毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的电动跑步机直流调速系统设计
基于AT89C51单片机的PWM直流调速系统
摘要本文基于对PWM控制技术和AT89C51单片机直流调速系统的研究，设计了应用于直流电动机的单片机控制的PWM电流转速双闭环直流调速系统，该系统能够实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制以及恒速调节。
论文以直流电机调速系统为控制对象，主要介绍了PWM控制技术的理论以及用单片机实现PWM 控制电机转速的基本原理，绘制出了系统的程序流程图，设计出了系统的硬件电路和软件电路，编写了KeilC51汇编语言，进行了Proteus软件的调试与仿真，仿真结果表明系统满足各项性能指标要求。
关键词：PWM技术；单片机；双闭环；直流电机；调速控制ABSTRACTBased on the study of PWM technology and DC governor system controlled by AT89C51 microprocessor control unit, that applied to DC motorspeed contml governor system which is controlled by microprocessor control unit is designed. This system can make motorspeed contml speed up or slow down or stop rapidly even rotate positively and negatively. One more thing is that DC motorspeed contml controlled by this system can adjust its rotate speed smoothly.The article mainly concentrates on the DC governor system. The theory of PWM technology and basic theory of system controlled by AT89C51 and PWM technology which adjusts the speed of DC motorspeed contml are introduced. The chat of process is drawn out, so as the circuits of system. The KeilC51 language is operated on the simulation platform debugging after it's written out. The consult indicates that the system meets all conditions which are needed.Keywords: PWM technology ；microprocessor control unit ；Double-loop ；DC motorspeed contml ；digital control目录1. 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1 概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 国内外发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.3 设计目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22. 直流调速系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1 直流电机的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2 直流电机的调速方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.3 H桥电机驱动的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83. 方案论证和选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.1 稳压电源的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 3.2 电机调速控制模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3.3 PWM调速工作方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3.4 PWM调脉宽方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.5 PWM软件实现方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94. 系统硬件电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.1 时钟电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.2 复位电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 4.3 稳压电源电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.4 信号输入电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124.5 电机PWM驱动模块的电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175. 系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.2 系统软件设计分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．196. 单片机系统综合调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 6.1 PROTEUS设计与仿真平台．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 6.2 PROTEUS设计与单片机传统开发过程比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 6.3 仿真结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32附录一程序清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23附录二硬件原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．391 绪论1.1 概况现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动[1]则可视为自动化电力拖动系统的简称。
基于单片机AT89C51控制的直流电机PWM调速控制系统课程设计报告
第一章:前言1.1前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
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，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，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现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的速度在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案1、系统的硬件电路设计与分析电动机PWM驱动模块的电路设计与实现具体电路见下图。
本电路采用的是基于PWM 原理的H型桥式驱动电路。
基于AT89C51单片机控制的无刷直流电机设计毕业论文
摘要随着科学技术的发展，现代工业的需要，无刷直流电动机迅速发展，取代传统电动机。
无刷直流电动机的效率高、精度准确、速度快，广泛应用于各种电噐领域。
本设计中的电动自行车的电机使用的是无刷直流电动机，控制噐选择AT89C51单片机，通过霍尔位置传感噐反映电机转子的位置的信息，单片机编写程序操控无刷直流电机。
分析系统中的无刷直流电动机、单片机、驱动芯片、数码管、键盘的功能以及工作原理。
讨论了无刷直流电动机的几种运行特性，得出相应结论。
根据无刷直流电动机的特性，采用PWM技术对电机进行调速，霍尔传感噐测量的转速通过单片机显示在数码管上。
通过技术分析，软件以及硬件设计，达到了预期的结果。
关键词：无刷直流电动机；单片机；霍尔位置传感噐AbstractWith the development of science and technology, should now industrial needs, brushless DC motor to develop rapidly to replace the traditional motor. Brushless DC motor with high efficiency, accurate accuracy, speed, widely used in a variety of electrical fields.The design of the electric bicycle motor is a brushless DC motor, select the AT89C51 microcontroller as a controller, capture the comparison level and Hall position sensor feedback signal, through the software programming control brushless DC motor. Analysis of the system in the brushless DC motor, microcontroller, driver chip, digital tube, keyboard function and working principle. The working characteristics of brushless DC motor are discussed. According to the characteristics of brushless DC motor, PWM motor is used to speed the motor. Hall sensor measurement speed through the microcontroller shown in the digital tube, by looking for information, hardware and software design, and ultimately to achieve the system requirements. Key words: brushless dc motor;the microcontroller;hall position sensor目录1前言 (2)2无刷直流电动机的介绍 (4)2.1无刷直流电动机的概念 (4)2.2无刷直流电动机的研究意义 (4)2.3无刷直流电动机以及有刷直流电动机的对比 (5)3无刷直流动电机的结构原理以及工作特性 (7)3.1无刷直流电动机的结构 (7)3.1.1电机本体 (7)3.1.2转子位置传感噐 (7)3.1.3电子换向噐 (8)3.2无刷直流电机的原理 (8)3.3无刷直流电动机的运行特性 (10)3.3.1机械特性 (10)3.3.2调节特性 (11)3.3.3工作特性 (12)4无刷直流电动机控制噐的选型与设计 (13)4.1无刷直流电动机控制噐设计 (13)4.1.1设计方案比较与选择 (13)4.1.2无刷直流电动机系统结构框图 (14)4.2控制噐的组成及原理 (15)4.3脉宽调制（PWM）技术 (15)5 AT89C51单片机的结构以及工作原理 (17)5.1 AT89C51单片机的硬件结构 (17)5.2 AT89C51单片机的引脚功能介绍 (18)5.3 AT89C51单片机的工作方式 (19)5.4 AT89C51单片机的最小应用系统 (21)5.5 AT89C51单片机的指令系统 (22)6硬件电路以及软件的设计 (23)6.1硬件电路设计 (23)6.1.1单片机与按键键盘电路设计 (23)6.1.2单片机与数码管的电路设计 (25)6.1.3逆変电路与驱动电路设计 (26)6.1.4限流保护电路 (29)6.2软件设计 (29)6.2.1控制噐软件设计 (29)6.2.2程序流程图 (31)7技术经济分析 (34)8结论 (35)致谢 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
利用单片机AT89C51控制步进电机毕业论文(论文)
利用单片机AT89C51控制步进电机毕业论文(论文)广州城建职业学院毕业设计题目利用单片机AT89C51控制步进电机所在系机电与信息工程学院专业班级 10应用电子技术班学生姓名罗 X X学生学号 1004080123指导老师李有兵广州城建职业学院教务处制利用单片机AT89C51控制步进电机10应用电子技术班罗汉友指导教师：李有兵摘要步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件，由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。
微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。
在当今社会的各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。
因此，设计出高精确度、实时监控、语音提示的步进电机具有重要的现实意义和实用价值。
本文介绍了单片机控制步进电机的系统。
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。
本文先介绍了混合式步进电机的结构和工作原理，分析了细分驱动对于改善步进电机运行性能的作用，设计主要采用控制电路主要由AT89C51单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、数码管显示电路组成，单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的介绍。
关键词AT89C51；步进电机；正反转目录第1章单片机控制系统概述 (3)1.1单片机系统概述 (3)1.2 AT89C51单片机概述 (4)第2章步进电机概述 (9)2.1 步进电机的基本介绍 (9)2.2 步进电机的特点及种类 (10)2.3 步进电机的选择 (11)第3章单片机编程软件概述 (12)3.1 Keil软件简介 (12)3.2 Keil工程项目建立 (12)3.3 C语言程序代码 (13)第4章硬件电路设计 (21)4.1电路设计构思 (21)4.2 硬件电路设计 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章单片机控制系统概述1.1单片机系统概述随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步，电路系统向着集成度极高的方向发展。
基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计
基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统设计步进电动机是一种运动精度高、控制方便的电动机。
在很多应用中，需要使用步进电动机进行精确的位置控制，因此设计一个基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统非常有意义。
本文将设计一个基于AT89C51单片机的步进电动机控制系统的原理、硬件电路和软件设计方案，并进行详细的说明。
1.原理步进电动机通过依次在不同的相上加电来实现精确的旋转运动。
控制步进电动机的主要原理是通过改变控制相的顺序和频率来控制电动机的转向和运动速度。
在本设计中，我们将使用四相步进电动机，即控制电动机旋转需要改变四个相的状态。
2.硬件电路设计硬件电路主要包括：电源电路、单片机模块、驱动模块和步进电动机模块。
（1）电源电路：为步进电动机和单片机提供适当的电源电压和电流。
（2）单片机模块：使用AT89C51单片机作为主控制器，通过引脚控制驱动模块的工作状态。
（3）驱动模块：用于驱动步进电动机，可选择使用L298N或ULN2003驱动芯片。
（4）步进电动机模块：包括四相步进电动机和相应的接线。
3.软件设计方案（1）初始化：设置单片机工作模式、引脚方向和初始状态。
（2）编写驱动程序：根据步进电动机的相序进行编写，并通过控制相的芯片来控制电机的转向和运动速度。
（3）编写控制程序：通过按键或外部信号触发，调用相应的驱动程序来实现步进电动机的控制。
（4）编写显示程序：通过液晶显示屏或LED灯等方式显示步进电动机的状态，方便用户了解电动机的运行情况。
4.系统功能和特点本控制系统具有以下功能和特点：（1）精确控制：通过改变相序和频率控制电动机的转向和运动速度，实现步进电动机的精确控制。
（2）高效稳定：采用AT89C51单片机作为主控制器，具有高效、稳定的运行特性。
（3）灵活可扩展：可以根据实际需求添加外部输入或输出模块，实现更多功能的扩展。
（4）易操作性：可以通过按键或外部信号触发，方便用户进行操作和控制。
运用AT89C51单片机对直流电动机转速的控制设计-大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料
摘要本次课程设计基于AT89C51单片机为核心，利用天皇教仪三合一实验箱。
应用PWM技术对直流电机的速度进行精确调节，并测量出电动机的转速，通过模数转换系统，使用LCD液晶显示器精确的显示电动机的转速。
本次课程设计的目的是更加熟练掌握单片机的工作原理及实际应用，特别是单片机的编程语言，数模转换系统，PWM调节脉冲及LCD液晶显示器的工作原理。
关键字：51单片机；转速控制；模数转换；LCD液晶显示；目录1前言 (1)2 硬件部分的设计 (2)2.1硬件设计总体思路 (2)2.2单片机控制直流电机部分的硬件设计 (4)3 各硬件部分的连接与接口 (15)3.1 单片机与直流电机接口部分 (15)3.2单片机与LCD显示模块通信接口部分 (17)3.2各部分硬件结合原理及构造 (18)4 软件程序设计 (19)4.1系统软件设计的总体概述 (19)4.2系统各部分软件设计的思路 (22)5 系统的调试与现象分析 (24)6课设总结 (26)参考文献 (27)附录Ⅰ (27)附录Ⅱ (33)1前言近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入。
在仪器仪表、家用电器和专用装备的智能化以及过程控制等方面,单片机都扮演着越来越重要的角色。
将单片机的应用引入实际科技实践必将对微电子控制技术的研究与实践注入强大活力。
本次设计研究的直流电机转速控制及转速的LCD显示实验装置即以单片机作为核心部件,它可完成对直流电机转速、方向的闭环控制，并应用LCD液晶显示装置显示出转速，本文重点论述该实验装置的硬件组成,软件设计以及控制方案的实施。
在早期，电子产品一般是纯硬件电路，没有使用单片机，电路复杂难以设计，也难以检查问题，随着微控制技术的不断完善和发展，集成芯片越来越多，单片机便出来了，换言之，单片机的应用是对传统控制技术的一场革命。
具有划时代的意义。
在电机控制方面也是靠人的感觉，没有侧速和侧距的概念，以前人机界面一般采用LED数码二极管，随着LCD液晶显示器的出现，人机界面更加人性化、智能化，它能显示数字、汉字和图象，控制LCD液晶显示器也很方便，电路设计也比较简单；加上单片机，组合实现的功能也比较强大，还可方便以后电路的升级与扩展。
(完整版)基于单片机的直流电机调速系统毕业设计论文
论文题目：基于单片机的直流电机调速系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。
另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到AD转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。
在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。
关键词：PWM信号，测速发电机，PI运算The Design of Direct Current Motor speedRegulation System Based On SCMChenliSchool of Information and EngineeringAbstractThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of D.C. motor. The result of the measurement is sent to AD converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and目录1. 引言 (1)1.1开发背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3研究方法 (2)2. 总体设计概述 (2)2.1总体硬件电路设计 (2)2.1.1系统总体设计框图 (2)2.1.2 8051单片机简介 (3)2.1.3单片机系统中所用其他芯片选型 (4)2.2PWM信号发生电路设计 (7)2.2.1 PWM的基本原理 (7)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (8)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (9)2.3功率放大驱动电路设计 (10)2.3.1芯片IR2110性能及特点 (10)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (11)2.4主电路设计 (11)2.4.1 延时保护电路 (11)2.4.2 主电路 (11)2.4.3 输出电压波形 (13)2.4.4系统总体电路图 (14)2.5测速发电机 (15)2.6滤波电路 (15)2.7AD转换 (15)2.7.1芯片选型 (15)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (16)3.系统软件部分的设计 (16)3.1PI 转速调节器原理图及参数计算 (16)3.2系统中的部分程序设计 (17)3.2.1主程序设计 (17)3.2.2 PI控制算法子程序设计 (18)4. 系统调试 (19)4.1软件调试 (19)4.2系统仿真 (20)结论 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1. 引言1.1开发背景现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。
基于AT89C51单片机步进电机控制系统的设计
总第170期2008年第8期 舰船电子工程S hi p E lectronic Engineering V ol .28N o .8 204 基于A T 89C 51单片机步进电机控制系统的设计3杨辉媛1) 杨红海2) 谭伟杰1)(湖南省吉首大学物理信息工程学院1) 吉首 416000)(湖南省张家界市慈利县第二职中2) 张家界 427200)摘 要 通过A T89C 51单片机及脉冲分配器(又称逻辑转换器)P MM 8713完成步进电机各种运行方式的控制。
实现步进电机在三拍、六拍工作方式下的正反转控制、无级调速控制等功能。
整个系统采用模块化设计,结构简单、可靠,通过人机交互接口可实现各功能设置,操作简单,易于掌握。
关键词 步进电机;单片机控制;A T89C51;P MM 8713中图分类号 T P368.1D esign of Control System for S tep M otor B ased on AT 89C 51Y ang H uiy uan 1) Yang H ong hai 2) T an W eijie1)(College of Physics Sc i ence and Infor m ati on E nginee ri ng,J ishou U niversity 1),J i shou 416000)(The S econd V oca tional SeniorM i ddle S chool ,C ili C ounty,Z hangji a jie C ity,H unan P rovi nce 2),Zhajjiajie 427200)A b s tra c t This system w hich se l ec ts the S i ngl e -chip co mpute r A T89C51and the pulse di v i der P MM 8713to control step m otor ’s each m ovem ent m ethod m ay rea lize the func tions such as turning i n its w orking m ode and changing it s speed w ith step less f requency conversion in three pa ts or six pa ts m ode .D ue to the m odular design of the ove rall system and the si m ply and reli 2able structure,the syst em has m any advantages such as good ext ensibility through m an -m achine interac tion,si m ple ope ration and easy to m aste r .Ke y w o rd s step m otor,single -chi p computer control ,A T89C51,P MM 8713C l a s s N um be r TP368.11 引言单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、放像机(V CD 、DV D 等)、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器械、条码扫描仪以及各种可控机械工具等等。
基于AT89C51控制的直流电动机双环调速系统
基于AT89C51控制的直流电动机双环调速系统
0 引言
进入20 世纪80 年代后，因为微电子技术的快速发展，电路的集成度越来越高，对运动控制系统产生了很重要的影响，运动控制系统的控制方式迅速向微机控制方向发展，并由硬件控制转向软件控制，智能化的软件控制将成为运动控制系统的一个发展趋势。
运动系统控制器的实现方式在数字控制中也在向硬件方式发展。
在软件方式中也是从运动系统的外环向内环，进而向接近电动机环路的更深层发展。
目前，运动系统的数字控制大都是采用硬件与软件相结合的控制方式，其中软件控制方式一般是利用微机实现的。
本文介绍了采用
AT89C51 作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节实现的全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统。
1 微机控制电动机双闭环调速系统原理框图
采用AT89C51 作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节都实现全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统结构原理框图如图1 所示，其内环是电流反馈及控制环，外环是电动机转速反馈及控制环，内环和外环的调节都是由AT89C51 单片微机软件完成数字PI 控制律的运算。
由图1 可知系统中设置的转速和电流两个调节器，为了获得良好的静、动态性能，两个调节器都采用PI 调节器。
这种双闭环调节器结构能恰当发挥电流截止负反馈和转速负反馈的作用。
再加上微机控制系统能采用高分辨率的数字触发器和高精度数字测速装置，可以更好地满足高性能工业传动的要求。
2 调速系统的硬件组成。
课程设计(论文)-基于AT89C51单片机的步进电机控制系统设计模板
摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
本次课程设计是用单片机来控制步进电机的定位和正反旋转。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
整个系统有89C51单片机控制系统，L298驱动电路，4*4的键盘控制电路，LED显示电路。
用89C51单片机控制两相四线步进电机，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲的相序来改变步进电机的转动方向，从而达到的控制正反转的目的。
本系统采用单片机AT89C51为中心器件来控制步进电机，系统实用性强。
关键字：单片机；步进电机；脉冲；步距角目录1 前言 (3)2 步进电机工作原理 (4)2.1两相步进电机结构 (4)2.2两相步进电机的原理 (4)2.3两相步进电机的供电方式 (5)3 硬件系统设计 (6)3.1系统总体设计框图 (6)3.2单片机系统 (6)3.3时钟信号控制电路 (7)3.4电源电路 (8)3.5驱动电路 (8)3.6显示电路 (9)3.7 4*4键盘电路 (9)4 软件系统设计 (10)4.1主程序流程图及源代码 (10)4.2扫描键盘流程图及源代码............... . (11)4.3 LED显示流程图及源代码 (12)5 开发系统简介.............................. . (14)5.1 W A VE6000编译器简介 (14)5.2 protues仿真平台简介 (14)6 仿真结果及分析 (16)7 课程设计总结 (19)附录 (20)1 前言本次课程设计是以步进电机控制和驱动为要求，用单片机来控制步进电机的定位和正反旋转圈数的显示。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
(完整版)基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统毕业设计论文
基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计摘要本文主要研究了利用Quick51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广泛等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用8051单片机自制了一个采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
还对直流电机的速度进行了测量和显示。
关键词：单片机、 PWM、调速、测速、显示系统目录摘要 (1)目录 (2)第一章概述 (3)1.1概述 (3)1.2 Quick51的技术简介和发展前景 (3)1.2.1 SmartSOPC与Quick51 (3)1.2.2 Quick51特性 (4)第二章总体方案设计 (5)2.1 8051单片机简介 (6)2.2 PWM信号发生电路设计 (12)2.2.1 PWM的基本原理 (12)2.3 128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (14)3.1传感器电路设计 (14)3.2 信号处理电路设计 (16)3.3存储器电路设计 (17)3.3.1 I2C总线概述 (17)3.3.2 存储器电路 (18)3.4 显示电路设计 (18)3.5 PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1系统软件总流程图 (20)4.2程序清单 (21)第五章结论与展望 (31)附录 (32)附一速度控制子程序 (32)附二电路图 (35)参考文献 (36)答辩问题 (37)第一章概述1.1概述本文主要研究了利用Quick51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
基于AT89C51单片机的直流电机控制系统的设计
摘要本文主要介绍了基于AT89C51单片机的直流电机控制系统的设计。
包括介绍直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法，这对于直流电机速度控制系统的实现提供了一个有效的途径。
本次毕业设计主要任务是完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括直流电机的驱动方式，直流电机的控制方式，单片机外围电路、键盘电路、驱动电路、显示电路等硬件设计及相应的驱动程序设计，设计出的控制系统应能够使直流电机实现正反转、加减速调节，并可从键盘输入进行相应工作模式的切换，用显示屏显示当前的状态，如速度、正反转等信息。
关键词：直流电机调速；单片机； PWM；LCD显示；AbstractThis article introduces the AT89C51 microcontroller based DC motor control system design. Including introduction of DC motor speed-related knowledge, as well as basic principle and implementing method of PWM speed control, For realization of DC motor speed control system provides an effective way. The graduation major task is to complete overall design of single-chip computer control system of DC motor, Including the dc motor drive mode, the control of dc motor, Microcontroller peripheral circuits, circuit, driving circuit of the keyboard, display, design of hardware such as circuit design and the corresponding driver, Design the control system should be able to achieve the reverse, speed regulation of DC motor and can be entered from the keyboard to the corresponding operating mode switch, the display shows the current status, such as speed, reverse and more.Keywords: single chip; PWM; DC motor speed; LCD display;目录1 绪论 (1)1.1 电机调速系统的发展概况 (1)1.2 论文题研究目的及意义 (1)1.3 论文主要研究内容 (2)2 直流电机的基本理论 (3)2.1直流电机的基本结构及调速原理 (3)2.1.1直流电机的基本结构 (3)2.1.2直流电机工作原理 (3)2.1.3直流电机的基本参数 (4)2.1.4直流电机调速原理 (4)2.2调速基本原理及其实现方法 (4)2.2.1调速基本原理 (6)2.2.2调速实现方法 (6)3系统硬件设计 (8)3.1设计要求 (8)3.2系统方案 (8)3.3直流电机驱动控制模块 (9)3.3.1直流电机驱动方式 (9)3.3.2驱动方案选择 (11)3.4直流电机的调速 (11)3.4.1 PWM极性选择 (12)3.4.2 PWM调脉宽工作方式 (12)3.4.3 PWM的软件实现 (12)3.5控制内容 (12)3.6系统模块分析与设计 (14)3.6.1单片机最小系统的设计 (14)3.6.2电源电路设计 (18)3.6.3直流电机驱动电路设计 (18)3.6.4显示模块设计 (21)3.6.5键盘电路设计 (22)3.6.6 元件选择与参数计算 (23)3.6.7 系统整体硬件电路 (24)3.7 设计所需部分器件 (26)3.8 技术路线 (26)3.9 应用软件的编制、调试 (27)4 系统软件设计 (28)4.1系统总体设软件设计思想 (28)4.2 系统各个模块软件设计 (29)4.2.1 产生PWM波的软件设计 (30)4.2.2 测量速度的软件设计 (31)4.2.3 电机转向的软件设计 (32)4.2.4 电机加减速的软件设计 (32)4.2.5 LCD显示的软件设计 (32)5 调试与仿真 (33)5.1 设计仿真原理图 (33)5.2 调试仿真问题解析 (36)6 结论与总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录（程序清单) (40)1 绪论1.1 电机调速系统的发展概况1964年H.stemmler和A.Schonung首先提出把PWM技术应用到电机传动中从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。
基于AT89C51单片机控制的双闭环直流调速系统设计毕业设计论文
基于AT89C51单片机控制的双闭环直流调速系统设计摘要随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义。
长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位。
本设计是基于单片机控制的PWM直流电机调速系统，系统以STC89C51单片机为核心，以130小直流电机为控制对象，以L298N为H桥驱动芯片实现电动机的转速反馈控制。
调节PWM占空比从而控制电机两端电压，以达到调速的目的。
用4*4键盘输入有关控制信号及参数，并在12864 LED上实时显示输入参数及动态转速。
系统的硬件设计部分包括按键模块、电动机驱动模块、STC89C51单片机系统、光电门测速模块、保护电路、供电电源和直流电机。
系统的软件部分包括键盘控制程序设计、显示程序设计、主控程序设计。
整个系统实现了单片机控制电机的启制动、正反转、速度调节的效果。
关键词：STC89C51单片机；直流电机；PWM；占空比AbstractWith the progress of the times and the development of science and technology, motor speed control system in the industrial and agricultural production, transportation and daily life plays an increasingly important role, therefore, the study of motor speed has a positive meaning. Long-term since, the DC motor is widely used in the control system, and has been in control field to dominate.The design is based on the single chip microcomputer control of PWM DC motor speed control system, the system uses STC89C51 single chip microcomputer as the core, with 130small DC motor as control object, with L298N H bridge driver chip to realize the motor speed feedback control. Regulation of the PWM duty cycle to control the motor voltage at both ends, so as to achieve the purpose of speed. With 4*4 keyboard input control signal and parameters, and in 12864LED real-time display input parameters and dynamic speed. System hardware design part comprises a key module, motor drive module, STC89C51 singlechip system, photoelectric door gun module, protection circuit, power supply and a DC motor. System software includes keyboard control program design, program design, main control program design. The entire system to achieve the single-chip microcomputer to control the motor start and brake, reverse, speed regulating effect.Keywords ：STC89C51 single chip microcomputer；DC motor；PWM；Duty ratio目录摘要 (I)Abstract (II)1引言 (1)1.1 直流调速系统概况 (1)1.2 设计目的和意义 (2)1.3 国内外发展现状 (3)1.4 设计要求和内容 (3)2直流调速原理分析与方案确定 (4)2.1 直流PWM调速系统原理分析 (4)2.2 方案论证和选择 (6)3 系统硬件设计 (10)3.1 按键控制模块 (10)3.2 电动机驱动模块 (11)3.4 STC89C51单片机系统 (16)3.5 光电门测速模块 (17)3.6 保护电路 (18)3.7 供电电源 (18)3.8 直流电动机的说明 (18)3.9 系统总体设计电路图 (19)4 系统软件设计 (21)4.1 键盘控制程序设计 (21)4.2 显示程序设计 (23)4.3 主控程序设计 (25)5 实物的直流调速实现与调试 (29)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1引言1.1 直流调速系统概况现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。
AT89C51单片机在直流电机闭环调速系统中的应用_韩志荣
第25卷 第1期2002年3月 华 东 地 质 学 院 学 报JO U RNA L OF EAST CHI NA G EO LOGI CA L IN ST IT UT E Vol .25 No .1M ar .2002收稿日期:2001-04-17作者简介:韩志荣(1977—),男,助教,研究方向为电子信息处理技术。
A T89C51单片机在直流电机闭环调速系统中的应用韩志荣, 黄乡生, 李跃忠(华东地质学院信息工程系, 江西抚州 344000)摘 要:推出一种以89C51单片机为核心的PWM 直流电机的调速系统。
该系统包括速度给定、速度显示、速度测量、速度控制。
关键词:PW M ;89C51;单片机;闭环控制系统;转速测量中图分类号:TP301.1 文献标识码:A 文章编号:1000-2251(2002)01-070-05 由硬件电路实现的直流电机PWM 调速系统,电路复杂,调整困难,可靠性不高,缺乏控制的灵活性。
借助单片微型计算机为核心的调速系统能够很好地解决这些问题。
本系统就是以AT89C51为核心所组成的闭环控制系统,能够实现速度预置,速度显示,并且能够对转速进行精确的测量。
测速是将固定在主轴上的光电编码盘产生的脉冲送外部中断,通过计数器进行计数,从而算出转速。
将这个转速与预置转速进行比较,得出差值。
89C51通过对这个差值进行PID 运算,得出控制增量,在P 0口送出控制系数,改变脉宽占空比,从而改变加在电机两端的有效电压,最终达到控制转速的目的。
1 系统硬件组成原理调速系统的硬件电路方框图如图1。
本系统核心为89C51,包括测速电路、速度设置和显示电路、PWM 波形发生电路以及PWM 功放电路。
图1 硬件组成原理Fig .1 The principle of hardware1.1 测速电路固定在直流电机主轴上的光电编码盘产生周期脉冲,经过脉冲整形电路后输入89C51的外部中断IN T1和IN T0。