大學(xué)論文基于單片機產(chǎn)生的PWM波對交流電機的調(diào)速系統(tǒng)課件

論文簡介引言系統(tǒng)的功能及組成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計軟件設(shè)計原理模擬仿真實驗結(jié)果分析論文簡介引言1論文研究背景在國內(nèi)外，脈寬調(diào)制技術(shù)在空間技術(shù)以及軍事工業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用。它滿足那些高精度、高速度控制系統(tǒng)的要求。近年來，脈寬調(diào)制技術(shù)在自動生產(chǎn)線、機床行業(yè)以及機器人等領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。論文研究背景在國內(nèi)外，脈寬調(diào)制技術(shù)在空間技術(shù)以及軍事工業(yè)中得2論文研究的目的和意義研究出一套需要用的功率元件少、開關(guān)頻率高、調(diào)速范圍寬、系統(tǒng)快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強的直流調(diào)速系統(tǒng)，可以在直流電機調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)廣泛應(yīng)用。論文研究的目的和意義3系統(tǒng)設(shè)計要求設(shè)計制成一套基于STC89C52單片機產(chǎn)生PWM波對直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，并且可以實現(xiàn)加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等五個功能。系統(tǒng)設(shè)計要求設(shè)計制成一套基于STC89C52單片機產(chǎn)生PWM4系統(tǒng)的任務(wù)分析以PWM波作為單片機輸出信號，通過驅(qū)動模塊對直流電機進行調(diào)速；首先經(jīng)仿真軟件進行模擬驗證；其次在硬件基礎(chǔ)上進行初調(diào)試；最后達到設(shè)計要求。系統(tǒng)的任務(wù)分析以PWM波作為單片機輸出信號，通過驅(qū)動模塊對直5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖6系統(tǒng)硬件電路設(shè)計最小系統(tǒng)設(shè)計電源系統(tǒng)設(shè)計電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計1602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計最小系統(tǒng)設(shè)計7最小系統(tǒng)設(shè)計功能：產(chǎn)生PWM波從而實現(xiàn)對電機的調(diào)速以及實現(xiàn)各子系統(tǒng)功能的配合。單片機選型時鐘電路復(fù)位電路電源接口電路模塊最小系統(tǒng)設(shè)計功能：產(chǎn)生PWM波從而實現(xiàn)對電機的調(diào)速以及實現(xiàn)各8電源系統(tǒng)設(shè)計功能：主要為單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、測速系統(tǒng)、1602液晶顯示系統(tǒng)供電，主要是提供5V直流電和12V直流電。橋式整流和濾波電路7805穩(wěn)壓電源電路

電源系統(tǒng)設(shè)計功能：主要為單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、測速系9電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計功能：使用單片機產(chǎn)生PWM波驅(qū)動驅(qū)動模塊，使電機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止等功能。直流電機的PWM控制原理驅(qū)動模塊的選擇

電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計功能：使用單片機產(chǎn)生PWM波驅(qū)動驅(qū)動模塊，使10驅(qū)動模塊選擇三極管組成的H橋驅(qū)動模塊L298N芯片驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊選擇三極管組成的H橋驅(qū)動模塊11三極管組成的H橋驅(qū)動模塊三極管組成的H橋驅(qū)動模塊12當(dāng)PWM1為低電平,通過對PWM2輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時導(dǎo)通Q5截止，從而實現(xiàn)電機正向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制；同理，當(dāng)PWM2為高電平,通過對PWM1輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時導(dǎo)通，Q6截止，從而實現(xiàn)電機反向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制。當(dāng)PWM1為低電平,通過對PWM2輸出占空比不同的矩形波使三13L298N芯片驅(qū)動模塊L298N芯片驅(qū)動模塊14大學(xué)論文基于單片機產(chǎn)生的PWM波對交流電機的調(diào)速系統(tǒng)課件15當(dāng)IN1輸入1、IN2輸入0、ENA輸入1時，此時與門1、4開，23關(guān)閉，電機正轉(zhuǎn)；當(dāng)IN1輸入0、IN2輸入1、ENA輸入1時，此時與門2、3開，23關(guān)閉，電機反轉(zhuǎn)；不難看出，只要當(dāng)EA輸入為0，不管IN1,IN2輸入什么狀態(tài)，此時電機都停止。當(dāng)IN1輸入1、IN2輸入0、ENA輸入1時，此時與門1、416紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計功能：對電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并且運用程序計算出電機實際轉(zhuǎn)速，并反饋到1602顯示出來。轉(zhuǎn)速測量原理檢測裝置安裝信號處理電路

紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計功能：對電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并且運用程序171602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計功能：顯示出實際速度值和此刻的占空比。1602芯片介紹液晶顯示效果1602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計功能：顯示出實際速度值和此刻的占空比18液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果19液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果20液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果21液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果22液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果23液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果24液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果25液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果26硬件電路硬件電路27硬件電路硬件電路28程序流程圖主程序流程圖PWM波發(fā)生模塊程序流程圖測速系統(tǒng)程序流程圖液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖程序流程圖主程序流程圖29主程序流程圖主程序流程圖30PWM波發(fā)生模塊程序流程圖

PWM波發(fā)生模塊程序流程圖

31測速系統(tǒng)程序流程圖

測速系統(tǒng)程序流程圖

32液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖33仿真波形分析仿真波形分析34占空比：100%速度：360r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為100%，電機此時端電壓即為電壓U，故電機轉(zhuǎn)速為360r/min。占空比：100%35仿真波形分析仿真波形分析36占空比：0%速度：0r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為0%，電機此時端電壓即為電壓0，根據(jù)電機平均轉(zhuǎn)速，故電機轉(zhuǎn)速為0r/min。占空比：0%37實際電路波形分析實際電路波形分析38占空比：100%速度：360r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為100%，電機此時端電壓即為電壓U，故電機轉(zhuǎn)速為360r/min。占空比：100%39實際電路波形分析實際電路波形分析40占空比：0%速度：0r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為0%，電機此時端電壓即為電壓0，根據(jù)電機平均轉(zhuǎn)速，故電機轉(zhuǎn)速為0r/min。占空比：0%41謝謝觀賞謝謝觀賞42論文簡介引言系統(tǒng)的功能及組成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計軟件設(shè)計原理模擬仿真實驗結(jié)果分析論文簡介引言43論文研究背景在國內(nèi)外，脈寬調(diào)制技術(shù)在空間技術(shù)以及軍事工業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用。它滿足那些高精度、高速度控制系統(tǒng)的要求。近年來，脈寬調(diào)制技術(shù)在自動生產(chǎn)線、機床行業(yè)以及機器人等領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。論文研究背景在國內(nèi)外，脈寬調(diào)制技術(shù)在空間技術(shù)以及軍事工業(yè)中得44論文研究的目的和意義研究出一套需要用的功率元件少、開關(guān)頻率高、調(diào)速范圍寬、系統(tǒng)快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強的直流調(diào)速系統(tǒng)，可以在直流電機調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)廣泛應(yīng)用。論文研究的目的和意義45系統(tǒng)設(shè)計要求設(shè)計制成一套基于STC89C52單片機產(chǎn)生PWM波對直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，并且可以實現(xiàn)加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等五個功能。系統(tǒng)設(shè)計要求設(shè)計制成一套基于STC89C52單片機產(chǎn)生PWM46系統(tǒng)的任務(wù)分析以PWM波作為單片機輸出信號，通過驅(qū)動模塊對直流電機進行調(diào)速；首先經(jīng)仿真軟件進行模擬驗證；其次在硬件基礎(chǔ)上進行初調(diào)試；最后達到設(shè)計要求。系統(tǒng)的任務(wù)分析以PWM波作為單片機輸出信號，通過驅(qū)動模塊對直47系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖48系統(tǒng)硬件電路設(shè)計最小系統(tǒng)設(shè)計電源系統(tǒng)設(shè)計電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計1602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計最小系統(tǒng)設(shè)計49最小系統(tǒng)設(shè)計功能：產(chǎn)生PWM波從而實現(xiàn)對電機的調(diào)速以及實現(xiàn)各子系統(tǒng)功能的配合。單片機選型時鐘電路復(fù)位電路電源接口電路模塊最小系統(tǒng)設(shè)計功能：產(chǎn)生PWM波從而實現(xiàn)對電機的調(diào)速以及實現(xiàn)各50電源系統(tǒng)設(shè)計功能：主要為單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、測速系統(tǒng)、1602液晶顯示系統(tǒng)供電，主要是提供5V直流電和12V直流電。橋式整流和濾波電路7805穩(wěn)壓電源電路

電源系統(tǒng)設(shè)計功能：主要為單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、測速系51電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計功能：使用單片機產(chǎn)生PWM波驅(qū)動驅(qū)動模塊，使電機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止等功能。直流電機的PWM控制原理驅(qū)動模塊的選擇

電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計功能：使用單片機產(chǎn)生PWM波驅(qū)動驅(qū)動模塊，使52驅(qū)動模塊選擇三極管組成的H橋驅(qū)動模塊L298N芯片驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊選擇三極管組成的H橋驅(qū)動模塊53三極管組成的H橋驅(qū)動模塊三極管組成的H橋驅(qū)動模塊54當(dāng)PWM1為低電平,通過對PWM2輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時導(dǎo)通Q5截止，從而實現(xiàn)電機正向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制；同理，當(dāng)PWM2為高電平,通過對PWM1輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時導(dǎo)通，Q6截止，從而實現(xiàn)電機反向轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)速的控制。當(dāng)PWM1為低電平,通過對PWM2輸出占空比不同的矩形波使三55L298N芯片驅(qū)動模塊L298N芯片驅(qū)動模塊56大學(xué)論文基于單片機產(chǎn)生的PWM波對交流電機的調(diào)速系統(tǒng)課件57當(dāng)IN1輸入1、IN2輸入0、ENA輸入1時，此時與門1、4開，23關(guān)閉，電機正轉(zhuǎn)；當(dāng)IN1輸入0、IN2輸入1、ENA輸入1時，此時與門2、3開，23關(guān)閉，電機反轉(zhuǎn)；不難看出，只要當(dāng)EA輸入為0，不管IN1,IN2輸入什么狀態(tài)，此時電機都停止。當(dāng)IN1輸入1、IN2輸入0、ENA輸入1時，此時與門1、458紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計功能：對電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并且運用程序計算出電機實際轉(zhuǎn)速，并反饋到1602顯示出來。轉(zhuǎn)速測量原理檢測裝置安裝信號處理電路

紅外對管測速系統(tǒng)設(shè)計功能：對電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并且運用程序591602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計功能：顯示出實際速度值和此刻的占空比。1602芯片介紹液晶顯示效果1602液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計功能：顯示出實際速度值和此刻的占空比60液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果61液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果62液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果63液晶仿真顯示效果液晶仿真顯示效果64液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果65液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果66液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果67液晶實物顯示效果液晶實物顯示效果68硬件電路硬件電路69硬件電路硬件電路70程序流程圖主程序流程圖PWM波發(fā)生模塊程序流程圖測速系統(tǒng)程序流程圖液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖程序流程圖主程序流程圖71主程序流程圖主程序流程圖72PWM波發(fā)生模塊程序流程圖

PWM波發(fā)生模塊程序流程圖

73測速系統(tǒng)程序流程圖

測速系統(tǒng)程序流程圖

74液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖液晶顯示系統(tǒng)程序流程圖75仿真波形分析仿真波形分析76占空比：100%速度：360r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為100%，電機此時端電壓即為電壓U，故電機轉(zhuǎn)速為360r/min。占空比：100%77仿真波形分析仿真波形分析78占空比：0%速度：0r/min原因分析：占空比是指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率，此時占空比為0%，電機此時端電壓即為電壓0，根據(jù)電機平均轉(zhuǎn)速，故電機轉(zhuǎn)速為0r/min。占空比：0%79實際電路波形分析實際電路波形分