微机原理及应用课程设计说明书微型直流电机调速系统设计

小直流电机调速实验课程设计说明书单片机原理与接口技术专业电气工程及其自动化学生姓名王岩班级B电气072学号0710601229指导教师陆广平完成日期2010年12 月27 日目录一理论部分 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

1课题要求与内容 (3)2 系统方案设计 (3)3 系统硬件的设计 (2)4 系统软件设计 (4)二实践部分 (7)1 系统硬件原理简介 (7)2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施 (7)3 系统软件 (7)3.1 软件设计 (7)3.2软件调试中出现的问题及解决措施 (7)三附录 (8)一理论部分理论设计课题名称：小直流电机调速实验。

1课题要求与内容掌握单片机数控直流电机的速度,利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节对基于小直流电机调速系统进行设计。

所设计的系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，掌握单片机数控直流电机的速度。

键盘输入采用阵列式输入，用4*4的键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。

2 系统方案设计根据设计内容要求：图1系统总体框图通过4*4的键盘向DAC0832的DI0~DI7 (8位数字信号输入端)输入信号，使得DAC0832的Iout1和Iout2（电流输出线）后，经反相放大器和三极管输出电压信号，从而实现直流电机调速。

图2 系统原理图I C 013 系统硬件的设计直流电机调速系统原理图2所示系统由控制模块，输入模块，电源模块。

3.1控制模块如图3STC12C5A16S2单片机我选用的是，其优点是：高速，低功耗，超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容以前的8051，但速度快了10倍。

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.。

摘要工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

本次设计所采用的主体芯片有8086CPU和可编程并行接口芯片8255A，其中，8086CPU曾是使用广泛的16位微处理器，具有40个管脚的双列直插式封装芯片，内外数据线都为16位，地址线为20位，直接寻址为1MB。

而8255A 是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，广泛用于几乎所有系列的微机系统中，它的各端口内具有中断控制逻辑，在外设于CPU之间可以用中断方式进行信息交换，使用条件传输方式时可用“联络”线进行控制。

数字P ID控制系统是时间的离散系统,计算机对生产过程的控制是断续的过程. 即在每一个采样周期内,传感器将所测数据转换成统一的标准信号后输入给调节器,在调节器中与设定值进行比较得出偏差值,经PID运算得出本次的控制量,输出到执行器后才完成了本次的调节任务。

关键字：计算机控制8086CPU 8255A 数字PID目录摘要 (1)1 直流电机及主要芯片介绍 (3)1.1 直流电机的工作原理 (3)1.2 直流电机的调速方法 (3)1.3 8086CPU介绍 (4)1.4 8255A芯片 (6)1.5 74LS48芯片 (7)1.6 74LS373芯片 (8)1.7 L298芯片介绍 (8)2 系统硬件设计 (9)2.1 各部分电路详细原理图 (10)2.1.1 显示驱动电路 (10)2.1.2 电机驱动电路 (11)2.1.3 8086控制电路 (12)2.1.4 8255控制电路 (13)3 系统的软件设计 (14)3.1 总体设计思路 (14)3.2 按键检测子程序流程图 (16)4 运行结果与分析 (18)课程设计感想及体会 (21)参考文献 (22)附录：源程序 (23)直流电机微型计算机速度控制系统的设计1 直流电机及主要芯片介绍1.1 直流电机的工作原理直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。

电子课程综合设计直流小电机调速系统基于AT89C51直流小电机PWM调速系统一．课题任务1、设计以单片机AT89C51和L298N控制的直流电机脉宽调制（PWM）调速系统。

用单片机软件实现PWM调整电机转速，绘制程序流程图、编写Keic51程序。

硬件电路实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速控制。

2、对实物进行测试，检测系统性能，排除故障，使其满足设计要求。

二．方案比较与选择初步设计了以下两个方案：方案一:采用74LS373对单片机8051进行扩展，通过ADC0809进行模数转换，采用了两片4位数值比较器4585和一片12位串行计数器4040组成了PWM信号发生电路，采用7805给电路供电。

主要分为以下几个板块：1、8051扩展内存组成的单片机控制部分由于8051内部ROM，RAM相对较小，因此需要外部扩展。

27128和6264构成外部扩展存储器，其容量分别为：8*8KB,8*8KB。

. 2、PWM方波发生及功放电路在本系统内，采用了两片4位数值比较器4585和一片12位串行计数器4040组成了PWM信号发生电路。

（1）芯片4585的用途：对于A和B两组4位并行数值进行比较，来判断它们之间的大小是否相等。

图上U2、U3的A组接12位串行4040计数输出端Q2—Q9，而U2、U3的B组接到单片机的P1端口。

只要改变P1端口的输出值，那么就可以使得PWM信号的占空比发生变化，从而进行调速控制（2）芯片4040的用途：芯片4040是一个12位的二进制串行计数器，所有计数器位为主从触发器，计数器在时钟下降沿进行计数。

计数器4040每来8个脉冲，其输出Q2—Q9加1，通过计数值与P1口输出的值进行比较相应输出高低电平，产生方波。

改变P1口输出的数值，就可以相应的改变PWM信号的占空比，从而进行直流电机的转速控制。

3、功放驱动电路采用了IR2110集成芯片对电机驱动控制方案分析：优点：本方案采用了比较常规的思想，通过三大环节控制最后生成系统。

微机原理及应用课程设计说明书设计题目：微型直流电机调速系统设计、系统功能要求分析1二、方案设计及其说明 (2)三、原理线路设计 (3)1．原理线路2．工作原理说明3．操作时序分析4．特点说明四、程序设计 (4)1．程序结构及流程2．程序算法分析3．关键程序段说明4．源程序清单五、....................................................... 系统调试及结论. (5)1．调试方法2．重点问题及解决方法3．运行结果及结论六、设计体会 (6)参考文献 (7)、系统功能要求分析此设计要求利用实验装置，设计一个直流电机控制系统的原理线路，编制应用程序，实现直流电机转速控制的功能，并且进一步可增加转速测量的功能。

系统功能具体要求及分析如下：(1)开始运行，电机停止：未按任何键之前，设定初值，使经DA0832转换后的电流为零，电机不转。

(2)按档调速功能：直流电机可有三个转速，分为一、二、三档，其中按下按键“一”电机在低速档运行；按下按键“二”电机在中速档运行；按下按键“三”电机在高速档运行。

(3)连续调速功能：按下“加速”键，编程控制DA0832输入数字量累加，直流电机可在原速基础上升速；按下“减速” 键，编程控制DA0832输入数字量自减，直流电机可相对原速减速。

(4)停止功能：设有停止键，控制电机的停止运行。

调节电位器改变DA0832 的基准电压，使得初值00H对应的输出电流为0,从而电机停止运行。

(5)改变转向功能：原理上，调节DAC0832勺基准电压，使得某一中间值对应转速为零，则在输入数字量大于此值时为正电压，电机正转；再输入数字量小于此值时为负电压，电极反转。

(6)测速功能：在一定时间内对霍尔元件产生的脉冲数计数，从而求得电机转速，并在数码管显示。

二、方案设计及其说明(一)硬件设计在硬件上，所用到的芯片主要有：CPU8086并行通信接口芯片8255A、可编程定时计数芯片8253、可编程中断控制器8259A以及键盘扫描显示芯片8279。

直流电机控制一、实习目的和要求1. 实习目的实习是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是教学计划中进行综合训练的重要实践环节，是有助于培养应用型人才的一种教学形式，它将使学生在综合运用所学知识，解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。

实习可以使学生在以下几个方面得到训练和提高：1）汇编语言程序设计的能力；2）软件调试的能力;3）利用所学过的知识，初步分析计算机软/硬件工作方法的能力；4）计算机定时/计数系统、中断系统的设计、编程与调试的能力；5）设计结果分析、总结及撰写技术报告的能力；６) 答辩的能力：包括口头对实习情况分析、讲解的能力。

2.实习的要求：1）实习按统一教学计划安排进行，学生分成小组(2～3人一组)，在教师指导下完成系统分析、构成、软件调试及系统调试的工作。

指导教师对不同的学生，针对具体情况提出不同的设计指标或设计要求。

2）各小组内学生应独立完成课题的编程工作。

3）在实习的教学过程中，指导教师分阶段对学生完成的工作及所得结果进行检查，只有正确完成本阶段的工作方允许进行下阶段的工作。

4）学生撰写的实习技术报告，应有方案论证，软件功能介绍及软件程序等。

对设计、调试的结果应加以全面分析，进行总结，指出需要改进的地方，分章节的撰写成文，总字数不少于4千字。

报告中应书写工整，图表齐全，有程序清单。

二、直流电机硬件电路设计及描述2.1直流电机的结构直流电机由定子和转子两部分组成。

在定子上装有磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出。

2.2直流电机的工作原理直流电机电路模型，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈。

当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。

根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受方向也将改NSN S＋ U＋ U变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向。

北华大学课程设计报告课程名称：微型计算机原理与接口技术课设题目：微机控制直流脉宽调速系统设计班级：通信10-1学号：16姓名：孙鹏指导教师：张锡鹤目录一、设计题目介绍..................................................... - 2 -二、调速系统框图设计 ............................................. - 3 -三、系统相关芯片介绍 ............................................. - 4 -四、A/D转换设计..................................................... - 5 -五、显示和报警设计................................................. - 6 -六、系统软件设计..................................................... - 8 -七、实习心得.......................................................... - 13 - 参考文献 ................................................................. - 14 -一、设计题目介绍设计题目：微机控制直流脉宽调速系统设计设计目的1)掌握8088CPU最小总线模式下设计“计算机控制系统”软件的方法；2)掌握微机控制直流脉宽调速系统的设计方法和思想；3)掌握一般性系统的设计流程与调试技巧。

设计要求1)根据设计的技术要求，制定总体设计方案；2)绘制软件流程图——总图；3)绘制软件各模块流程图；4)编写源程序；5)上机用Emu8086软件调试程序；6)编写设计报告。

电气信息工程学院《微型计算机原理与接口技术》课程设计报告课题名称微机控制直流脉冲调速系统设计——硬件设计专业班级学生姓名学号指导教师一、摘要 (3)二、课程设计目的 (3)三、设计任务和要求 (3)四、设计意义 (4)五、设计原理 (5)1、系统设计原理 (5)5.1 8088最小总线系统 (5)5.2 内存单元 (8)5.3 8位模数转换接口电路 (9)5.4 8255控制显示电路 (11)5.4.1显示模块 (12)5.4.2报警模块 (13)5.5 电流检测模块 (13)5.6 光耦隔离开关 (14)六、硬件原理图及流程图 (15)6.1硬件原理图 (15)6.2系统软件实现流程图 (17)七、器件清单 (17)八、总结 (18)一、摘要本系统采用8088位处理器工作在最小方式系统下，采用8282、8286、8284构成了最小系统，形成总线逻辑。

采用2716和6264构成了4KB的ROM和16KB 的RAM。

在此基础之上，分别实现了一系列接口逻辑，包括采用0809实现对转速给定器和电流检测器的控制，采用光电耦合器实现直流电机的控制，采用8255实现电机的控制，并设计了报警和显示逻辑电路。

二、课程设计目的随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）已成为直流电机新的调速方式。

这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现。

本课程设计旨在使学生在学习了《微型计算机原理与接口技术》这门课程后，掌握微型计算机控制系统的组成原理,运用微型计算机控制技术进行系统设计,掌握用基本的微型计算机控制系统的软硬件设计方法，熟悉各种控制算法技术,通过对具体应用的课程设计使学生对所学知识有进一步的加深和了解，培养和提高学生的动手能力和实际应用能力。

直流电机调速系统设计报告题目：H桥&串口输出2016年3月一、设计任务设计并制作一套直流电机调速系统，主要包括两部分：主电路部分和以单片机为核心的控制电路部分。

要求设计、制作控制电路和主电路，实现如下功能：（1）通过码盘和光耦得到一系列脉冲，利用M法、T法或M/T法对这些脉冲在单片机中进行处理得到电机的转速，在液晶或数码管上进行显示；（2）DC/DC电路能够正常工作，通过旋钮或键盘设定转速，并能够通过电力电子电路输出合适的电压，使电机的转速达到设定转速。

（3）实验室提供24V直流电源为DC/DC电路供电，其余部分电源请利用220V市电自行设计。

数码管显示单元DC直流电源DC码盘和光耦驱动与保护电路单片机系统旋钮输入图1 系统总体框图二、硬件电路设计与制作2.1 显示部分电路设计使用计数器采集到电机转速后，需要用数码管进行显示。

我们组选择串口驱动数码管显示电路，74HC595芯片是一种串入并出的芯片，是8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻、关、断状态。

首先使用三极管构成驱动电路，驱动数码管。

采用单片机的P0.0-P0.2作为74HC595时钟信号与输入口，使数码管显示相应转速，具体实现电路如图1。

图1 显示电路原理图2.2 驱动部分电路设计驱动部分作为电机与单片机控制器的结合部分，是本次设计的主电路，需要完成DC/DC变化的功能。

单片机产生PWM波送给驱动芯片IR2110,2110通过驱动电路控制MOSFET开关改变加在直流电机上的电压，从而达到改变转速的目的。

单片机产生的PWM1和PWM2波形要相反，控制斩波电路的半桥互补通断。

电路设计图如图2所示。

图2 驱动电路原理图2.3 电源部分设计电源设计部分共分两个部分，一部分是IR2110的供电电压和所有芯片的供电电压，另一部分是USB口供电电部分，使用电脑供电，两部分电路通过拨码开关进行切换。

市电供电电源采用220V交流电变成15V交流电，经整流桥变成直流电，再经7815、7805稳压得到15V和5V直流电，分别给驱动和单片机系统供电。

章增裕12901308微机接口技术课程设计说明书课题名称：小直流电机调速实验学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化组员：章增裕叶宏路郑佳伟指导老师：赵骆伟孔敏王万强日期：2015 年5月31日章增裕12901308目录1．课程设计任务书 (1)2．说明书正文 (2)2.1 前言 (2)2.2 现状 (3)2.3 任务分析与方案设计 (3)2.4 系统电路原理图 (5)2.5 元器件参数选择及清单 (9)2.6 电路的调试 (9)3. 心得体会 (10)4. 参考文献 (11)5. 附录 (12)章增裕129013081．课程设计任务书1.1 任务要求在Dais 试验台基础上设计并调试一个外接电路，能够测量和显示所测量的值，并且具有一定得控制功能，变成并完成整个开发系统。

每组一题，分别由3-4 位同学合作完成。

1.2 主要技术要求1）实现电机的正反转控制2) 实现电机转速自动调节1.3 主要完成任务1、查找相关资料，确定课程设计方案；2、微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试；3、用protel2004 绘制微机最小系统配置原理图；4、用protel2004 绘制相关项目的接口原理图；5、编写有关项目的程序，并进行调试；6、按照相关项目内容要求，上机进行联调；7、编写课程设计报告。

1.4 提交成果1、课程设计说明书一份(电子文档和打印稿各一份)。

要求: 内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算准确。

所附电路图布局合理，清洗完备，图形和符号要规范。

2、所有原器件清单。

3、电路实体一套。

要求: 该电路实体必须是经过自己安装调试并达到性能指标要求的电路实体。

1.5 时间安排5 月25 日分组及分配课程设计任务,查找相关资料，初拟总体方案,分发参考资料、讨论确定总方案，上机熟悉Protel2004 软件。

5 月26 日完成微机最小系统配置原理图、相关项目接口电路,原理图及各项目接口；借领工具，、PCB 板及相关元器件。

直流电机调速系统课程设计指导书一、实验目的1、通过对KZ－D系统开环机械特性和闭环机械特性的实测及研究，加深对负反应控制的根本原理的理解。

2、掌握操作实际系统的方法和必要参数的测定方法。

3、研究系统各参数间的根本关系及各参数变化对系统的影响。

4、加深比照例积分调节器动态传输特性的认识，了解其在无静差自动控制系统中的作用。

5、通过实践掌握工程实践中常见的双闭环无静差调速系统参数设计计算和ST调试方法。

5 DD03-2电机导轨﹑测速发电机及转速表6 DJ13 直流复励发电机7 DJ15 直流并励电动机8 D42 滑线变阻器串联形式：0.41A，1.8kΩ并联形式：0.82A，900Ω9 数字存储示波器自备10 万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct，改变U g的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。

实验系统的组成原理图如图5-1所示。

图1-1 实验系统原理图四、实验容(1) 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R,电感值L,s K , 测定直流电动机电势常数C e 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M (2) 转速调节器的调试,电流调节器的调试(3) 设计调速系统。

调速指标为D =10，S <10%；测定系统开环机械特性和∆n nom ，判断能否满足调速指标；如果不能满足，可采用转速负反应；计算及整定比例调节器参数、反应系数；测定闭环系统的机械特性。

(4) 设计及调试双闭环无静差KZ －D 调速系统要求额定转速时S ≤2%，电流超调量σi %<5%，转速起动到额定转速时，超调量σn ed n %<10%，负载扰动恢复时间小于05.s ，电动机过载倍数λ=12.，电流反应系数A V 615.4=β。

摘要本次课程设计基于PWM技术实现了对小功率直流电机的转速调节。

以51系列单片机为控制核心，组成了包括转速调节、转速设置、转速测量和显示等功能的闭环调速系统。

为了实现对转速的灵活控制和高效节能，PWM控制方式配合L298N电机驱动芯片对小功率直流电机进行驱动和调速是较好的调速系统解决方案。

并在数码管上显示当前转速和设置的转速，将当前转速作为反馈信号与设置转速比较，以确定加速还是减速，直到两者相等后保持这个速度稳定运行。

随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

在本设计中编写了调速运算、测速、显示、键盘输入等子程序，充分发挥了直流电机的优良的调速性能。

各部分功能完整，构成了多功能自动化的闭环调速系统。

实测调速效果良好，测速精确，能迅速地调节转速到设定转速稳定运行。

该设计具有元件较少，结构简洁，维护方便，经济实用，和很好的适应性等特点。

关键词单片机；直流斩波；PWMAbstractThe curse design is about low-power DC motor speed regulation based on PWM technology. The MCS-51 series single-chip microcontroller, as the core component, is designated to take charge of the speed adjustment, setting, measurement and display which is necessary for a closed loop system. An excellent solution has been worked out by using PWM technology combined with L298N motor driver IC as a low-power DC motor driver, in order to achieve the flexible speed control and improve energy efficiency. Therein, DC chopper consist of the L298N which contains two H-bridge circuits, PWM signals and DC motors. The PWM signal’s Duty cycle is adjusted by the single-chip Micro-controller. The motor’s speed is measured by an infrared tube and an infrared receiver, and then the result of measurement is compared with the setting value. In this case, the speed can be increased or reduced according to the comparison until the two speeds above come to the same value. In this project, programming is very important to achieve these functions such as the speed regulation, measurement, display, and keyboard input. Bugs and logic faults are corrected when the development of system is finished. Based on the studying above, this system has been proved to be convenient to maintain and easy to operate with a few components and excellent adaptability.Key words MCU PWM Closed Loop Speed Control System DC Chopper目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2本课题研究方法和目标 (1)2调速系统原理 (2)2.2 直流调速主要技术介绍 (2)2.2.1 直流斩波器介绍 (2)2.2.2 PWM调速系统的优点 (3)3方案研究与主要芯片选择 (4)3.1总体方案原理及设计框图 (4)3.2 PWM产生方式 (4)3.3 电机驱动方式 (6)3.4 其他芯片选择 (6)4硬件电路设计 (7)4.1 主要芯片介绍 (7)4.2 电机驱动电路设计 (11)4.3 PWM信号产生电路设计 (12)4.4 电机转速测量电路设计 (13)4.5 显示电路设计 (13)4.6 电源电路设计 (14)4.7 总电路及设计 (15)5软件设计 (16)5.1 部分程序流程图 (16)5.2主要芯片编程操作方式 (16)5.3 部分主要程序功能说明 (17)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1课题背景及意义直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。

辽宁工业大学单片机与接口技术课程设计（论文）题目：小直流电机调速控制系统院（系）：专业班级：学号：学生：指导教师：教师职称：起止时间：2014-6-30至2014-7-11课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：目录第1章绪论 (1)第2章元器件的介绍 (2)2.1AT89C51单片机 (2)2.2ADC0809单片机 (4)2.3DAC0832单片机 (5)第3章方案设计 (7)3.1总设计方案 (7)3.2控制电路 (7)3.3最小系统与显示器 (8)3.3驱动电路 (8)3.4外部中断设置 (9)第4章程序代码 (10)第5章课程设计总结 (36)参考文献...................................................... (38)附录...................................................... .. (39)第1章绪论单片微型计算机的诞生是计算机发展史上的一个新的里程碑。

近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。

随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。

这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。

所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。

对直流电机调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。

本课程设计主要是通过对电位器的调节实现电机的加速、减速操作。

直流电机微型计算机速度控制系统的设计设计一个直流电机微型计算机速度控制系统涉及到电机的速度控制、传感器的输入和计算机的输出等多个方面。

下面是一个1200字以上的设计系统的示例：引言直流电机广泛应用于工业、家用电器、汽车等领域，而微型计算机则被广泛应用于控制系统中。

本文将设计一个直流电机微型计算机速度控制系统，通过传感器的反馈信号和计算机的输出来实现对电机速度的精确控制。

1.系统框架本系统的框架包括电机控制模块、传感器模块和微型计算机模块。

电机控制模块通过电机驱动电路控制电机的速度，传感器模块采集电机的转速信号，微型计算机模块负责接收传感器信号并输出电机的控制信号。

2.传感器选择与接口设计传感器用于检测电机的转速信号，常用的传感器有光电传感器、霍尔传感器等。

在本系统中，选择霍尔传感器，因其高精度、低成本、易安装等特点。

在电机旋转中，霍尔元件将会产生电压脉冲信号，通过输入电路将信号转化为计算机可接受的数字信号。

3.电机控制模块设计为了实现对电机的速度控制，电机控制模块需要具备以下功能：3.1电压调节功能：通过调整电压大小控制电机的输出功率，从而实现对速度的控制。

3.2内部电流控制：在电机启动和运行时，需要通过电流传感器实时监测电机的工作电流并进行控制，以保证电机运行的稳定性和安全性。

3.3速度反馈控制：通过传感器模块反馈的转速信号，实时调节电机的供电电压，使其达到所需控制速度。

4.微型计算机模块设计微型计算机模块负责接收传感器反馈的转速信号，并根据设定的速度范围进行计算和控制电机控制模块。

具体的设计包括以下几个方面：4.1采样和滤波：通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并进行滤波处理，以降低信号噪声和提高采样精度。

4.2速度控制算法：根据为电机设定的速度范围和输入的实时转速信号，进行误差计算并输出控制信号，以调节电机供电电压，使其保持在设定速度范围内运行。

4.3显示与操作：利用LCD显示屏和按键等外围设备，实现对设定速度的调节和显示转速等操作。

2014单片机课程设计单片机课程设计报告题目微型直流电机控制系统设计专业班级学号实现形式Proteus姓名分数指导老师学院名称电气信息学院目录1 绪论...................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 课题背景 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 课题要求 (1)2 方案论证 (2)2.1 系统组成 (2)2.2 单片机选型 (2)2.3 驱动方案论证 (2)2.4 监测方案论证 (4)2.5 人机接口方案 (5)3 硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统设计 (5)3.2 I/O分配 (6)3.3 驱动电路设计 (7)3.4 转速检测电路设计 (8)3.5 人机接口电路设计 (9)4 软件设计 .......................................................................................... 错误!未定义书签。

4.1 主程序流程 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

4.2 按键扫描子程序流程 ..................................................................... 错误!未定义书签。

5 问题与分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。

课程设计--直流电机调速控制系统设计指导教师评定成绩：审定成绩：**********课程设计报告设计题目：直流电机调速控制系统设计学校：********************学生姓名：**********专业：********************班级：***********学号：**************指导教师：*****************8设计时间：2013 年12 月目录引言 (3)一、直流电动机的工作原理 (4)二、直流电动机的结构 (5)三、直流电动机的分类 (6)四、电动机的机械特性 (7)五、他励直流电动机起动 (10)六、他励直流电动机的调速方法 (11)七、PWM调制电路 (14)八、H桥驱动电路 (14)九、直流电动机调速控制系统设计 (15)十、心得体会 (22)附录参考文献 (23)课程设计任务书 (23)引言现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。

直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。

改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。

《单片机原理及应用》课程设计报告书课题名称小直流电机调速控制系统姓名学号专业指导教师机电与控制工程学院年月日任务书设计题目：小直流电机调速控制系统设计任务及要求：用0809采样电位器的值，并在显示器上显示，将此信号作为方波占空比，用过0832输出经放大后控制电机转速。

为了获得可调的直流电压调制成大小，极性可变的直流电压作为电动机的电枢，实现系统的平滑调速，这种调速系统就称为直流脉宽调速系统。

为了再比较简单的运动控制中实现智能控制，因此设计了单片机控制直流调速系统。

目录1、绪论 (1)2、方案论证 (2)3、方案说明 (3)4、硬件方案设计 (5)5、软件方案设计 (12)6、调试 (16)7、结束语 (17)8、参考文献 (18)9、附录 (19)1.绪论单片微型计算机的诞生是计算机发展史上的一个新的里程碑。

近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。

随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。

这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。

所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。

对直流电机调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。

本课程设计主要是实现PWM调速器的正转、反转、加速、减速、停止等操作。

并实现电路的仿真。

为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89S52单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量。