基于單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

基于51單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：金印彬?qū)W生姓名：王丹學(xué)號(hào)：10010302班級(jí)：測(cè)控001基于51單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：金印彬1背景及意義直流電機(jī)脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation――簡(jiǎn)稱(chēng)PWM）調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生于７０年代中期。最早用于不可逆、小功率驅(qū)動(dòng)，例如自動(dòng)跟蹤天文望遠(yuǎn)鏡、自動(dòng)記錄儀表等。近十多年來(lái)，由于晶體管器件水平的提高及電路技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)又因出現(xiàn)了寬調(diào)速永磁直流電機(jī)，它們之間的結(jié)合促使PWM技術(shù)的高速發(fā)展，并使電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的高度。背景及意義直流電機(jī)脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthMo2設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)通過(guò)熟悉MCS-51單片機(jī)原理及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)并分析直流電機(jī)調(diào)速方法，最終采用proteus軟件設(shè)計(jì)電路并測(cè)試所達(dá)到的功能和技術(shù)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)中，采用了PWM技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)占空比的計(jì)算達(dá)到精確調(diào)速的目的。設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)通過(guò)熟悉MCS-51單片機(jī)原理及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)3基于51單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.直流電機(jī)的介紹2.51單片機(jī)及PWM的簡(jiǎn)介3.總體設(shè)計(jì)4.系統(tǒng)仿真5.總結(jié)基于51單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.直流電機(jī)的介紹4直流電機(jī)的介紹直流電動(dòng)機(jī)的工作原理電磁力定律。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將會(huì)受到力的作用，若磁場(chǎng)與載流導(dǎo)體互相垂直，作用在導(dǎo)體上的電磁力大小為：F=BLI力的方向用左手定則確定直流電機(jī)的介紹直流電動(dòng)機(jī)的工作原理5直流電機(jī)的介紹直流電機(jī)總體結(jié)構(gòu)可以分成兩大部分：靜止部分（稱(chēng)為定子）和旋轉(zhuǎn)部分（稱(chēng)為轉(zhuǎn)子）。定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙（稱(chēng)為空氣隙）。定子由定子鐵心、勵(lì)磁繞組、機(jī)殼、端蓋和電刷裝置等組成。直流電機(jī)的介紹直流電機(jī)總體結(jié)構(gòu)可以分成兩大部分：靜止部分（稱(chēng)651單片機(jī)及PWM的簡(jiǎn)介一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算器、控制器、數(shù)據(jù)（程序）存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口四大部分。在一個(gè)晶體芯片上集成了計(jì)算機(jī)的四大基本單位使之變成為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，稱(chēng)之為單片機(jī)。51單片機(jī)及PWM的簡(jiǎn)介一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算器、控制器、7單片機(jī)的主要特性AT89C51單片機(jī)有128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線(xiàn)、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路單片機(jī)的主要特性AT89C51單片機(jī)有128*8位內(nèi)部RAM851單片機(jī)及PWM的簡(jiǎn)介PWM的基本原理PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。51單片機(jī)及PWM的簡(jiǎn)介PWM的基本原理9總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖鍵盤(pán)AT89C51單片機(jī)積分電路電動(dòng)機(jī)示波器ADC0808調(diào)速端總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖鍵盤(pán)ADC0808調(diào)速端10總體設(shè)計(jì)電路仿真圖如下：總體設(shè)計(jì)電路仿真圖如下：11系統(tǒng)仿真由圖可以看出滑動(dòng)變阻器的值為66%即6600歐，占空比為63.6%，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為243r/min，電壓值為2.92V。系統(tǒng)仿真由圖可以看出滑動(dòng)變阻器的值為66%即6600歐，占空12系統(tǒng)仿真當(dāng)滑動(dòng)變阻器的值為80%即8000歐，占空比為81.8%，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為304r/min，電壓值為3.65V。系統(tǒng)仿真當(dāng)滑動(dòng)變阻器的值為80%即8000歐，占空比為81.13系統(tǒng)仿真當(dāng)滑動(dòng)變阻器的值為40%即4000歐，占空比為45.5%，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為173r/min，電壓值為2.08V系統(tǒng)仿真當(dāng)滑動(dòng)變阻器的值為40%即4000歐，占空比為45.14總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：據(jù)圖比較可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變占空比，占空比變大電機(jī)轉(zhuǎn)速變大，占空比變小電機(jī)轉(zhuǎn)速變小。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我的設(shè)計(jì)思路有了很大的提高，使我的分析與解決實(shí)際問(wèn)題能力以及動(dòng)手操作能力得到了很大的鞏固和提高！通過(guò)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),更熟悉的了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)思