基于PWM的按摩機(jī)傳動(dòng)控制電路設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于PWM的按摩機(jī)傳動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)作者系別專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化二九年三月二十一日摘要本設(shè)計(jì)在描述按摩機(jī)功能的基礎(chǔ)上，完成了一個(gè)基于PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速的按摩機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)技術(shù)和直流電機(jī)PWM調(diào)速技術(shù)為基礎(chǔ)提出了控制系統(tǒng)框架和具體設(shè)計(jì)技術(shù)方案，從硬件電路方面闡述了控制系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)，結(jié)合硬件提出軟件設(shè)計(jì)思想，利用匯編語言將之實(shí)現(xiàn)，并利用按鍵，蜂鳴器,氖燈，LED數(shù)碼管等外圍設(shè)備為用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和按摩功能。通過按鍵，用戶可以讓按摩機(jī)工作在最具舒適的按摩工作方式和振動(dòng)速度上；利用蜂鳴器來告警或提示按摩完成；利用氖燈顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)；利用LED數(shù)碼管顯示電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的PWM傳動(dòng)控制電路的軟硬件結(jié)合，PWM調(diào)制原理實(shí)現(xiàn)技術(shù)較復(fù)雜,硬件上利用MOSFET(金屬氧化半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)來實(shí)現(xiàn)，軟件上利用交流檢測結(jié)果,完成單片機(jī)定時(shí)器延時(shí)和查表功能。本設(shè)計(jì)不但結(jié)合了單片機(jī)開發(fā)技術(shù)，而且綜合運(yùn)用了直流電機(jī)PWM技術(shù)、交流檢測技術(shù)以及LED驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了按摩機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)交互。關(guān)鍵字：PWMMOSFET交流檢測技術(shù)LED驅(qū)動(dòng)與控制AbstractThedesign,indescribingthefoundationofmassagemachinefunction,completedaspreadtomoveandcontrolsystemelectriccircuit,whichbasedonPWM(PulseWidthModulated).WithtechniquesofSCM(SingleChipMicrocomputer)andPWMofDC(DirectCurrent)motor,thedesignputforwardthecontrolsystemframeandtheconcretedesigntechniqueprojectsatfirst.Thenelaboratedthetotalrealizationofthecontrolsystemfromthehardwareelectriccircuit.Next,combinedthehardwaretoputforwardthemindofsoftwaredesign,andmadeuseofAssemblylanguagecarryingoutit.Finally,madeuseoftheperipherals,suchasthekey,thebuzzer，theneonlampandtheLED(LightEmittingDiode)figurestube,providingtheserviceforthecustomer,andcarryoutthemassagefunctionandinteractionforboththemachineandtheperson.Thecustomercanletmassagemachineworkonthecomfortablemethodandvibrationspeedsbythekey；Makeuseofthebuzzerwarningorhintingthemassagehasfinished；Makeuseofneonlampshowsthecurrentworkappearance；AndusetheLEDfigurestubetomanifestationpresentspeedofmotor.ThedesignisasoftwareandhardwarescombinationthatbasedonthePWMofspreadtomoveandcontrolsystemelectriccircuit.ItsmorecomplicatedtocarryoutthetechniqueofPWM.Onthehardware,makeuseoftheMOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)carryingoutit；Onthesoftware,makeuseoftheresultofexchangesexamination,settingtheSCMpostponeandcheckingtheform.ThedesignnotonlyusedtechniqueofSCM,butalsosynthesizedthetechniqueofthePWMofDCmotor,thetechniqueofexchangesexaminationandthetechniqueofdriveandcontrolofLED,tocarryoutthecontrolsystemofmassagemachineandpersonsinteraction.Keywords:PWMMOSFETtechniqueofexchangesexaminationdriveandcontrolofLED目錄1概述.12按摩機(jī)控制系統(tǒng)框架設(shè)計(jì).83直流電機(jī)PWM調(diào)速控制原理.103.1直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式.113.2直流電機(jī)PWM調(diào)速原理與控制技術(shù).124按摩機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)方案.144.1系統(tǒng)電源設(shè)計(jì).144.2系統(tǒng)所選用單片機(jī)簡介.154.3系統(tǒng)單片機(jī)外部擴(kuò)展.164.4交流檢測電路.174.5電機(jī)控制方案.184.6LED的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng).185按摩機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).205.1電源電路.205.2復(fù)位電路.215.3電機(jī)和氖燈控制電路.215.4按鍵顯示部分電路.236按摩機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想.246.1電機(jī)控制設(shè)計(jì).246.2LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì).256.3交流檢測設(shè)計(jì).267按摩機(jī)控制系統(tǒng)軟件匯編實(shí)現(xiàn).277.1單片機(jī)端口與寄存器的初始化.277.2主程序代碼部分.297.3交流檢測模塊.307.4電動(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn).317.5數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊.32結(jié)束語.34致謝.錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn).36附錄匯編程序.錯(cuò)誤!未定義書簽。1概述以大規(guī)模集成電路為主的微型計(jì)算機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)（Singlechipmicrocomputer），簡稱單片機(jī)，又稱嵌入式微控制器（Embeddedmicrocontroller）。單片機(jī)具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，集成度高、體積小、可靠性高，控制功能強(qiáng)和低電壓、低功耗等特點(diǎn)，在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、智能接口、家用電器、兒童玩具、健身器材等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，隨著電子信息技術(shù)的飛躍，單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)顯得越來越重要，成為了一門重要的電子電氣技術(shù)學(xué)科，同時(shí)亦成為了新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)代社會發(fā)展越來越快，人們生活節(jié)奏也快，隨之而來工作壓力也越來越大。人們渴望休閑，渴望健康。于是當(dāng)前人們對健康非常關(guān)注和重視，而按摩對人體健康有特殊促進(jìn)功效。按摩機(jī)就是在這一背景下產(chǎn)生。為了滿足人們的需要和市場的需求，按摩機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)而設(shè)計(jì)一種簡易的按摩機(jī)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)基本按摩功能。本按摩機(jī)傳動(dòng)控制電路可實(shí)現(xiàn)市面上各類型按摩機(jī)的基本功能，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，體積不大，可滿足人體腰部，足部以及頸部的按摩需要。本按摩機(jī)控制系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，是基于PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)制原理的直流電機(jī)控制應(yīng)用方案。直流電機(jī)脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulated，PWM）調(diào)速技術(shù)最早產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代中期，用于不可逆，小功率的驅(qū)動(dòng)，例如天文望遠(yuǎn)鏡，自動(dòng)記錄儀表等。近10多年來，單片機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展以及寬調(diào)速永磁直流電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，促使PWM技術(shù)高速發(fā)展，并使電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的高度。本設(shè)計(jì)即利用了直流電機(jī)PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)調(diào)速控制，同時(shí)用到了LED驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)和交流檢測技術(shù)完成控制系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)功能。本按摩機(jī)利用單片機(jī)完成系統(tǒng)總體控制功能，并利用按鍵，蜂鳴器，發(fā)光二極管，氖燈和LED數(shù)碼管等外圍設(shè)備為用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)其按摩功能；通過按鍵，用戶可以讓按摩機(jī)工作在最具舒適的按摩工作方式和振動(dòng)速度上；利用蜂鳴器來告警或提示按摩完成；利用氖燈顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)；利LED數(shù)碼管顯示電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。本按摩機(jī)由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)形成振動(dòng)，而單片機(jī)可以通過控制振動(dòng)的方式和時(shí)間來按用戶的需要進(jìn)行按摩，其具體按摩功能描述如下：1.可以有十八檔速度速度進(jìn)行按摩，按摩機(jī)選用調(diào)速性能較好的直流電機(jī)，利用調(diào)速技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，共設(shè)18檔速度。2.可以提供四種獨(dú)特的按摩方式：1)定速按摩，此種方式最為簡單，是常見的按摩方式，在這種方式下，電機(jī)在某一速度檔保持恒定轉(zhuǎn)速，按摩機(jī)以均勻的振動(dòng)速度進(jìn)行按摩。2)快慢按摩，此種方式用戶可通過設(shè)定速度檔來改變按摩機(jī)振動(dòng)速度，但此種方式按摩機(jī)以快速和慢速振動(dòng)交替進(jìn)行。3)波浪感按摩，此種方式按摩速度從慢到快地連續(xù)變化，給用戶一種波浪從身體經(jīng)過的感覺，這種方式適合老人和兒