发出开始和停止计数信号。

五、流程图六、实验程序：DATA SEGMENTIOPORT EQU 0D880H-0280H IO8255K EQU IOPORT+283HIO8255A EQU IOPORT+280H IO8255C EQU IOPORT+282H IO8254K EQU IOPORT+28BH IO82542 EQU IOPORT+28AH IO82541 EQU IOPORT+289H IO82540 EQU IOPORT+288HMESS DB 'STRIKE ANY KEY,RETURN TO DOS!', 0AH, 0DH,'$' COU DB 0 COU1 DB 0 COUNT1 DB 0 COUNT2 DB 0 COUNT3 DB 0 COUNT4 DB 0 DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS: CODE, DS: DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AXMOV DX, OFFSET MESS MOV AH, 09HINT 21H MOV DX, IO8254K MOV AL, 36HOUT DX, AL MOV DX, IO82540MOV AX, 50000 OUT DX, AL NOP NOPMOV AL, AH OUT DX, ALMOV DX, IO8255K MOV AL, 90H OUT DX, ALMOV DX, IO8255C MOV AL, 00OUT DX, AL LL: MOV AH, 01H INT 16HJNZ QUIT1 MOV DX, IO8254K MOV AL, 70HOUT DX, ALMOV DX,IO82541 MOV AL,0FFH OUT DX,AL NOP NOPOUT DX, ALMOV DX, IO8254K MOV AL, 90HQUIT1: A0: A1: DISP OUT DX, AL MOV DX, IO82542 MOV AL, 100OUT DX, AL MOV DX, IO8255C MOV AL, 01HOUT DX, AL JMP A0 JMP QUITMOV DX, IO8255A IN AL, DX AND AL, 01HJZ A1 MOV DX, IO8255C MOV AL, 00HOUT DX, AL MOV DX, IO8254K MOV AL, 70H OUT DX, ALMOV DX, IO82541 IN AL, DX MOV BL, AL IN AL, DXMOV BH, AL MOV AX, 0FFFFHSUB AX, BX CALL DISP MOV DL, 0DH MOV AH,02 INT 21HMOV DL, 0AH MOV AH, 02 INT 21HJMP LL PROC NEARMOV DX, 0000HMOV CX, 03E8H DIV CXMOV COUNT1, AL MOV AX, DX MOV CL, 64HDIV CL MOV COUNT2, AL MOV AL, AH MOV AH, 00H MOV CL, 10DIV CL MOV COUNT3, AL MOV COUNT4, AH MOV AL, COUNT1 CALL DISP1MOV AL, COUNT2 CALL DISP1MOV AL, COUNT3 CALL DISP1MOV AL, COUNT4 CALL DISP1 RET DISP ENDPDISP1 PROC NEAR AND AL, 0FH CMP AL, 09H JLE NUM ADD AL, 07H NUM: ADD AL, 30H MOV DL, AL MOV AH,02 INT 21H RET DISP1 ENDPQUIT: MOV AH, 4CH INT 21H CODE ENDSEND START七、实验步骤1. 连接试验电路2.打开主机进入DOS环境：开始一运行一cmd确定3. 编辑、汇编、链接汇编语言程序E: CD MASM(1)编辑汇编语言源程序：EDIT MA2.ASM编辑源程序。

4562、由DAC0832经功放电路驱动直流电机，计数光电开关通关次数并经过换算得出直流电机的转速，并将转速显示在LED上。

3、G5区的0、1号按键控制直流电机转速快慢， (最大转速≈96r/s，5V，误差±1r/s)六、演示程序(完整程序见目录SPEED);键盘、LED显示子程序请参阅综合实验一.MODEL TINYEXTRN CMD_8279:WORD, DATA_8279:WORDEXTRN Display8:NEAR, SCAN_KEY:NEAR,GetKeyA:NEARPCIBAR1 EQU 14H ;PCI9052 I/O基地址（用于访问局部配置寄存器）PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址,;也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) PCIIPR EQU 3CH ;IRQ号INTCSR EQU 4CH ;PCI9052 INTCSR地址mask_int_9052 EQU 24HVendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号Device_ID EQU 8376 ;设备ID号VoltageOffset EQU 5 ;0832调整幅度.STACK 200.DATAIO8259_0 DW 00F0HIO8259_1 DW 00F1HRD_IO8259 DW 0000HCon_8253 DW 00E3HT0_8253 DW 00E0HT1_8253 DW 00E1HDA0832 DW 00D0HIO_Bit8_BaseAddress DW ?PCI_IO_BaseAddress0 DW ?PCI_IRQ_NUMBER DB ?INT_MASK DB ?INT_Vector DB ?INT_CS DW ? ;保护原中断入口地址INT_IP DW ?msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'msg2 DB '读PCI9052 I/O基地址时出错$'msg3 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'msg4 DB '读IRQ号出错$'buffer DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节buffer1 DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节VOLTAGE DB 0 ;转换电压数字量Count DW 0 ;一秒转动次数NowCount DW 0 ;当前计数值kpTime DW 0 ;保存上一次采样时定时器的值bNeedDisplay DB 0 ;需要刷新显示.CODESTART: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitPCICALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址CALL ModifyVector ;修改中断向量、允许中断MOV bNeedDisplay,1 ;显示初始值MOV VOLTAGE,99H ;初始化转换电压输入值，99H-3.0VMOV Count,0 ;一秒转动次数MOV NowCount,0 ;当前计数值MOV kpTime,0 ;保存上一次采样时定时器的值CALL DAC0832 ;初始D/ACALL Init8253CALL Init8259STIMAIN: CALL IfExitCALL GetKeyA ;按键扫描JNB Main1JNZ Key1Key0: MOV AL,VoltageOffset ;0号键按下，转速提高ADD AL,VOLTAGECMP AL,VOLTAGEJNB Key0_1MOV AL,0FFH ;最大Key0_1: MOV VOLTAGE,AL ;D/ACALL DAC0832JMP Main2Key1: MOV AL,VOLTAGE ;1号键按下，转速降低SUB AL,VoltageOffsetJNB Key1_1XOR AL,AL ;最小Key1_1: MOV VOLTAGE,ALCALL DAC0832 ;D/AJMP Main2Main1: CMP bNeedDisplay,0JZ MAINMOV bNeedDisplay,0 ;1s定时到刷新转速Main2: CALL RateTest ;计算转速/显示JMP MAIN ;循环进行实验内容介绍与测速功能测试;转速测量/显示RateTest: MOV AX,CountMOV BL,10DIV BLCMP AL,0JNZ RateTest1MOV AL,10H ;高位为0，不需要显示RateTest1: MOV buffer,AHMOV buffer+1,ALMOV AL,VOLTAGE ;给0832送的数据AND AL,0FHMOV buffer+4,ALMOV AL,VOLTAGEAND AL,0F0HROR AL,4MOV buffer+5,ALMOV buffer+2,10H ;不显示MOV buffer+3,10HMOV buffer+6,10HMOV buffer+7,10HLEA SI,bufferLEA DI,buffer1MOV CX,8REP MOVSBLEA SI,bufferCALL Display8 ;显示转换结果RETTimer0Int: MOV bNeedDisplay,1MOV AX,NowCountSHR AX,1SHR AX,1MOV Count,AX ;转一圈,产生四个脉冲,Count = NowCount/4MOV NowCount,0RETIntProc: PUSH AXPUSH DXCALL ClearIntMOV DX,RD_IO8259IN AL,DXIN AL,DX ;判断由哪个中断源引起的中断CMP AL,08HJNZ IntProc1CALL Timer0IntJMP IntProc2IntProc1: CMP AL,0FHJNZ IntProc2CALL CountIntIntProc2: MOV DX,IO8259_0MOV AL,20HOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETCountInt: MOV DX,Con_8253MOV AL,40HOUT DX,AL ;锁存MOV DX,T1_8253IN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AL,AH ;T1的当前值XCHG AX,kpTimeSUB AX,kpTimeCMP AX,100JB CountInt1 ;前后二次采样时间差小于100，判断是干扰INC NowCountCountInt1: RETInit8253 PROC NEARMOV DX,Con_8253MOV AL,34HOUT DX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T0_8253MOV AL,12HOUT DX,ALMOV AL,7AHOUT DX,AL ;CLK0=31250Hz,1s定时MOV DX,Con_8253MOV AL,74HOUT DX,AL ;计数器T1设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T1_8253MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL ;作定时器使用RETInit8253 ENDPInit8259 PROC NEARMOV DX,IO8259_0MOV AL,13HOUT DX,ALMOV DX,IO8259_1MOV AL,08HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,7EHOUT DX,ALRETInit8259 ENDP;数模转换，A-转换数字量DAC0832 PROC NEARMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALRETDAC0832 ENDP;IfExit、InitPCI、ModifyAddress、ModifyVector、ClearInt、Exit子程序请参阅8259实验END START七．实验扩展及思考题实验内容：在日光灯或白炽灯下，将转速调节到25、50、75，观察转盘有什么现象出来。

一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。

4. 培养实验操作技能和数据分析能力。

二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。

本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。

四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。

（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。

（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。

（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。

2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）启动电机，观察电机正反转及转速。

（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。

（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。

（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。

（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。

2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。

（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。

（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。

直流电机测速摘要设计一种直流电机调速系统，以STC89C52 为控制核心，通过ULN2003 驱动电机，使用ST151 测量转速，实现了按键输入、电机驱动、转速控制、转速显示等功能。

关键词：直流电机, 80C51, ULN2003, 转速控制第一章题目描述直流小电机调速系统：采用单片机、ul n2003 为主要器件，设计直流电机调速系统，实现电机速度开环可调。

要求：1、电机速度分30r /m、60r /m、100r /m共3 档；2、通过按选择速度；3、检测并显示各档速度。

所需器件：实验板（中号）、直流电机、STC89C52、电容（30pFⅹ2、10uF ⅹ2）、数码管（共阳、四位一体）、晶振（12M H z ）、小按键（4 个）、ST151、电阻、发光二极管等。

第二章方案论述按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案：用户通过键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令后改变输出的 PW M波，最终在 U LN2003 的驱动下电机转速发生改变。

通过 ST151 传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。

在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0 作为计数器，计数ST151 产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。

第三章硬件部分设计系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。

在硬件搭建前，先通过Pr ot eus Pr o 7. 5 进行硬件仿真实现。

1. 时钟电路系统采用12M 晶振与两个30pF 电容组成震荡电路，接STC89C52 的 XTAL1 与 XTAL2 引脚，为微控制器提供时钟源2. 按键电路四个按键分别控制电机的不同转速，即控制 PW M波高电平的占空比，以实现电机的速度控制，采用开环控制方法，不是十分精确，但控制简单，易实现，代码编写简单3. 显示部分系统采用4 位共阴极数码管实现转速显示。

数码管的位选端1~4 分别接STC89C52 的P2. 0~P2. 3 管脚，端选段A~G与 D P分别接 STC89C52 的 P0. 0~P0. 7 管脚。

一、实训目的通过本次实训，使学生了解直流电机测速的基本原理，掌握直流电机测速仪的设计与制作方法，提高学生的动手能力和创新意识。

同时，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。

二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号，从而确定电机的转速。

常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。

本次实训采用霍尔元件测速方法。

2. 直流电机测速仪的设计与制作（1）电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成：电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。

（2）硬件制作根据电路设计，制作电路板，焊接各个元件，连接好电路。

（3）软件编程编写单片机控制程序，实现以下功能：1）采集霍尔元件输出的电压信号；2）将电压信号转换为转速值；3）将转速值显示在LCD屏幕上；4）通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。

3. 实验步骤（1）组装测速仪按照电路图组装好测速仪，确保各个元件焊接牢固，电路连接正确。

（2）调试测速仪将组装好的测速仪接入电源，调试各个模块，确保电路正常工作。

（3）测试测速仪将测速仪与待测电机连接，通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定，观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。

三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪，通过测试，测速仪能够准确测量电机的转速，满足实验要求。

2. 结果分析（1）电路设计合理，元件选择合适，电路连接正确，确保了测速仪的正常工作。

（2）软件编程实现功能完善，能够满足实验要求。

（3）测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。

四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。

2. 提高了学生的动手能力和创新意识，培养了团队合作精神和严谨的科学态度。

3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。

五、实训体会1. 在实训过程中，认真对待每一个环节，确保电路连接正确，编程无误。

一、引言直流电机因其结构简单、运行可靠、调速方便等优点，广泛应用于各种工业和家用电器中。

为了更好地掌握直流电机的调速原理和实现方法，我们进行了直流电机调速实训。

本报告将详细介绍实训过程、实验结果及分析。

二、实训目的1. 理解直流电机的调速原理和实现方法；2. 掌握直流电机调速电路的设计与搭建；3. 学会使用示波器、万用表等仪器对电路进行测试和分析；4. 提高动手实践能力和工程意识。

三、实训内容1. 直流电机调速原理直流电机调速主要采用调压、调阻和PWM调制三种方法。

本实训采用调压方法，通过改变输入电压来控制电机的转速。

2. 直流电机调速电路设计（1）电路组成：电源、直流电机、调速电路、负载、保护电路等。

（2）调速电路设计：采用继电器和电位器组成的分压电路，通过改变电位器阻值来调整输入电压。

3. 仪器使用（1）示波器：用于观察电压、电流等信号波形。

（2）万用表：用于测量电压、电流、电阻等参数。

四、实训步骤1. 搭建直流电机调速电路。

2. 连接电源，启动电机。

3. 调整电位器，观察电机转速变化。

4. 使用示波器观察电压、电流等信号波形。

5. 使用万用表测量电压、电流、电阻等参数。

6. 记录实验数据，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 实验数据（1）输入电压：0V、2V、4V、6V、8V。

（2）电机转速：0r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min。

（3）电流：0A、1A、2A、3A、4A。

2. 实验结果分析（1）电机转速与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电机转速逐渐升高。

（2）电流与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电流逐渐增大。

（3）电机转速与电流的关系：电机转速与电流成正比。

六、结论1. 通过本次实训，我们掌握了直流电机调速原理和实现方法。

2. 通过搭建直流电机调速电路，实现了对电机转速的调节。

3. 通过使用示波器和万用表等仪器，我们对电路进行了测试和分析，验证了实验结果的准确性。

一、实验目的1. 了解直流电机的结构和工作原理。

2. 掌握直流电机的特性曲线及其测量方法。

3. 学习直流电机的启动、调速和控制方法。

4. 分析直流电机的运行状态，提高电机控制能力。

二、实验器材1. 直流电机：DJ13型，额定电压200V，额定电流0.5A，额定功率100W。

2. 直流电源：可调电压，最大输出电压300V。

3. 电阻箱：可调电阻，最大阻值100Ω。

4. 电流表：量程0-10A，精度0.5级。

5. 电压表：量程0-300V，精度0.5级。

6. 测功机：用于测量电机输出转矩。

7. 计时器：用于测量电机启动时间。

三、实验原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的电机。

其基本结构包括定子、转子和电刷。

当直流电通过电刷和转子绕组时，会产生磁场，从而驱动转子旋转。

四、实验步骤1. 测量电机空载特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速和励磁电流。

（3）绘制空载特性曲线。

2. 测量电机外特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出转矩。

（3）绘制外特性曲线。

3. 测量电机调节特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。

（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出功率。

（3）绘制调节特性曲线。

4. 测量电机启动时间：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。

（2）接通直流电源，记录电机启动时间。

五、实验结果与分析1. 空载特性曲线：从空载特性曲线可以看出，当电压一定时，电机转速随励磁电流的增加而增大。

当励磁电流达到一定值时，电机转速趋于稳定。

2. 外特性曲线：从外特性曲线可以看出，当负载一定时，电机转速随电压的增加而增大。

当电压一定时，电机转速随负载的增加而减小。

一、实验目的1. 了解直流电动机的工作原理和结构；2. 掌握直流电动机的工作特性和机械特性；3. 学习直流电动机的调速方法；4. 熟悉实验仪器的使用方法。

二、实验原理直流电动机是将直流电能转换为机械能的装置，其工作原理是利用电磁感应原理。

当直流电流通过电动机的电枢绕组时，产生磁场，与永磁体或电磁铁的磁场相互作用，从而产生力矩，使电枢旋转。

直流电动机的工作特性包括转速特性、转矩特性、功率特性等。

转速特性是指在一定负载下，电动机转速与输入电压之间的关系；转矩特性是指在一定电压下，电动机转矩与负载之间的关系；功率特性是指在一定负载下，电动机功率与输入电压之间的关系。

直流电动机的调速方法有电压调速、电流调速、磁场调速等。

电压调速是通过改变电枢电压来改变电动机转速；电流调速是通过改变电枢电流来改变电动机转速；磁场调速是通过改变磁场强度来改变电动机转速。

三、实验仪器与设备1. 直流电动机；2. 直流电源；3. 测功机；4. 转速表；5. 电流表；6. 电压表；7. 电阻箱；8. 实验台。

四、实验步骤1. 接线：按照实验电路图连接好实验装置，确保连接正确、牢固。

2. 测量空载转速：将直流电源调至一定电压，使电动机空载运行，记录转速表读数。

3. 测量负载转速：在电动机轴上加载一定的负载，记录转速表读数。

4. 测量电压、电流、转矩：记录电动机运行时的电压、电流、转矩数值。

5. 改变电枢电压：调整直流电源电压，观察电动机转速、转矩的变化。

6. 改变负载：调整负载，观察电动机转速、转矩的变化。

7. 改变励磁电流：调整励磁电流，观察电动机转速、转矩的变化。

五、实验数据与分析1. 空载转速：实验测得空载转速为n1，理论计算转速为n2，误差为Δn = n2 - n1。

2. 负载转速：实验测得负载转速为n3，理论计算转速为n4，误差为Δn = n4 - n3。

3. 电压、电流、转矩：实验测得电压为U，电流为I，转矩为T。

4. 改变电枢电压：调整电压后，测得转速为n5，转矩为T5。

专业课程设计题目三直流电动机测速系统设计院系：专业班级：小组成员：指导教师：日期：前言1.题目要求设计题目：直流电动机测速系统设计描述：利用单片机设计直流电机测速系统具体要求： 8051 单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。

元件： STC89C52、晶振(12MHz)、小按键、 ST151、数码管以及电阻电容等2.组内分工(1)负责软件及仿真调试：主要由完成(2)负责电路焊接：主要由完成(3)撰写报告：主要由完成3.总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示 :数码管显示按键控制单片机 PWM 电机驱动一、转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。

按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法 (如离心式转速表) 、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪) 以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。

本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。

对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。

在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种：①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为f x =Nt(1)②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。

③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。

电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是时基误差 ; 另一项是量化± 1 误差。

北京工业大学课程设计报告学院：＿＿＿电控学院＿＿＿专业：＿电子科学与技术＿＿班级：＿120231＿组号＿16＿题目：1＿直流电机测速＿＿＿2＿小型温度控制系统＿姓名：＿＿王宁＿＿＿＿＿＿学号：＿＿12023110＿＿＿＿指导教师：＿＿＿杨旭东＿＿成绩＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿目录一、前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3（一）设计题目﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3（二）课题背景 (3)二、设计要求 (3)（一）设计任务 (3)（二）设计框架图 (4)（三）参考元器件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 （四）设计要求 (4)1、电源模块 (4)2、信号处理模块 (4)3、功率放大模块 (4)（五）发挥部分 (5)三、设计原理 (5)（一）设计原理说明 (5)（二）电源模块 (5)1、方案选择 (5)2、原理分析 (6)（三）变送器模块 (9)1、方案选择............................................................................................... - 9 -2、原理分析 (10)（四）驱动器 (11)1、方案选择 (11)2、原理分析 (11)四、系统调试及实物图 (11)（一）调试顺序说明 (11)（二）电源模块调试 (11)（三）变送器模块调试 (12)（四）驱动器模块调试 (12)五、实物图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13六、实验中问题分析及解决 (14)（一）稳压电源电路板 (14)（二）变送器电路板 (14)（三）驱动电路板 (15)七、数据与误差分析 (15)（一）稳压电源电路板 (15)（二）变送器电路板 (16)（三）驱动器模块电路板 (16)八、附录 (17)（一）系统电路的工作原理图 (17)（二）元器件识别方法和检测方法 (17)（三）参考资料 (18)九、心得体会 (19)一、前言（一）设计题目小型闭环温度控制系统（二）课题背景电子工程设计的任务是完成一套小型的温度测量与控制系统，其中包含有三个阶段。

电机实验报告电气1209高树伦12292002实验一：他励直流发电机一、实验电路图按图接线：图中直流发电机G 选用DJ15，其额定值P N＝100W，U N＝180V，I N＝0.5A，n N＝1600r/min。

校正直流测功机MG 作为G 的原动机（按他励电动机接线）。

MG、G 及TG 由联轴器直接连接。

开关S 选用D51组件。

R f1 选用D44 的1800Ω变阻器，R f2 选用D42 的900Ω变阻器，并采用分压器接法。

R1 选用D44 的180Ω变阻器。

R2 为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。

当负载电流大于0.4 A 时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。

直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

二、实验器材三、实验步骤（1）测空载特性1）把发电机G 的负载开关S 打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将R f2 调至使G 励磁电流最小的位置。

2）使MG 电枢串联起动电阻R1 阻值最大，R f1 阻值最小。

仍先接通控制屏下方左边的励磁电源开关，在观察到MG 的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的电枢电源开关，起动直流电动机MG，其旋转方向应符合正向旋转的要求。

3）电动机MG 起动正常运转后，将MG 电枢串联电阻R1 调至最小值，将MG 的电枢电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻R f1，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

4）调节发电机励磁分压电阻R f2，使发电机空载电压达U0＝1.2U N 为止。

5）在保持n=n N＝1600r/min 条件下，从U0＝1.2U N 开始，单方向调节分压器电阻R f2 使发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压U0 和励磁电流I f，直至I f＝0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。

6）测取数据时U0＝U N 和I f＝0 两点必测，并在U0＝U N 附近测点应较密。

直流电机测速仪摘要：本文介绍了电机测速仪的设计和它的基本功能。

本课程设计用霍尔元件和单片机测量电动机转速，要求学生对霍尔元件和单片机有相当深刻的了解。

通过本次课程设计，不仅要掌握霍尔元件的用法，学会单片机编程，而且对硬件电路的连接、电路板的焊接都要熟练的掌握。

课程设计主要培养学生的实际动手能力，让学生自己动手制作一些功能简单的的单片机应用系统，使课堂知识和应用相结合，全面的掌握单片机，为将来步入工作岗位打下坚实的基础。

本课程的任务是使学生对单片机的工作原理和应用有深入的理解；深刻理解单片机的概念和基本要素；掌握单片机系统软硬件设计的基本方法；跟踪单片机最新设计理念；实践单片机项目开发基本流程；为深入开展单片机相关科研项目研究奠定良好的基础。

关键词: 电机测速仪，霍尔传感器，单片机Abstract：This paper introduces the design of electrical velocimetry and its basic features. This course is designed to single-chip measurement of the Hall element and motor speed, requires students to single-chip Hall element and a considerable understanding of the profound. Through the curriculum design, not only to master the usage of the Hall element, Institute of Single-chip programming, hardware circuit and connected to the welding circuit boards have to be skilled. Curriculum design major students of the actual practical ability to enable students to produce some of the features do-it-yourself simple application of the single-chip system for the application of classroom knowledge and the combination of a comprehensive master MCU, Into jobs for the future and lay a solid foundation.This course's mission is to enable students to work on single-chip application of the principles and have an in-depth understanding; a deep understanding of the concept of SCM and the basic elements; single-chip microcomputer system hardware and software to master the basic methods of design; to track the latest single-chip design philosophy; the practice of the basic single-chip project development process; to carry out single-chip for in-depth study of relevant research projects to lay a good foundation.Keyword: electrical velocimetry，Hall sensor，，single-chip目录1．前言 (1)2．方案比较 (2)2.1 方案一 (2)2.2方案二 (2)2.3方案论证与选择 (3)4．单元模块电路方案设计 (4)3.1速度检测部分 (4)3．1.1 传感检测 (4)3.2单片机最小系统 (4)3.2.1 主控器STC89C52 (5)3.2.2 时钟电路 (7)3.2.3 复位电路 (7)3.3下载部分 (8)3.3．1 RS-232接口与单片机串行通信基本原理 (8)3.3.2 RS-232串行通信接口电路 (8)3.4数码显示部分 (9)3.4.1 LED结构与原理 (10)3.4.2 LED显示器显示方式 (11)4．特殊器件补充介绍和选择 (13)4.1开关型霍尔传感器介绍 (13)4.1.1 开关型霍尔传感器工作原理 (13)4.1.2 开关型霍尔传感器的应用 (13)4.2MAX232介绍 (14)5. 软件设计 (16)6. 调试 (18)7. 设计总结 (19)7.1系统功能和结论 (19)7.2总结和体会 (19)8. 参考文献 (20)9．附录 (21)9．1附录1：设计总电路图 (21)9.2附录2：软件代码 (22)1．前言在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。

实验十四直流电机的测速实验一、实验目的1、掌握直流电机的工作原理。

2、了解开关型霍尔传感器的工作原理和使用方法。

3、掌握电机测速的原理。

二、实验原理直流电机是我们生活当中常用的一种电子设备。

其内部结构如下图14-1所示：图14-1 直流电机结构图下面就上图来说明直流电机的工作原理。

将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过，由于电磁作用，这样电枢导体将会产生磁场。

同时产生的磁场与主磁极的的磁场产生电磁力，这个电磁力作用于转子，使转子以一定的速度开始旋转。

这样电机就开始工作。

为了能够测定出电机在单位时间内转子旋转了多少个周期，我们在电机的外部电路中加入了一个开关型的霍尔原件（44E），同时在电子转子上的转盘上加入了一个能够使霍尔原件产生输出的带有磁场的磁钢片。

当电机旋转时，带动转盘是的磁钢片一起旋转，当磁钢片旋转到霍尔器件的上方时，可以导致霍尔器件的输出端高电平变为低电平。

当磁钢片转过霍尔器件上方后，霍尔器件的输出端又恢复高电平输出。

这样电机每旋转一周，则会使霍尔器件的输出端产生一个低脉冲，我们就可以通过检测单位时间内霍尔器件输出端低脉冲的个数来推算出直流电机在单位时间内的转速。

直流电机和开关型霍尔器件的电路原理图如下图14-2所示：图14-2 直流电机、霍尔器件电路图电机的转速通常是指每分钟电机的转速，也就是单位为rpm，实际测量过程中，为了减少转速刷新的时间，通常都是5～10秒刷新一次。

如果每6秒钟刷新一次，那么相当于只记录了6秒钟内的电机转数，把记录的数据乘10即得到一分钟的转速。

最后将这个数据在数码管上显示出来。

最后显示的数据因为是将数据乘以10，也就是将个位数据的后面加上一位来做个位即可，这一位将一直为0。

如：45*10变为450，即为在“45”个位后加了一位“0”。

由此可知，这个电机的转速的误差将是20以内。

为了使显示的数据能够在数码管是显示稳定，在这个数据的输出时加入了一个16位的锁存器，把锁存的数据送给数码管显示，这样就来会因为在计数过程中，数据的变化而使数码管显示不断变化。

电机速度评测实验报告引言在机械传动系统中，电机的速度是一个重要的参数，它直接影响到整个系统的运行效果及稳定性。

为了评估电机的速度性能，我们进行了速度评测实验。

本实验旨在通过测量电机转速与输入电压之间的关系，分析电机的速度特性。

实验装置和方法实验装置本实验所需的装置如下：1. 直流电机2. 变压器3. 电动机测速仪4. 遥控器5. 示波器6. 计算机实验方法1. 将电机用螺栓固定在实验台上，使其轴线与台面平行。

2. 使用变压器将交流电压转换为直流电压，并通过遥控器调节电压大小。

3. 将电动机测速仪连接到电机上，以获得电机的转速。

4. 将示波器连接到电机的转子上，以测量电机的转速波形。

5. 将计算机连接到电机测速仪和示波器，以记录和分析数据。

实验流程1. 将实验装置连接好，并将电动机测速仪和示波器打开。

2. 将电机轴上的示波器传感器放置到电机转子上，确保传感器与转子的接触良好。

3. 打开计算机软件，开始记录数据。

4. 使用遥控器逐步调节电压大小，从0V增加到最大值，分别记录每个电压下的电机转速。

5. 将记录的数据导出到计算机，进行数据分析。

实验结果我们将记录的数据进行了分析，并绘制了电机转速与输入电压之间的曲线图。

以下是我们的实验结果：从曲线图可以看出，电机的转速随着输入电压的增加而线性增加。

这符合我们对电机速度特性的预期。

同时，我们还计算了电机的转速斜率，即每增加1V电压对应的转速变化。

通过斜率的分析，我们可以了解电机的发力能力以及转速增长的快慢。

结论本实验我们通过测量电机转速与输入电压之间的关系，评估了电机的速度性能。

实验结果表明，电机的转速与输入电压呈线性关系，整体速度特性良好。

通过斜率分析，我们可以进一步了解电机的发力能力和转速增长的快慢。

该实验为电机的速度评测提供了一种有效的方法和实验数据支持。

在实际应用中，可以根据实验结果来调节电机的输入电压，以满足不同转速要求的应用场景。