文档介绍：信息与控制工程学院硬件课程设计说明书
基于PWM直流电机测速调速电路设计
学生学号:
学生姓名:
专业班级:
指导教师:
职称:
起止日期:
硬件课程设计任务书
一、设计题目:基于PWM电机测速调速电路设计
二、设计目的
掌握电子设计的一般方法,掌握用单片机最小系统硬件的设计的方法;
掌握直流电机的工作原理,掌握转速测量的一般方法;
熟练掌握伟福编辑软件的使用方法,掌握C51程序的设计方法;
三、设计任务及要求
设计并实现一直流电机的测速调速电路。
直流电机的测速调速电路基本指标和设计要求:
设计并制作一直流电机的测速调速电路,速度范围在每秒1-20周;
通过键盘输入速度给定值,实现按给定值跟踪;
能够用LED七段数码管实时显示速度;
实现在给定的速度范围内进行速度调整;
主要元器件:
开关管、红外对管、51系列单片机、LED7段显示、键盘、其它。
四、设计时间及进度安排
设计时间共三周,具体安排如下表:
周安排
设计内容
设计时间
第一周
查阅相关资料,进行电路的原理设计并画出电路原理图。学习伟福编辑软件的使用方法。
~
第二周
进行电路的焊接制作、测试。进行软件编程并调试。
~
第三周
完成并提交硬件设计作品及硬件课程设计说明书,硬件课程设计答辩。
~
五、指导教师评语及学生成绩
指导教师评语:
年月日
成绩
指导教师(签字):
目录
硬件课程设计任务书 I
绪论 1
第1章直流电机测速调速电路概述 2
2
PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理 2
3
第2章硬件模块设计 4
单片机结构介绍 4
LED显示器接口原理 5
LED发光原理及显示器结构 5
LED显示的设计 6
键盘接口原理 6
键盘概述 6
7
7
电机驱动电路设计 7
电机测速电路设计 8
电源设计 10
10
线性稳压+5伏的电源设计 10
第3章软件设计 11
软件开发环境 11
电机驱动程序的设计 11
电机驱动程序动能 11
脉冲调制流程图 11
电机驱动程序 12
按键子程序的设计 13
13
按键子程序流程图 13
定时/计数器T1测速程序的设计 14
定时/计数器T1功能 14
计数器中断测试模块程序流程图 15
T1程序 15
第4章可靠性及抗干扰设计简介及测试出现的问题 18
18
系统电源的抗干扰设计 18
结论 20
参考文献 21
绪论
近年来,随着科技的进步,直流电机得到了越来越广泛的应用,直流电机具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速起动、制动和反转,为满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求,对直流电机调速提出了较高要求,改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足实际应用的要求,通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
本文阐述了利用硬件和软件相结合的方法来进行对电机的测速和调速,硬件方面以51系列单片机为核心,与驱动电路,测速电路,键盘和LED显示模块构成最小系统。其中LED采用动态显示方式,键盘采用查询方式实现。软件上通过用C语言编程产生PWM信号的输出,通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节,键盘、LED显示器的数据传输。通过以上的设计,就实现了通过键盘输入速度给定值,实现按给定值跟踪,由LED显示器显示,最后再由单片机输出PWM脉冲信号。通过测速电路把转速反馈给MCU,并把转速显示在LED显示器上。从而达到想要设定的转速。
软件部分,以C语言进行编写。经过测试,能够实现电机的测速与调速。这种设计方法的电路简单,具有操作简单、非常有使用前景和价值。
关键词:PWM LED 占空比
第1章直流电机测速调速电路概述
根据励磁方式不同,直流电机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。当分别改变U和R时,可以得到不同