基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述

基于单片机的直流电机控制系统的设计摘要：随着现代工业自动化技术的不断发展，直流电机控制系统在现代工业生产中得到广泛应用。

为了提高直流电机的运行效率和控制精度，本文通过对单片机的控制技术的研究和应用，设计出了一种基于单片机的直流电机控制系统。

本文首先介绍了直流电机的结构和原理，然后分析了直流电机控制系统的特点和要求，接着通过对单片机控制技术的研究和应用，设计出了一种可靠、高效、稳定的直流电机控制系统。

最后，本文通过实验验证了该系统的性能和可行性。

关键词：单片机，直流电机，控制系统，效率，精度，稳定性第一章绪论1.1 研究背景随着现代工业的不断发展，直流电机控制系统在现代工业生产中得到广泛应用。

任何一种电机都需要控制系统进行控制，以达到所要求的各种工作要求。

传统的直流电机控制系统大多采用的是模拟控制系统，这种控制系统存在精度低、稳定性差等问题，以及难以满足现代工业对控制精度和控制效率的要求。

而基于单片机的直流电机控制系统可以充分利用单片机优异的计算能力和可靠性，实现更加高效、精确和稳定的控制。

1.2 研究目的和意义本文旨在通过对单片机的控制技术的研究和应用，设计出一种可靠、高效、稳定的直流电机控制系统，以提高直流电机的运行效率和控制精度，为现代工业的自动化生产提供更加完善、可靠的控制系统。

同时，对单片机控制技术的研究和应用也具有重要的理论研究价值和实际应用价值。

第二章直流电机结构和原理2.1 直流电机结构直流电机由电机本体、电枢、电枢转子、永磁体、永磁体转子、凸极和定极等组成。

其中，电枢是直流电机的主要部件之一，也是直流电机控制系统的关键部件。

2.2 直流电机原理直流电机原理是利用直流电产生的磁场与电枢磁场相互作用产生转力。

当电机通电时，电枢内电流方向发生变化，电枢磁场产生的磁场与永磁体磁场产生互作用力，使电机转子转动。

第三章直流电机控制系统的特点和要求3.1 直流电机控制系统的特点直流电机控制系统的特点是响应速度快、控制精度高、运行稳定等优点。

摘要本文主要介绍了以凌阳SPCE061A单片机为核心来控制电动机转向与转速，并通过数码管显示出转速的具体实时数值。

基于SPCE061A的16位特性，数字信号处理DSP (Digital Signal Process)功能以及快速的处理能力，使得数据采集和运算处理十分的方便简单，另外由于集成开发环境IDE(Integrated Development Environment)支持标准的C语言数据库，使得复杂的数学运算变得轻而易举，大大减少了编程的难度。

本设计充分利用了SPCE061A的资源，发挥了芯片的性能，并利用PID算法实现直流电机PWM调速的方法，比较精确的实现了普通直流电机的转速测量和转速调节功能。

实践证明，该系统具有结构简单、操作方便、测量精度高、稳定性好等特点。

关键词：凌阳单片机，无刷直流电机，PID算法，测速，调速ABSTRACTIn this paper, taking to Sunplus SPCE061A MCU as the core to control the motor steering and speed, and speed through the digital display the value. Based on 16-bit features SPCE061A, DSP (Digital Signal Process) function, and fast processing power, making data collection and processing operations are very easy to use, another as IDE (Integrated Development Environment) supports the standard C-language database, which makes complex mathematical operation becomes easy, thus greatly reducing the difficulty of programming. The design makes full use of the resources SPCE061A played a chip's performance and use of PID algorithm PWM DC Motor Speed way, more accurate realization of a common DC motor speed measurement, and speed adjustment function. Practice has proved that the system has a simple structure, easy operation, high accuracy, good stability.Key words:sunplus SCM, brushless DC motor, PID algorithm, speed measurement, speed adjustment目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及其意义 (1)1.2 无刷直流电机的发展史 (1)1.3 设计的目的和要求 (2)2 直流电机控制系统 (3)2.1 转速信号的采集 (3)2.2 直流电机的转向与转速控制设计 (4)3 硬件电路设计 (6)3.1 SPCE061A单片机简介 (6)3.2 电机驱动芯片SPGT62C19B简介 (9)3.3 控制板与驱动板的接口联接方法 (10)3.4 硬件框图 (11)3.5 组件选择与设计 (12)3.6 电机驱动电路的设计 (12)3.7 硬件电路实物图 (13)4 软件设计 (14)4.1 C语言的简介 (14)4.2 汇编语言的简介 (16)4.3 模块化设计 (16)4.4 本次课题的软件设计 (17)5 系统的安装、调试及运行实验结果 (21)5.1 软硬件安装与调试 (21)5.2 实验结果 (23)6 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1 绪论1.1 选题背景及其意义在现代医疗器械、保健设备、家用电器控制器、工业控制、通讯产品、语音识别类产品与智能家居控制器等等仪器中，例如日常所见的跑步机、治疗仪等、冰箱、空调、洗衣机、语音信箱、数字录音系统产品、语音识别遥控器、智能语音交互式玩具等，往往带有一个小控制系统。

基于单片机的直流电机控制系统的设计近年来，直流电机控制系统在各种自动化设备中得到广泛应用。

本文将介绍一个基于单片机的直流电机控制系统设计。

首先，我们需要选择适当的硬件平台。

在本设计中，我们选择了一块常用的单片机开发板作为控制主板。

该开发板具有丰富的输入输出接口、高性能处理器和易于编程的特点，非常适合用于控制系统的设计。

此外，我们还需要一个直流电机和相关的电路驱动电路。

在硬件连接方面，我们将直流电机连接到开发板的输出引脚，并使用电路驱动电路将开发板的输出信号转换为适当的电压和电流以驱动电机。

电路驱动电路通常包括电流检测电路、功率放大电路和反馈电路，以确保电机的稳定运转。

在软件设计方面，我们需要编写控制程序，以实现对直流电机的速度、方向和位置的控制。

通过编程，我们可以使用PWM调节电机的转速。

同时，我们还可以使用PID控制算法来根据反馈信号调节电机的位置。

为了实现这些功能，我们需要学习单片机的编程语言，如汇编语言或高级语言（如C语言）。

设计一个完整的直流电机控制系统还需要考虑一些其他因素。

例如，我们可以添加传感器以监测电机的转速和位置，以提供反馈信号给控制系统。

这样，我们可以根据实际情况进行动态控制，提高系统的稳定性和精度。

此外，我们还可以添加一些保护电路，如过载保护和温度保护，以确保电机在运行时不会损坏。

总结一下，一个基于单片机的直流电机控制系统的设计涉及硬件和软件两个方面。

在硬件方面，我们需要选择合适的开发板和电路驱动电路，并将它们连接起来。

在软件方面，我们需要编写控制程序，并学习相关的编程语言和算法。

通过综合考虑各种因素，并进行系统优化和改进，我们可以设计出一个功能强大、稳定可靠的直流电机控制系统。

基于单片机的直流电机控制系统的设计中文摘要本文介绍了基于单片机的直流电机PWM调速的基本方法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。

重点介绍了基于MCS一51单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。

对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。

直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。

采用微机控制后，整个调速系统体积小、结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。

关键词：单片机最小系统； PWM；直流电机调速The Design of DC Motor Speed Control System Based on The SCMABSTRACTThis paper introduces a kind of method of DC —motor speed modification based on PWM theory by the SCM.Showing some relative knowledge upon the DC—motor timing，the basic theory and the way to implement.And it emphasizes on the way for carrying out PW M signals based on MCS一51.This paper still provides a method for modifying the speed of DC—motor by way of taking count of data and time delay by software.It offers a sort of efficient method for the DC motor speed—controlling system.DC Motor Speed Control has excellent characteristics, speed smooth and easy, and speed a wide range of Shock, able to withstand the impact of frequent load can be achieved without frequent fast-starting, braking and reverse; meet the production process automation systems various special operating requirements. Drives using micro-computer control, the development of electric drive is one of the major directions. Using computer control, the speed control system as a whole size, simple structure, high reliability, ease of maintenance and operation. Stable operation at the motor speed precision can be achieved at higher levels, static and dynamic indicators can better meet the industrial production of high-performance electric transmission requirements.KEY WORD：SCM；PWM；DC —motor speed modification目录第一章直流电机调速分析及研究意义 (1)1.1 直流电机调速原理 (1)1.2 PWM基本原理及其实现方法 (2)1.2.1 PWM基本原理 (2)1.3 实现方法 (3)1.4 控制程序设计 (3)1.5 研究背景 (4)1.6 论文研究的目的与意义 (4)1.6.1 目的 (4)1.6.2 意义 (4)第二章系统硬件设计 (6)2.1系统方案 (6)2.2设计要求 (6)2.3功能简介 (6)2.4主要内容 (6)2.5电机调速控制模块 (7)2.5.1方案选择 (7)2.5.2 PWM调速工作方式 (8)2.5.3 PWM调脉宽方式 (8)2.5.4 PWM软件实现方式 (8)2.6系统分析与硬件设计 (9)2.6.1单片机最小系统的设计 (9)2.6.2电源电路设计 (11)2.6.3直流电机驱动电路设计 (14)2.6.4显示模块设计 (15)2.6.5键盘电路设计 (16)2.6.6元件选择与参数计算 (17)2.7设计所需部分器件 (20)2.8技术路线 (20)2.9 应用软件的编制、调试 (22)第三章系统软件的设计 (23)3.1程序的总体设计 (23)第四章调试与仿真 (24)4.1仿真图形 (24)第五章结论和总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附程序清单 (29)第一章 直流电机调速分析及研究意义1.1 直流电机调速原理根据励磁方式不同，直流电机分为自励和他励两种类型。

本科毕业论文(设计)文献综述题目:直流电机调速的研究现状及发展趋势姓名:杨林学院（部）:信息与工程学院专业:生物医学工程班级:生物医学工程 1 班学号: 0903030027 指导教师:张鑫职称:2012年10月25日直流电机调速的研究现状及发展趋势摘要：本文阐述了直流电机调速控制系统的发展情况，首先包括各种直流电机的调速方式介绍，再到从单一的调速加入单片机的控制、转速的采集和显示器显示转速等方式来实现实时调控，以及国内外各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。

其次具体讲述了各种调速调速系统中的一些关键模块，如：单片机控制、PWM脉冲如何产生、如何改变PWM脉冲占空比调速、如何改变电阻调速、如何采集转速和显示等等，最后浅谈一下各模块中的优异和可以采取的改进方法，以及当下比较适宜的处理办法。

关键词：单片机；调速；直流电机Dc motor speed regulating research situation anddevelopment trendAbstract: this paper describes the situation of the DC motor speed regulation control system development , Firstly , it includes all kinds of the DC motor speed control mode is introduced,and then from a single speed to join MCU control, the speed of the acquisition .The display shows speed, and other ways to realize real-time control, and domestic and foreign various colleges and universities and professional personnel is good at aspects of exploration and obtained a certain research results. Secondly, the paper specificly say about all kinds of speed governing system of some key modules, such as: MCU control, how to PWM pulse produce, and how to change the PWM pulse duty ratio control, how to change the resistance of motor speed, how to gather the speed and display, and so on,.Finally talk about how each module of the excellent and can take improvement methods, as well as the suitable processing method.Keywords: MCU; Speed control; Dc motor引言现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。

绪论随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉冲调制（paulse width modulation,简称PWM）控制的无刷直流电机已成为主流。

随着半导体工业，特别是大功率电子器件及微控制器的发展，变速驱动变的更加现实且成本更低。

本文充分利用单片机的数字信号处理器运算快、外围电路少、系统组成简单、可靠的特点，将其应用于无刷电机的驱动设计。

实验表明，该设计使得无刷直流电机的组成简化和性能的改进成为可能，有利于电机的小型化和智能化。

(一)电机的分类电机按工作电源种类可分为：1.直流电机(1)有刷直流电机①永磁直流电机·稀土永磁直流电动机·铁氧体永磁直流电动机·铝镍钴永磁直流电动机②电磁直流电机·串励直流电动机·并励直流电动机·他励直流电动机·复励直流电动机(2)无刷直流电机稀土永磁无刷直流电机2.交流电机(1)单相电动机(2)三相电动机（二）无刷直流电机及其控制技术的发展1831年，法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的基本理论基础。

从19世纪40年代研制成功第一台直流电机，经过大约17年的时间，直流电机技术才趋于成熟。

随着应用领域的扩大，对直流电机的要求也就越来越高，有接触的机械换向装置限制了有刷直流电机在许多场合中的应用。

为了取代有刷直流电机的电刷－换向器结构的机械接触装置，人们曾对此作过长期的探索。

1915年，美国人Langnall发明了带控制栅极的汞弧整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。

20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓换向器电机，但此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重又复杂而无实用价值。

科学技术的迅猛发展，带来了电力半导体技术的飞跃。

开关型晶体管的研制成功，为创造新型直流电机——无刷直流电机带来了生机。

1955年，美国人Harrison首次提出了用晶体管换相线路代替电机电刷接触的思想，这就是无刷直流电机的雏形。

基于单片机的直流电机控制【摘要】这篇文章主要探讨了基于单片机的直流电机控制。

在文章介绍了研究的背景、意义和目的。

在分别讨论了直流电机的原理与分类、单片机在直流电机控制中的应用、基于单片机的直流电机控制系统设计、控制策略及算法以及性能测试与分析。

在文章总结了基于单片机的直流电机控制的优势，并探讨了未来发展方向。

通过本文的研究，揭示了基于单片机的直流电机控制在工程领域中的重要作用，并为相关研究提供了理论支持和实践指导。

未来，该领域的研究还有待进一步深入探讨，以应对不断变化的技术需求和挑战。

【关键词】直流电机、单片机、控制系统、控制策略、算法、性能测试、优势、未来发展、总结、研究背景、研究意义、研究目的、直流电机原理、分类、直流电机控制系统设计1. 引言1.1 研究背景单片机具有体积小、功耗低、易编程、成本低廉等优点，能够实现复杂的控制算法和策略，提高直流电机控制的精度和性能。

利用单片机来设计直流电机控制系统已成为一种趋势。

虽然单片机技术在直流电机控制中有着广阔的应用前景，但目前仍存在一些问题和挑战，如控制算法的优化、系统稳定性等方面需要进一步改进和研究。

对基于单片机的直流电机控制技术进行深入研究具有重要的理论和实际意义。

1.2 研究意义，作者等信息。

以下为输出内容：直流电机在工业生产中应用广泛，其控制系统的性能直接影响到设备的运行效率和稳定性。

基于单片机的直流电机控制系统具有实时性高、精度高和可靠性好的特点，可以更好地满足现代工业生产对于电机控制的需求。

对于基于单片机的直流电机控制系统的研究具有重要的理论和实践意义。

研究基于单片机的直流电机控制系统可以推动电机控制技术的发展，提高电机控制系统的性能和稳定性，为工业生产的自动化和智能化发展提供技术支持。

研究基于单片机的直流电机控制系统可以优化电机控制策略和算法，提高电机控制的效率和精度，降低能耗和成本，实现节能减排的目标。

1.3 研究目的研究目的是通过基于单片机的直流电机控制系统设计和控制策略的研究，实现对直流电机运行状态的精准控制和调节。

基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述2000字左右研究无刷直流电动机控制系统是电气工程领域的一个重要课题，它涉及到控制理论、电机原理、嵌入式系统等多个学科领域。

以下是一个关于基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述，大约2000字左右：________________________________________文献综述：基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究1. 引言无刷直流电动机（BLDC）以其高效率、低噪音和长寿命等优点在工业和家用电器中得到了广泛应用。

而基于单片机的无刷直流电动机控制系统，作为一种先进的电机控制技术，具有成本低、响应快、可靠性高等特点，受到了研究者们的广泛关注。

2. 无刷直流电动机的工作原理无刷直流电动机是一种将电能转换为机械能的装置，其工作原理基于电磁感应和电流的相互作用。

通过在电动机中的定子和转子上安装恰当的磁铁，配合适当的控制电路，可以实现对电机转速和转矩的精确控制。

3. 基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计基于单片机的无刷直流电动机控制系统一般由三部分组成：传感器模块、控制算法和功率放大模块。

传感器模块用于获取电机的运行状态，包括转速、位置等信息；控制算法根据传感器获取的信息计算出适当的电机控制信号；功率放大模块将控制信号放大驱动电机。

4. 常用的控制算法常用的无刷直流电动机控制算法包括电枢电流控制、感应电动机模型控制、空间矢量调制控制等。

这些控制算法在实际应用中各有优缺点，研究者们通常根据具体的应用场景选择合适的算法。

5. 实验与应用基于单片机的无刷直流电动机控制系统已经在工业自动化、电动汽车、无人机等领域得到了广泛应用。

研究者们通过实验验证了该控制系统的稳定性、精度和可靠性，并不断改进和优化控制算法，以适应不同的应用需求。

6. 结论与展望基于单片机的无刷直流电动机控制系统是电机控制领域的一个重要研究方向，其在提高电机性能、降低能耗、推动电动化技术发展等方面具有重要意义。

基于单片机的直流电机控制摘要基于直流电机的广泛运用和其抗干扰能力较差、对运行环境要求较高的现实，本文研究了基于单片机的直流电机控制器设计，并对其的实际应用进行了分析。

关键词单片机；直流电机；PIC电动机被广泛应用于国防、航空以及我们日常生活的各个领域，我们在家用电器中经常能看到它的身影，如今电动机在人们生产生活中的作用显得越来越为重要。

电机控制系统按使用的电源可以分为两类，即交流电机系统以及直流电机系统，而在电机控制系统一个最重要的部件是电动机，由于直流电机同交流电动机相比，调速性能更好，结构比较简单，所以在，伺服控制系统以及驱动装置中一般我们都采用用直流电动机。

但是直流电机也有着其自身的缺陷，比如：抗干扰能力较差、对运行环境要求较高等等，因此，有必要对单片机的直流电机控制器设计进行研究，以改善其硬件和软件功能。

1 基于单片机的直流电机控制器设计1.1 单片机的选择根据需求，本文选取的PIC单片机与其他单片机相比其有如下特点：1）使用哈佛总线结构，从而有力更多的技术保障，确保了工作工程中的各项指令能得到很好的执行；2）同其他单片机相比，PIC单片机寻址方式更少，所以PIC单片机寻找操作使用会更加方便；3）同其他单片机相比，PIC单片机能够存放的指令更多，可以达到一千余条，储存能力强，同时还可以节省程序存储空间，PIC 单片机其他单片机相比功能会更加的强大，引脚会更少，它能够直接带动LED 负载。

同时，PIC单片机具有构造简单、抗干扰能力强等几个方面的优点。

1.2 基于单片机直流电机控制器系统结构设计PIC单片机在直流电机多速控制器系统中，它是系统的“大脑”，承担着核心的角色。

对PIC单片机的设计可以通过键盘输入运行参数来实现。

比如通过运行电路参数、显示电路参数、D/A转换电路参数等等来完成PIC单片机的设计。

本文设计的基于单片机技术的直流电机控制器采用分辨率为1024的数字MR编码器，其型号为L。

单片机控制直流电机调速系统设计摘要随着社会的发展，电机可调速广泛的应用于工农业、交通运输业以及我们的日常生活。

早起的电机调速主要基于模拟电路的调速。

模拟电路的设计一方面难度大、调试复杂，另一方面加之元器件易老化，这对于调速系统广泛普及起到一定的制约作用。

随着电力技术、微处理器技术、自动控制技术的发展，使得PWM脉宽调制技术得到空前的发展。

本系统的设计正是PWM脉宽调制技术在直流电机调速的应用。

研究这一技术，对于生产和生活有着积极意义。

本文首先对系统架构进行介绍，让读者从宏观上把握系统的设计思想。

然后分别介绍构成系统的各个模块的内容和选型。

接着介绍硬件电路的设计和软件程序的设计思想。

最后对系统的功能进行测试，并记录测试结果。

关键词PWM；微处理器；自动控制技术；Single chip microcomputer control dc motor speed controlsystem designAbstractWith the development of the society, adjustable speed motor is widely used in industry and agriculture, transportation, and our daily life. Getting up early is mainly based on the analog circuit of motor speed control. Analog circuit design on the one hand, difficult andcomplex debugging, aging, on the other hand, combined with the components for the speedcontrol system widely popularize played a role. As the electric technology, microprocessortechnology, the development of automatic control technology, the PWM pulse width modulation technology get unprecedented development. The design of this system is the PWM pulse width modulation technology in the application of dc motor speed control. Research the technology, has a positive meaning for production and life.This paper introduces the system architecture, let the reader from on macroscopic to grasp thedesign ideas of the system. Then introduced respectively constitute the content of each module and the choice of the system. Then introduces the design of hardware circuit and software program design thought. Finally test the function of the system, and record test results.Key wordsPWM；microprocessor；automatic control technology;绪论 (1)（一）本课题研究的背景及意义 (1)（二）本课题拟要解决的问题与预期达到的目标 (1)（三）本课题的行文结构安排 (2)一、系统架构与方案选择 (2)（一）系统架构 (2)（二）方案选择性 (3)二、硬件电路设计 (6)（一）单片机系统电路设计 (6)1.单片机最小系统电路设计 (6)2.液晶显示电路设计 (10)（二）电机驱动电路与光电计数电路设计 (11)（三）按键电路设计 (12)三、软件设计 (14)（一）软件总流程图 (14)（二）LCD1602程序设计 (15)四、系统测试 (17)（一）按键面板定义 (17)（二）系统测试 (17)五、结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)（一）本课题研究的背景及意义电气传动可以简单的分为两大类，第一类是直流电气传动，第二类是交流电气传动。