华 北 水 利 水 电 学 院
毕 业 设 计 任 务 书
设计题目：基于单片机的直流电机调速系统
专 业：
测控技术与仪器
班级学号：
姓 名:
指导教师： 宋 小 娜
设计期限： 2014年2月24日开始
2014年5月30日结束
院、系： 机械学院
2014年 2月 22 日
华北水利水电学院毕业设计论文
2 一、毕业设计的目的
随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，性能价格比显著提高，技术日趋完善。由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。本设计任务是设计一个直流电机调速系统，了解单片机系统设计流程，以及电路板的实际制作和调试能力。同时也加强对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力，也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。
二、主要设计内容
利用单片机设计一个直流电机调速系统，该系统能实现设定转速，实时显示当前转速，在负载发生变化时，通过相应的控制算法将转速调整为设定转速。
三、重点研究问题
1． 掌握单片机开发设计的过程
2． 控制算法的确定
3． 转速的测量方案
四、主要技术指标或主要设计参数
1. 调速范围0-600r/min
2. 转速波动为1%
五、设计成果要求
1、在设计初期阶段进行认真调研。在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告(其中包括文献综述)。要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。
四川师范大学成都学院本科毕业论文
目 录
前言 ·································· 1
1.总体设计方案 ···························· 2
（一）方案一：PWM波调速 ······················· 2
（二）方案二：晶闸管调速 ······················· 3
2.单元模块设计 ···························· 4
（一） H桥驱动电路设计方案 ····················· 4
（二） 调速设计方案 ························· 5
（三）系统硬件电路设计 ························ 6
1.电源电路 ···························· 6
2．H桥驱动电路 ·························· 7
3．基于霍尔传感器的测速模块 ··················· 7
4．LCD显示模块 ·························· 8
（四） 调速设计模块 ························· 9
1．PWM波软件软件设计 ······················· 9
2．测速软件设计 ························ 12
3.系统功能调试 ··························· 13
（一）调试软件介绍 ························· 13
（二）直流电机的调速功能仿真 ···················· 14
1．调速前的波形图 ······················· 14
2．调速后的波形图 ······················· 14
（三）电机速度的测量并显示功能仿真 ················· 15
基于单片机的直流电机PWM调速系统设计
作者：吴波
来源：《职业（上半月刊）》 2017年第10期
摘 要：本文介绍了如何设计一种基于单片机的直流电机PMW调速系统，以解决直流电机数字化的调速问题。本系统以单片机AT89S51为核心控制器件，通过按键调速，采用L298N芯片驱动直流电机，利用霍尔传感器测得直流电机的转速，通过LED数码管实时显示。整个系统电路设计简单，稳定性好，实用价值高。
关键词：单片机 PWM 直流调速 L298
由于直流调速系统带载启动性能好，转矩大，调速范围广，静差率小，稳定性强以及具有良好的动态性能，在相当长的时期内，国内高性能的调速系统大多采用了直流调速系统。早期直流调速系统由许多模拟分立元件组成，因元件的不稳定性，噪声的干扰等因素，使得系统的精度和稳定性较差。但随着计算机控制技术的发展，直流调速系统进入一个数字化的新时代。
一、PWM 调速原理
如图1a 所示，在电路中，按照一定频率接通、关断半导体器件VT，电动机电枢得到斩波电压，如图1b 所示。通过调整电压的“占空比”来调整平均输出电压Ud，从而控制直流电动机的转速Vd。
分析讨论：当电机始终通电时，转速为Vmax ；当占空比为D=ton/T 时，则平均转速为Vd=Vmax*D。由此可见，当改变占空比D 时，电机的平均速度Vd 就实现可调。在非严格情况下，平均速度Vd 与占空比D 近似认为线性关系。这是直流电动机PWM 调速的基本工作原理。
二、系统硬件设计
1. 系统设计架构
本系统以单片机AT89S51 为核心微处理器，当键盘接收到按键信息后，经程序运算，输出一定占空比的PWM信号。一路信号送给L298 输入端，控制直流电动机的运行方向；另一路送给L298 使能端，控制运行速度。另外，在直流电机中安装霍尔传感器，应用M 法，进行定时计数，把速度信号反馈给单片机，将程序计算出的转速，送4 位LED 数码管实时显示。整个系统由双路稳压电源提供。系统框图如图2 所示。
目录
1设计要求............................................................................................................. 1
2方案设计............................................................................................................. 1
2.1设计思路.................................................................................................. 1
2.2总体方案方框图...................................................................................... 1
2.3基本原理.................................................................................................. 2
3硬件模块设计..................................................................................................... 3
3.1 复位电路及时钟电路模块..................................................................... 4
3.2 驱动主电路模块..................................................................................... 4
