用DAC0808设计直流电动机调速器任务书

微型直流电机PWM 调速控制系统设计一、 实验目地1、掌握模/数转换电路地应用、掌握8279数码显示电路地应用、掌握微型直流电机地工作原理和控制方法2、锻炼和培养由各个子模块功能单元构筑完整地微机控制系统地能力,掌握单片机控制系统地设计方法.二、设计任务PWM 电机调速实验,利用电位器作为转速给定,利用PWM 技术控制加到直流电机定子上地电压来调节电机地转速,并采用霍尔开关和信号放大电路组成速度检测电路.试采用闭环或开环地控制方法,使直流电机地转速随电位器输出地改变而改变.三、实验硬件设备1、CPU 挂箱、电压给定电位器、系统电源2、PWM 电机调速模块、ADC0809模/数转换模块、8279数码管显示模块四、实验系统组成与工作原理1、系统地组成原理2、各功能单元原理图给定信号采样——A/D 转换电路LED 显示——8279显示接口电路电位器给定速度显示 电机转速测量与驱动 电机地址<系统固定）：数据口→CFE8H、控制口→CFE9H直流电机PWM调速模块直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成.模块地电源由接口总线引入.本模块中使用地电机为5V地直流电机.<1）直流电机测速原理介绍电机测速部分由一个霍尔开关和信号放大电路组成.与电机同轴地转盘上装有两块地强力磁钢,它们地磁极性相反,以保持转盘地平衡并保证转盘每转一周霍尔开关只导通一次.霍尔开关平时输出为正电压,当转盘上地磁钢与霍尔开关正对时,霍尔开关输出负电压,经整形、放大输出.单片机通过对负脉冲计数,可计算出电机地转速.<2）电机测速部分电路原理及说明3144为霍尔开关,整形、放大由LM358完成.第一级358作为比较器使用,第二级作为电压跟随器.SPEED为负脉冲输出接口,对应于模块上地SPEED插孔.<3）电机测速部分电路考试方法将模块插在接口挂箱或对象挂箱上并接通电源,电机应转动.用示波器在SPEED插孔处可以看到连续地负脉冲.<4）PWM调速原理介绍PWM调速是通过改变输出脉冲地占空比,从而改变电机转速地一种调速方法.PWM调速分为单极性和双极性两种.在单极性方式下,电机地转动方向不变,改变地只是转速；而在双极性方式下,电机地转动方向和转速都是可变地.以下以单极性为例说明PWM调速地基本原理.假设一个脉冲周期内,高电平电压为Us,持续时间为t1；低电平为0V,持续时间为t2.则脉冲周期T=t1+t2,该周期内平均电压U0=t1*Us/T.令α=t1/T,则U0=α*Us,α表示占空比.当高电平电压不变地情况下,电机两端电压地平均值U0取决于占空比α地大小.改变α值就可以改变端电压地平均值,从而达到调速地目地,这就是PWM调速原理.在双极性方式下,如果U0为负,意味着电机将反转,转速由U0地绝对值控制.<5）PWM 调速电路原理及说明JUMP跳线为极性选择.2、3脚短接<模块上选择D端）为双极性；1、2脚短接<模块上选择S端）为单极性.单极性时,PWM IN为高,电机两端无电压；PWM IN为低,电机两端为正电压.双极性时,PWM IN为高,电机两端为负电压；PWM IN为低,电机两端为正电压.<6）PWM调速电路基本考试方法将CPU模块地P1.0~P1.1分别接至CPU挂箱地K1~K3,T0接PWM调速模块地PWM IN,模块地跳线1、2脚短接.运行考试程序,改变K1~K3地值,电机转速应随之变化.五、设计具体要求1、系统硬件设计建立8031单片机与各功能单元地连接,画出系统原理图.并给出必要地文字说明.2、系统软件设计<内存分布、子程序出入口说明、流程图、程序）主程序设计<控制正反转及走步步数）、AD采样子程序、数码显示子程序、直流电机转速检测及控制子程序.3、实验连线,运行编制好地子程序对各功能单元进行调试.4、运行实验程序,结合硬件进行调试.5、旋转给定电位器,观察是否满足任务要求.6、撰写实验报告.。

本科毕业论文（设计）工作记录及成绩评定册（理工类）论文题目小功率直流电动机调速系统设计学生姓名学号所在学院控制工程学院专业电气工程及其自动化班级电气2008级班指导教师伍瑾斐（讲师）二零一一年六月成都信息工程学院教务处制使用说明一、此册中各项内容为学校对本科毕业论文（设计）的工作和成绩评定记录，请各环节记录人按指定格式认真填写；二、指导教师、评阅教师、答辩小组记分均为百分制（无小数点，四舍五入），学院答辩委员会成绩为五级制（优(>=90)、良(>=80、<90)、中(>=70、<80)、合格(>=60、〈70)、不合格(<60)）；三、参加二辩的学生，根据学生具体情况，由各教学单位选择所需表格填写（表格包括指导教师、评阅教师、答辩小组评阅表）并附于最后；四、本科毕业论文（设计）工作完成后，由各学院办公室组织将论文（设计）和此册等资料装入专用档案袋中，放入学院资料室保存。

本科毕业论文（设计）任务书题目小功率直流电动机调速系统设计题目来源□科研项目□生产实践□自选题目■其他题目类型□理论研究□科学实验■设计开发□其他选题背景及目的直流电机调速系统最常用的方式是调节电枢电压达到调速目的，其核心技术是脉宽调制技术（Pulse Width Modulation），因其工作方式是控制驱动器件工作在开关模式，使输出平均电压与占空比成正比，可以达到近似线性输出，所以相比传统的电枢回路串电阻调速方式具有无极调速和节能高效的优点。

在现代化的各种电气传动设备中，小功率直流电机应用相当广泛，对其节能和高精度要求则更为严格，需要有性能优良的调速系统与其配合工作。

采用PWM控制技术构成的无级调速系统，起停时对直流系统无冲击，并且具有启动功耗小、运行稳定等特点。

因此，对基于PWM的小功率直流电机调速系统进行设计具有较好的实用性。

工作任务及要求主要工作内容包括：1、PWM调速系统方案简述；2、主电路元器件选型，绘制相应电路图；3、驱动电路和控制电路设计，绘制出总电路原理图；4、编写软件，实现电机的速度控制；5、设计PCB电路板，制作出本设计实物；6、测试调速效果并对结果进行分析；7、提出设计方案改进意见。

交直流调速系统课程设计指导书一、课程设计大纲适用专业：电气自动化、电气工程及其自动化总学时：2周1.课程设计的目的课程设计室本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不但起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过度到实践的桥梁作用。

因此，必须认真组织，周密布置，积极实施，以期达到下述教学目的：（1）通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程设计方面的基本知识、基础理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。

（2）通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。

（3）通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。

2.课程设计的要求（1）根据设计课题的技术指标和给定条件，在教师指导下，能够独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。

（2）要求掌握交直流调速系统的设计内容、方法和步骤。

（3）要求会查阅有关参考资料和手册等。

（4）要求学会选择有关元件和参数。

（5）要求学会绘制有关电气系统图和编制元件明细表。

（6）要求学会编写设计说明书。

3.课程设计的程序和内容（1）学生分组、布置题目。

首先将学生按学习成绩、工作能力和平时表现分成若干小组，每小组按优、中、差合理搭配，然后下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。

（2）熟悉题目、收集资料。

设计开始，每个学生应按教师下达的具体题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集相关资料，包括参考书、手册和图表等，为设计工作做好准备。

（3）总体设计。

正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。

（4）主电路设计。

按选定的系统方案，确定系统主电路形式，画出主电路及相关保护、操作电路原理图，并完成主电路的元件计算和选择任务。

宁波工程学院设计与讨论课程设计报告课题题目：用DAC0808设计的直流电动机调速器学院名称：电子与信息工程学院专业：电信10学生姓名： 1学生姓名： 1学生姓名： 1学生姓名： 1指导教师：起讫时间：2013年1月2日至2013年1月11日目录第一章技术指标1.1整体功能要求基本要求：使用AT89C51单片机为核心，使用数模转换元件DAC0808对单片机输出的数字信号进行转换，输出模拟信号驱动直流电动机。

具体要求：在设计中，设计2个按键对应直流电动机的不同转速，按下不同按键时，电动机将以不同速度转动，按键1可以使电动机的转速增加，使转速从小到大，再从小到大，而减速相反。

仿真：控制程序在Keil软件中编写，编译，整个控制电路在Proteus仿真软件中连接调示。

1.2系统结构要求直流电机调速系统硬件以MCS-51单片机为控制核心，包括电源电路、按键控制电路、单片机控制、数模转换、电机驱动电路、转速显示等部分。

硬件电路设计系统框图如图1所示。

图1 直流电机调速系统框图1.3电气指标直流电动机的转速由与其并联的电压表显示，电压越大，转速越快。

1.4设计条件5.1 电源条件：+5V。

第二章整体方案设计整体方框图及原理直流电机调速系统硬件原理框图如下图所示，以MCS-51单片机为控制核心，包括测量电路，电源电路，数模转换电路，按键电路。

第三章硬件设计3.1 DAC0808的简介DAC0808的管脚图及各引脚功能：图2 DAC0808引脚图DAC0808是8分辨率的D/A转换集成芯片。

与微处理器完全兼容。

这个DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。

D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。

DAC0808结构：D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。

电机与拖动课程设计报告（2014—2015学年第二学期）题目直流电动机调速系统设计系别信息与控制工程系专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师完成时间 2015年7月7日评定成绩课程设计任务书一、设计题目直流电动机调速设计二、设计任务一台他励直流电动机，参数如下：P N=4KWU aN=170VI aN=34.4An N=1450r/minR L=0.076Ω1．用其拖动通风机负载运行，若采用电枢串电阻调速时，要使转速降至1200r/min，试设计电枢电路中的调速电阻。

2．用其拖动恒转矩负载运行，负载转矩等于电动机的额定转矩，采用改变电枢电压调速时，要使转速降至1000r/min，试设计电枢电压值。

3．用其拖动恒功率负载运行，采用改变励磁电流调速，要使转速增至1800r/min，试设计CeΦ的值。

三、设计计划电机与拖动课程设计共计2周内完成。

第1周查资料，熟悉题目；第2周设计方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；第2周最后一天答辩。

四、设计要求1．设计工作量为按要求完成设计说明书一份。

2．设计必须根据进度计划按期完成。

指导教师：顾波教研室主任：2015年6月10日目录课程设计任务书.............................................................. - 1 - 第一章直流电动机........................................................... - 3 - 第二章直流电动机的结构与工作原理........................................... - 4 -2.1 直流电动机的结构.................................................... - 4 -2.2 直流电动机的工作原理................................................ - 6 - 第三章他励直流电动机的调速................................................. - 7 -3.1调速指标............................................................. - 7 -3.2 电枢串电阻调速...................................................... - 7 -3.3改变电枢电源电压调速................................................. - 7 -3.4弱磁调速............................................................. - 8 - 第四章课程设计内容........................................................ - 10 - 结论....................................................................... - 12 - 设计体会................................................................... - 13 - 参考文献................................................................... - 14 - 致谢....................................................................... - 15 -第一章直流电动机把电能转换为机械能的称为电动机。

直流电动机调速系统课程设计任务书姓名：李武班级：电气0802学号：08140212同组人：孔岚李强目录第一章设计内容及要求 (3)第二章双闭环直流调速系统设计 (4)第三章单闭环直流调速系统设计 (20)第四章设计总结及心得 (31)第五章附录 (33)第一章设计内容及要求1.设计内容：1.1根据给定参数设计转速电流双闭环直流调速系统。

1.2根据给定参数设计转速单闭环直流调速系统，并利用模拟电路元件实现转速单闭环直流调速系统。

2.设计要求：2.1根据设计要求完成单闭环、双闭环系统的稳态参数设计计算、判断系统的稳定性、绘制系统的稳态结构图。

2.2按工程设计方法设计转速单闭环、转速电流双闭环直流调速系统的调节器，选择调节器结构、利用伯德图完成系统动态校正、计算系统的稳定余量γ及GM、计算调节器参数、绘制系统动态及结构图。

2.3设计采用模拟调节器及MOSFET功率器件实现的转速单闭环调速系统，绘制控制电路及主电路电路图。

2.4测试单闭环调速系统的PWM驱动信号波形、PWM电压波形、电机电流波形、转速反馈波形和直流电动机转速及控制电路各单元的相关波形。

3.设计参数：3.1直流电动机参数：PN =20W、UN=24V、IN=1.5A、n N =3000r/min、电枢电阻Ra=1.8Ω电枢电感La=9.76mH、GD2=16.68N·cm2、Tm=35ms。

3.2测速发电机参数：Un =80V，nN=3000r/min，PN=16W，I N =200mA ，负载电阻R=400Ω。

3.3 PWM 主电路：驱动频率f ≥10kHz,R=2.7+1.8=4.5Ω。

3.4 设计指标:转速电流双闭环直流调速系统：U *n =10V ，U im =10V ，I dm =1.5I N ，σi ≤5%，σn ≤10%。

第二章 双闭环直流调速系统设计1.系统的组成转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。

1 引言单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。

从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

它最早是被用在工业控制领域。

本课程设计所使用的是AT89C51型号的单片机。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

本次课程设计用于直流电动机的控制，同时与DAC0808配合使用。

长期以来，自动调速电动机一直占据着调速控制的统治地位。

由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。

因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。

《单片机原理与应用课程设计》任务书（四）一、题目名称直流电动机调速控制系统设计二、课程设计目的通过直流电动机调速控制系统的制作使学生熟练掌握所学的相关内容，并培养学生工程设计的一般方法和技巧。

三、技术要求：1.系统调速采用模拟和数字方式，通过开关设置；模拟方式下通过调节电位器的电阻值调节直流电动机的转速。

数字方式下通过按键设置调节直流电动机的转速。

2.电动机转速的测量及显示3.PWM调速控制。

4.具体要求：1)转速模拟调节：在模拟调节方式时，通过调节电位器的电阻值来控制直流电动机的转速。

当电位器电阻值为0时，电动机停止，电位器电阻值最大时，电动机工作在额定转速上。

（由于直流电动机启动需要一定的力矩，因此在低速时转速和电位器值不一定严格成比例）2)转速数字调节：在数字调节方式时，每按一次“加速”键，电动机转速增加一个档位，每按一次“减速”键，电动机转速降低一个档位，默认的初始档位为最低档位0，最高档位为255。

3)转速测量与显示：采用4位数码管显示电动机转速。

4)根据测量值与设定值的差，控制PWM输出占空比，使电动机转速达到设定转速。

2．整个系统建议分为以下模块：1)AT89C51单片机最小应用系统及键盘、显示模块、转速设定值模块；2)转速测量模块、直流电动机输出控制模块。

四、两周时间安排：1．第一周：星期一：布置设计任务，收集相关资料。

星期二：确定设计方案星期三：软、硬件的总体设计星期四、五上机调试2．第二周星期一、二、三上机调试星期四、五：完成设计报告（4000字左右，程序不包含在字数中），PROTEL99绘制设计图纸(A4)，课程设计答辩。

（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。

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