发布时间 : 星期二 文章单片机控制的PWM直流电机调速系统设计毕业论文2-赵帅更新完毕开始阅读
毕业设计（论文）
（a） （b） 图2-1 PWM调速系统的工作原理电路及其波形
假设V1先导通T1秒，然后又关断T2秒，如此反复进行，可得到图2-1（b）的波形图，可以得到电机电枢端的平均电压Ua?T1TUd。如果??1，?可定义TT为占空比。假定输入电压Ud不变，?越大，则电机电压Ua就越大，反之也成立。所以改变?就可以达到调压的目的。
改变?有三种方法：第一种就是T1保持不变，使T2在0到∞之间变化，这叫定宽调频法；第二种就是T2不变，使T1在0到∞之间变化，这叫调宽调频法；第三种就是T保持一定，使T1在0到T间变化，这叫定频调宽法。本设计采用的是定频调宽法，电动机在运转时比较稳定，并且在产生PWM脉冲实现上更方便。
2.3 系统各模块方案
2.3.1 键盘的选择
键盘是计算机不可缺少的输入设备之一，是实现人机对话的纽带，借助键盘可以向计算机系统输入程序、置数、送操作命令、控制程序的执行走向等。在本设计中，使用者可通过键盘对电机进行启动和制动、正转和反转、加速和减速控制。
独立式键盘指直接用I/O接口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一根I/O接口线，每根I/O接口线的工作状态不会影响其它I/O接口线的工作状态。独立键盘如图2-2所示。独立式键盘按键电路配置灵活，软件结构简单，但是每个独立键盘都占用一个I/O接口，在按键数量较多时，浪费I/O接口，所以其只适用在按键数量不多的系统中。
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图2-2独立键盘图
本设计只需用到四个按键，独立式键盘不至于造成键盘浪费，所以采用独立式键盘。
2.3.2 显示方式
LED显示器是单片机应用系统中最常用的输出器件。它是由若干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED基本分为两种：七段和米段，本设计中使用的是七段LED数码管。这种显示器有共阴极和共阳极之分。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地。同理。共阳LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。如图2-3所示。
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。静态显示接口因为每一位数码恒定显示一位数据，亮度较高，而且编程简单。但当位数较多时，芯片多，电路繁杂，成本也高，因此只适宜位数较少的显示器；动态LED显示接口由于各个数码管共用一个段码输出口，分时轮流通电，从而简化了硬件电路，降低了成本。相比较而言，动态显示更节省硬件资源和I/O口，故经考虑选用动态显示方式。
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图2-3 LED的共阳极、共阴极接法
2.4 系统硬件组成
本设计的调速系统主要是由：单片机、驱动电路、直流电机、测速元件、接口电路、显示器、键盘等部分组成。硬件电路组成框图如图2-4所示：
独立 AT89S51 PWM控制 L298
键盘 单片机 LED显示 霍尔测 速元件 图2-4 直流电机调速系统硬件
直 流 电 机 本设计由单片机AT89S51接受键盘的信号并通过计算占空比产生出对应的PWM信号输出和控制信号输出，其中一路信号控制L298的使能和方向，一路PWM波形送L298控制直流电机的速度。在直流电机中安装霍尔开关传感器，把速度信号传送到AT89S51，AT89S51进行定时计数，计算出直流电机每分钟的转速，并送LED显示。
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第3章 硬件系统设计
本设计是基于单片机控制的PWM直流电机调速系统设计。本章将基于上一章为基础对硬件系统各部分作进一步分析，并且对硬件各部分电路加以呈现和分析。
3.1 AT89S51单片机特性及管脚说明
上一章在系统总体方案设计中已经对微控制器AT89S51简单介绍了，本节将在上一章的基础上对微控制器作详细地阐述。
1）ATMEL公司的AT89S51芯片具有以下特性：
●低功耗的闲置和掉电模式 ●指令集和芯片引脚与Intel公司的8051兼容；
●4KB片内在系统可编程Flash程序存储器；
●时钟频率为0～33MHz； ●128字节片内随机读写存储器（RAM）；
●32个可编程I/O引脚； ●2个16位定时/计数器； ●6个中断源，2级优先级； ●全双工串行通信接口；
图3-1 AT89S51引脚图
●监视定时器；
2）AT89SS51引脚功能介绍，AT89S51引脚如图3-1所示： ●Vcc：AT89S51电源正端输入，接+5V； ●Vss：电源接地端；
●XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端； ●XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端；
●RST/VPD：RST是复位信号，高电平有效，在此引脚上出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。RST的第二功能是备用电源VPD的输入端。
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