基于ARM9的直流电机控制系统的设计
基于arm的直流电机位置伺服系统设计
基于arm的直流电机位置伺服系统设计近年来，持续发展的自动化技术，使伺服系统在工业应用中发挥日益重要的作用。
伺服系统是研究计算机控制理论和实践技术的重要组成部分，是一种用于控制机械系统的有组织的系统。
它能完成各种机械系统的实时位置控制和位置定位任务，已经成为仪器仪表、机械设备、机床、工作台等机械系统智能化自动控制的标准配置。
在传统的伺服系统中，直流电机是相当常见的传动元件，由于其结构简单、可靠性高、体积小，目前在各种机械系统中得到了广泛的应用。
然而，直流电机在实现位置控制方面有一定的局限性，其位置参数很难精确控制。
因此，基于arm架构设计的直流电机位置伺服系统受到越来越多的关注，本文就该系统的设计进行研究。
第二部分：直流电机位置伺服系统的设计1、t系统构成基于arm架构的直流电机位置伺服系统一般由直流电机、ARM处理器和位置传感器三个部分组成，其中，ARM处理器是系统的核心，用于控制直流电机的运动控制，并与位置传感器进行信息交换，以精确控制直流电机的位置参数。
此外，系统还包括电路控制器和伺服控制器等元件，以支持对外围系统的控制。
2、t系统参数直流电机位置伺服系统的主要参数包括响应速度、控制精度、运行周期、跟踪精度、运行噪声和耗能等。
系统的响应速度是指系统在输出端口的变化反应到输入端口的时间；控制精度是指控制输出端口的位置与输入端口的精度，一般可达到0.001mm；运行周期是指伺服系统每次调整间隔时间，一般可达到5ms；跟踪精度是指系统能够准确跟踪指定位置参数的能力，一般可达到0.01mm；运行噪声较低，可达到40dBa；耗能较低，可满足居家应用需求。
3、t系统控制基于arm架构的直流电机位置伺服系统采用arm处理器进行控制，采用闭环控制原理，通过对传感器的实时监测，计算出合适的控制参数，以实时控制直流电机的位置。
在系统的控制算法中，一般采用基于PID（比例-积分-微分）的闭环控制原理。
从而，使得系统的控制反应迅速，实现对目标位置参数的精准控制。
基于ARM的直流电机伺服控制器的研制的开题报告
基于ARM的直流电机伺服控制器的研制的开题报告一、选题背景随着工业自动化的发展，伺服系统作为一种能够实现精确定位和速度控制的系统，在现代工业生产中得到了广泛应用。
直流电机伺服系统作为一种常用的伺服系统，在机械领域和自动控制领域中扮演着重要角色。
目前市面上常见的伺服控制器都是基于FPGA或DSP等硬件平台的，它们具有高速、高精度、强鲁棒性等特点，但成本较高。
而基于ARM的伺服控制器具有成本低、资源丰富、易上手等优点，可以在一定程度上满足小型直流电机伺服系统的要求。
因此，本研究选题基于ARM的直流电机伺服控制器的研制。
二、研究内容本论文旨在设计并实现一种基于ARM的直流电机伺服控制器。
具体任务包括以下几个方面：1. ARM系统搭建：搭建一套基于ARM的控制系统，包括开发板选型、外设配置、嵌入式操作系统选型等。
2. 直流电机驱动设计：设计一种能够控制直流电机转速和方向的驱动电路，实现电机的正反转、调速等功能。
3. 伺服控制算法研究：研究常见的PID控制算法，并结合ARM的应用特点进行优化，实现更加精准的电机转速控制。
4. 控制系统开发：将伺服控制算法移植到ARM系统中，并开发控制软件，实现对直流电机的伺服控制。
三、研究意义该研究的主要意义在于：1. 提高直流电机的运动控制精度：通过采用优化的PID算法和高速ARM处理器，可以提高伺服系统的精度和响应速度。
2. 降低伺服系统的成本：相对于常见的FPGA和DSP等高成本硬件平台，基于ARM的伺服控制器成本更低，更容易实现高性价比的控制系统。
3. 提升电机的稳定性和可靠性：伺服控制系统的应用能够克服直流电机在启动、变速和停止等过程中的绕组损伤与机械振动等问题，提高电机运行的稳定性和可靠性。
四、研究方法本研究采用基于ARM的开发板为平台，结合现代控制理论和嵌入式系统设计技术，通过软硬件结合的方法实现直流电机伺服控制器的设计和开发。
具体方法如下：1. 确定开发板型号和外设资源，搭建软硬件开发环境。
基于ARM9和Linux的机器人控制系统设计
基于ARM9和Linux的机器人控制系统设计引言现有智能机器人用直流电机作为驱动轮时一般都是用单片机或者高速的DSP等进行控制，而且同一机器人往往需用多个CPU来实现各自的功能，但随着对机器人的智能化要求越来越高，需要一种新的控制器(使用一个处理器)来满足机器人的各种行为要求，例如视频采集、无线通信。
本文介绍的利用ARM实现的智能机器人平台，为智能机器人的开发提供了一个新方法。
平台采用的ARM9是基于三星公司的S3C2410处理器，主频高达200 MHz，支持蓝牙、触摸屏以及USBHOST接口，可以传输高速图像。
嵌入式Linux系统是一个多用户操作系统，它允许多个用户同时访问系统而不会造成用户之间的相互干扰。
另外，Linux系统还支持真正的多用户编程，一个用户可以创建多个进程，并使各个进程协同工作来满足用户的需求。
Linux的引入使其他智能模块都以设备的形式存在，只有在用户需要的时候才调用相关设备驱动从而使数据融合更方便，运行多任务也更稳定。
利用ARM和嵌人式Linux 作为智能机器人平台具有很大的优势，但在国内还未发现用该平台开发智能机器人的系统。
本设计完成了对该系统驱动的初步编写，并通过实际验证，取得了良好效果。
1 驱动电路及测速方法1．1 总体结构及驱动电路系统的整体结构框图。
本设计采用的LMD18200的真值表如表1所列。
通过ARM的I／0口(例如D口的DO～3)来控制电机的工作状态。
1．2 测速方法 ARM没有捕获外部脉冲的计数器，它的定时器是用来计算内部脉冲的。
码盘输出信号接外部中断处理程序(EINTl)并设置上沿触发变量，在中断中设置一全局变量i，用i++累加。
设置定时器timer0，使它O．36 s产生1次内部定时器中断。
当一个定时器周期完成时引发定时器中断，在timer0中断中读出i的值，即得到O．36 s内码盘转动所产生的脉冲数；接着将i清零，为下一个定时器周期捕获脉冲作准备。
基于ARM的直流电机驱动程序设计
《嵌入式系统原理及应用》课程设计报告课程设计题目：基于ARM的直流电机驱动程序设计专业班级：通信工程2班姓名：李晨曦学号 : 631206040221指导教师：闫果完成日期 : 2015年7月1日一、系统设计要求(1）设计一个基于ARM系统的直流电机系统，要求实现电机的正转和反转功能，并且电机速度可调整。
(2）要求实现死区功能，即避免两个开关同时处于开启状态。
二、设计思路本设计中通过ARM引脚GPIO功能的输出控制方式，将数字信号输出到DAC 0832上，转换为模拟信号，作为直流电机的电压供给。
电机速度可调整是通过ARM引脚的GPIO功能来实现，将引脚设为输入控制方式连接两个按键，用程序检测两个按键输入的值，可检测到是要加速还是减速，然后通过对ARM输出量的调整，更改DA转换器的数字量，从而更改直流电机两端的电压值，实现加速减速。
死区功能的实现是通过程序，设定当检测到加速键被按下后，就不再检测减速键是否被按下，而是直接执行加速的调整方式，来避免检测到两个开关同时处于开启状态。
三、详细设计（一）芯片选型本设计中，硬件上ARM芯片选用LPC2106款。
再选用D/A转换集成芯片DAC 0832连接到ARM芯片上，芯片说明如下：（1）LPC 2106 芯片说明ARM7TDMI-S处理器，特性如下：128k字节片内Flash程序存储器，具有ISP和IAP功能。
Flash编程时间：1ms可编程512字节，扇区擦除或整片擦除只需400ms。
64/32/16K字节静态RAM（LPC2106/2105/2104），向量中断控制器，仿真跟踪模块，支持实时跟踪，RealMonitor模块支持实时调试。
标准ARM测试/调试接口，兼容现有工具，极小封装：TQFP48 (7×7mm2)，双UART，其中一个带有完全的调制解调器接口，I2C串行接口，SPI串行接口，两个定时器，分别具有4路捕获/比较通道，多达6路输出的PWM单元，实时时钟，看门狗定时器，通用I/O 口，CPU操作频率可达60MHz，双电源CPU操作电压范围：1.65V~1.95V(1.8V±8.3%) －I/O电压范围：3.0V~3.6V(3.3V±10%)两个低功耗模式：空闲和掉电。
基于ARM的直流电机PWM调速系统设计
基于ARM的直流电机PWM调速系统设计基于ARM的直流电机PWM调速系统设计摘要：本文主要探讨了基于ARM的直流电机PWM调速系统的设计方法和实现过程。
首先介绍了调速系统的基本原理和需求，然后详细讨论了ARM控制器的选择和配置，以及PWM调速算法的设计和实现。
最后，通过实验验证了该系统的性能和稳定性。
关键词：ARM；直流电机；PWM调速；系统设计；控制算法1. 引言直流电机的广泛应用使得其调速系统的设计成为工程领域中的热点问题。
PWM（Pulse Width Modulation）调速技术作为一种常用的调速方法，已经被广泛研究和应用。
而ARM （Advanced RISC Machines）控制器作为一种高性能、低功耗的处理器，具备较强的控制能力和灵活性，因此被广泛应用于各种控制系统中。
本文旨在基于ARM控制器，设计并实现一个可靠稳定的直流电机PWM调速系统。
2. 调速系统设计直流电机调速系统的基本原理是通过调整电机供电电压的大小和方向来控制转速。
PWM调速技术是一种通过改变输出脉冲宽度的方法，控制电机平均电压大小的技术。
通过控制PWM信号的占空比，可以实现电机转速的调节。
首先，需要选择合适的ARM控制器作为系统的核心处理器。
在选择控制器时，应考虑其计算能力、内存容量、通信接口等因素，并保证其能够满足系统的实时控制需求。
同时，需要对控制器进行相应的配置，包括时钟频率、中断控制等设置。
接下来，需要设计和实现PWM调速算法。
PWM调速算法的核心是根据控制信号生成PWM波形，以控制电机的转速。
常用的算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。
根据实际需求和系统性能要求，选择合适的调速算法，并在ARM控制器上进行算法的实现和调试。
3. 系统实现在ARM控制器上实现PWM调速系统需要进行硬件和软件的开发。
硬件开发主要包括电机驱动电路的设计和PCB布局。
电机驱动电路需要根据电机的额定电压和电流进行设计，同时需要包括过电流保护、电源滤波等功能。
基于ARM9和LM629的电机伺服控制系统设计
的软硬件设计方案 ， 系统具有使 用电子元 器件 少、 该 性能稳定、 实时性 高等特点 ， 并在很 大程度 上简化 了电机 伺服控制 系 统的软件、 硬件设计． 实验结果表 明 ， 系统具有 比较 高的精度和稳定性 ， 该 设计合理 、 可行．
关键词 ： Ｒ Ａ Ｍ９；Ｍ６ ９ ； 服 系统 ；Ｉ 控 制 Ｌ ２ 伺 ＰＤ
中图分类号 ： Ｐ ７ Βιβλιοθήκη Ｔ ２３文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： ６ ３—１０ （０ ０ ０ １７ ６ ３ ２ １ ）４—０５ — ３ ３ １ ０
伺服 系统 又 称 随动 系 统 ， 是指 目标 值 随 时 间变 化 的一类 自动控 制系统 ， 最简单 的控 制 目标 ， 是使 其 就 系统 的输 出 ｙ和 系 统 的 参 考 或 指 令 信 号 Ｒ 的差 值 （ Ｙ—Ｒ） 尽量 小． 服 系 统 在 现 代 生 产 生 活 中 无 处 不 伺
的运行 速度 和可靠 性 ．
以 Ｌ ２ 为伺 服控制 调节 器 ， Ｐ Ｍ６９作 以 ＷＭ 功放 电路 为
驱动器 ， 以光 电编码器为反馈元件来构成 电机伺服系
统 ． 中位 置 、 度 、 其 速 电流等 调 节器 的功 能都 由微处 理 器来 完成 ， 其速度反馈 由微处理器根 据位置 反馈量计 算
第 ６卷 第 ４期
２ ０年 １ 月 ０ｌ ０
沈 阳工 程 学院 学报 （ 自然科 学版 ） Ｊ ｕ ａ ｏ ｈ ｎ ａ ｇＩｓｔｔ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎａ ｒｌ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒｌ ｆ ｅ ｙ ｎ ｔｕ ｆ ｇｎｅｉ （ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ） ｎ Ｓ ｎｉ ｅ Ｅ ｎ ｕ ｅ
点．
Ｌ ２ 一 是 由 Ｎ ｔ ｎ ｌＳ ｍｉ ｎ ｕｔｒ公 司 生 产 Ｍ６ ９ ａｏ ａ ｅ ｃ ｄｃ ｉ ｏ ｏ
基于ARM9内核的智能控制系统设计
11 3 人机通道 系统中 , L CD 硬件我们选用 SHA RP 公司推出的分辨率
图 1 自动灌溉控制系统的结构框图 11 1 ARM 嵌入式处理器 S3C2410 X
系统采 用 基 于 A RM920 T ( A RM9 TDMI) 内 核 的 16/ 32 位 RISC 嵌入式微处理器 , 主要应用在高性价比和低功耗的场 合 。运行频率一般是 203 Hz 。他具有丰富的片上资源 : 16k 高 速缓存 (cache) ; 一个 L CD 控制器 (支持 STN 和 TF T 带有触 摸屏的液晶显示屏) ; SDRAM 控制器 ; 3 个通道的 UA R T ; 4 个通道的 DMA ; 4 个具有 PWM 功能的计时器和 1 个内部时
1 系统硬件设计
系统采用基于嵌入式操作系统μC/ OS - II 的 A RM 硬件平 台 , 以满足系统较高的实时性需求 , 方便了软硬件功能修改 、 扩充及升级等需求 , 缩短了开发周期 , 降低了研发成本[223] 。
智能灌溉控制系统的工作原理为系统启动后 , 自动运行状 态下 , ARM9 微处理器执行各个传感器的采样功能 , 并根据
键盘电路采用 HD7297 键盘专用芯片来进行键盘电路的设 计 。HD7297 是一个具有串行接口的智能驱动芯片 。该芯片同 时还可连接多达 64 个键的键盘矩阵 , 内部含有去抖电路 。当 有键按下时 , 键值自动保存在寄存器中 , 通过读取该寄存器 , 就可获得键盘键号 , 避免了传统的键盘扫描和计算键值等软 件 , 方便程序编写 。HD7297 与 S3C2410X 的连接非常简单 , 只 要 把 以 下 4 根 线 : CS , CL K , DA TA , KE Y 连 接 到 S3C2410X 的 GPIO 即可 。 11 4 其它基本功能模块
基于ARM9的DCS控制器(存储器及UART驱动)设计论文
毕业论文题目：基于ARM9的DCS控制器（存储器及U ART驱动）设计论文院（系）计算机科学与信息工程学院专业年级学生姓名学号指导教师职称日期摘要本设计主要………………….。
关键字：ABSTRACTThe temperature of blowing motor is measuring in this paper……. Keywords: Blowing Motor; Monitoring; Temperature目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (3)1.1 DCS系统研究现状 (3)1.2 DCS应用与发展趋势 (3)1.3 本课题目的与意义 (4)1.4 本课题主要任务 (4)第2章ARM9处理器 (5)2.1 LPC3250原理与结构 (5)2.2 存储器类型 (11)2.3 WinCE6介绍…………………………………………… .16第3章存储器与UART硬件设计 (20)3.1 LPC3250处理器存储器及UART资源 (20)3.2 DCS控制器对存储器与UART需求 (24)3.3 原理图设计 (21)3.4 PCB设计 (26)第4章存储器驱动软件设计 (28)4.1 LPC3250之NANDFLASH结构 (28)4.2 LPC3250之NORFLASH结构 (31)4.3 LPC3250之SRAM结构 (31)4.4 LPC3250之SDRAM结构 (31)4.5 存储器驱动程序设计 (34)4.5.1 地址映射 (34)4.5.2 程序设计 (34)第5章UART驱动软件设计 (28)5.1 LPC3250之UART结构 (28)5.2 UART驱动程序设计 (28)5.2.1 UART地址映射 (28)5.2.2 UART程序设计 (28)第6章实验 (40)6.1 存储器测试程序设计 (40)6.2UART测试程序设计 (41)6.3实验结论 (41)第7章总结 (45)致谢 (45)参考文献 (45)第3章存储器与UART硬件设计LPC3250与外部存储器之间接口及架构如图3.1所示。
基于ARM的直流电机调速系统的设计与开发共3篇
基于ARM的直流电机调速系统的设计与开发共3篇基于ARM的直流电机调速系统的设计与开发1基于ARM的直流电机调速系统的设计与开发直流电机具有速度可调、响应快等特点，在机械应用中得到广泛应用。
为了更好地控制直流电机的转速和方向，需要设计一种高效的调速系统。
本文基于ARM嵌入式系统，设计了一种直流电机调速系统，并对其进行了测试和分析。
一、调速系统原理调速系统的基本原理是根据反馈信号调整输出，将输出控制在设定值附近。
直流电机调速系统的主要组成部分包括电机、传感器、控制电路和执行器。
其中，电机掌握着动力输出，传感器感知并返回转速信号，控制电路解析反馈信号并将处理结果输送给执行器，执行器输出实际控制信号驱动电机工作。
二、系统设计1. 硬件设计(1) 传感器本设计采用轴承式光电编码器作为传感器，它能够直接感知电机追加的转速信息。
该编码器的特点是稳定性好、量程较大、响应速度快。
(2) 嵌入式控制器基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103C8T6单片机作为嵌入式控制器。
此外，还需要使用稳压模块对供电电压进行稳定，并对PWM模块进行硬件连接，以输出控制信号。
(3) 驱动电路使用L293D电机驱动芯片，它可以提供高电流输出、具有较好的防反流电路，可以有效延长电机寿命。
2. 软件设计(1) 底层驱动程序底层驱动程序主要负责实现IO口的初始化、编码器的读取、PWM输出及其他驱动功能等。
(2) 控制算法使用PID算法实现直流电机调速。
PID（比例-积分-微分）控制算法，通过对偏差的比例、积分和微分来拟合输出，并根据设定值和反馈值之间的误差调整PWM占空比。
(3) 上位机程序使用C#编写上位机程序，通过串口通信实现对系统的远程控制，用户可以通过上位机对电机的转速进行设定。
三、系统测试在测试期间，通过调整设定值来测试系统的性能。
测试结果表明，该系统的调速精度可以达到±5%左右，转速稳定。
同时，系统稳定性和响应速度都非常优秀。
基于ARM的直流电机转速控制系统
本科生毕业论文(设计)题目：基于ARM的直流电机转速控制系统学生姓名：何XX学号：************专业班级：通信工程10102班指导教师： XXX摘要目前，基于ARM技术的嵌入式系统几乎已经深入应用到各个领域，是当今32位嵌入式系统应用的主流。
ARM在工业控制领域的应用也受到越来越多的关注。
本课题设计了一个基于ARM的嵌入式直流电机转速监控系统。
该系统使用PHILIPS 公司的以ARM7为内核的LPC2124芯片作为控制核心，配置相应的外设及接口电路，运用性能价格比较好的集成电机控制芯片L298作为直流电动机的PWM驱动器件；采用光电编码器实现对转速信号的采集；采用LPC2124内部集成定时器的捕获功能对编码器生成的脉冲序列信号进行测量；采用74LS74作为鉴相器而识别电动机实时转向；采用单闭环PI 控制调节转速；采用LCD12864系列显示屏即时显示电动机的转动信息；采用4×4矩阵键盘对转速及转向进行设置和控制。
系统软件主要使用C语言编写，遵循模块化设计的原则，编写了转速的测量、转速的PWM驱动、转速的PI调节、转速的显示、键盘输入等程序模块，程序代码具有良好的易维护性和可移植性。
最后使用Proteus ISIS仿真工具对系统仿真，并在仿真平台上对系统性能进行测试与分析。
本系统的设计精度可以满足一般工业控制的要求，能够应用到实际的生产生活中，满足现代化生产的需要。
而且能够防止用户的误操作，增强了系统运行的安全性和稳定性，具有一定的实用性和较高的社会推广价值。
关键词：ARM；嵌入式系统；直流电机转速控制；LPC2124ABSTRACTAt present, the embedded system that based on the ARM technology almost has been used on each field, and this technology is the mainstream of current 32 bits embedded system. Applications of ARM in the field of industrial control have also been attracted more and more attention.This article designed an embedded system of DC motor speed control which based on ARM. This system take the ARM7TDMI-S core to the PHILIPS’LPC2124 chip as the control core, configured corresponding outside to suppose and the interface electric circuit, uses the integrated motor controller L298 as the PWM driven device which with high performance price ratio; uses the photoelectric encoder to achieve the speed signal acquisition; uses the capture of integrated timer internal LPC2124 to measure the pulse sequences which generated by encoder; uses the 74LS74 as a phase detector to real-time identify the direction; uses the LCD12864 screen to real-time display the information of the motor rotation; uses the 4 ×4 matrix keyboard to set and control the speed and direction. The software of this system written in C programming language mainly, follow the principles of modular design, including the speed measurement, speed PWM drive, speed PI-conditioning, speed display, keyboard input, and other procedures module. The code has easy maintenance and great probability. Finally, uses the Proteus ISIS simulation tool to implement the emulation of this system, then test and analysis the system’s performance on the simulation platform.The accuracy of the system can satisfy the general demand of general industrial control, and can be applied to the actual production and living, satisfy the requirement of modern production, prevent the wrong operation of users, improve the safety and stability of the system, have the certain usability and a higher social promoting value.Key Words: ARM; embedded systems; speed control for DC motor; LPC2124第1章绪论 (9)1.1 课题引入 (9)1.2 本课题研究背景和意义 (10)1.3 本课题的主要任务及工作 (10)1.4 嵌入式系统概述 (11)1.4.1 ARM的概念; (11)1.4.2 ARM特点： (11)1.4.3 ARM的指令结构 (12)第2章系统的总体方案设计 (13)2.1 系统分析 (13)2.1.1 系统功能分析 (13)2.1.2 系统原理结构 (13)2.1.3 技术方案可行性研究 (14)2.2 系统硬件体系结构设计 (15)2.2.1 嵌入式系统的硬件 (15)2.2.2 系统硬件体系结构 (16)2.2.3 核心控制电路 (16)2.2.4 电动机接口电路 (16)2.2.5 用户接口电路 (16)2.3 系统软件体系结构设计 (17)2.3.1 嵌入式系统的软件 (17)2.3.2 系统软件体系结构设计 (17)2.3.3 后台程序组成 (18)2.3.4 前台程序组成 (18)2.4 本章小结 (18)第3章系统硬件的详细设计 (19)3.1 微控制器电路 (19)3.1.1 ARM微处理器介绍 (19)3.1.2 ARM寄存器 (21)3.1.3 ARM微处理器的选型 (22)3.2 PWM电动机驱动电路 (23)3.2.1 PWM基本原理 (23)3.2.2 PWM调速控制系统介绍 (24)3.2.3 PWM控制电路 (25)3.2.4 PWM驱动电路 (27)3.3 转速检测电路 (29)3.3.1 光电编码器介绍及选择 (29)3.3.2 转速检测电路 (30)3.3.3 转向识别电路 (30)3.4 LCD显示电路 (32)3.5 键盘电路 (33)3.6 本章小结 (33)第4章系统软件的详细设计 (34)4.1 ADS1.2集成开发环境简介 (34)4.2 系统启动流程 (35)4.3 主程序模块 (35)4.4 转速检测模块 (36)4.4.1 转速测量原理 (36)4.4.2 转速检测程序 (37)4.5 PWM驱动模块 (39)4.5.1 PWM方案选择 (39)4.5.2 PWM初始化子程序 (39)4.5.3 PWM脉宽控制子程序 (40)4.6 液晶显示模块 (42)4.7 键盘扫描模块 (43)4.8 本章小结 (44)第5章系统的仿真 (45)5.1 Proteus ISIS介绍 (45)5.1.1 Proteus ISIS的特点 (45)5.2 系统电路仿真图设计 (45)5.3 各子系统仿真设计 (46)5.3.1 转速检测电路仿真 (46)5.3.2 电机驱动电路仿真 (47)5.3.3 键盘输入仿真 (47)5.4 系统仿真的运行流程 (48)第1章绪论 (9)1.1 课题引入 (9)1.2 本课题研究背景和意义 (10)1.3 本课题的主要任务及工作 (10)1.4 嵌入式系统概述 (11)1.4.1 ARM的概念; (11)1.4.2 ARM特点： (11)1.4.3 ARM的指令结构 (12)第2章系统的总体方案设计 (13)2.1 系统分析 (13)2.1.1 系统功能分析 (13)2.1.2 系统原理结构 (13)2.1.3 技术方案可行性研究 (14)2.2 系统硬件体系结构设计 (15)2.2.1 嵌入式系统的硬件 (15)2.2.2 系统硬件体系结构 (16)2.2.3 核心控制电路 (16)2.2.4 电动机接口电路 (16)2.2.5 用户接口电路 (16)2.3 系统软件体系结构设计 (17)2.3.1 嵌入式系统的软件 (17)2.3.2 系统软件体系结构设计 (17)2.3.3 后台程序组成 (18)2.3.4 前台程序组成 (18)2.4 本章小结 (18)第3章系统硬件的详细设计 (19)3.1 微控制器电路 (19)3.1.1 ARM微处理器介绍 (19)3.1.2 ARM寄存器 (21)3.1.3 ARM微处理器的选型 (22)3.2 PWM电动机驱动电路 (23)3.2.1 PWM基本原理 (23)3.2.2 PWM调速控制系统介绍 (24)3.2.3 PWM控制电路 (25)3.2.4 PWM驱动电路 (27)3.3 转速检测电路 (29)3.3.1 光电编码器介绍及选择 (29)3.3.2 转速检测电路 (30)3.3.3 转向识别电路 (30)3.4 LCD显示电路 (32)3.5 键盘电路 (33)3.6 本章小结 (33)第4章系统软件的详细设计 (34)4.1 ADS1.2集成开发环境简介 (34)4.2 系统启动流程 (35)4.3 主程序模块 (35)4.4 转速检测模块 (36)4.4.1 转速测量原理 (36)4.4.2 转速检测程序 (37)4.5 PWM驱动模块 (39)4.5.1 PWM方案选择 (39)4.5.2 PWM初始化子程序 (39)4.5.3 PWM脉宽控制子程序 (40)4.6 液晶显示模块 (42)4.7 键盘扫描模块 (43)4.8 本章小结 (44)第5章系统的仿真 (45)5.1 Proteus ISIS介绍 (45)5.1.1 Proteus ISIS的特点 (45)5.2 系统电路仿真图设计 (45)5.3 各子系统仿真设计 (46)5.3.1 转速检测电路仿真 (46)5.3.2 电机驱动电路仿真 (47)5.3.3 键盘输入仿真 (47)5.4 系统仿真的运行流程 (48)第1章绪论1.1课题引入ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
基于ARM9的直流电机控制系统的设计
基于ARM9的直流电机控制系统的设计沈阳航空航天大学2010年6月摘要随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，直流电机调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。
而作为控制核心的各种单片机芯片也在不断的更新发展，其功能越来越强大。
随着人们对其要求的提高，直流电机控制系统的调速方法也相应的产生了PWM（脉宽调制技术），其控制芯片也由原来常用的51单片机系列升华为ARM系列的控制实验板。
本设计基于ARM9开发板的直流电机控制系统的调速，以显示ARM开发板的独特功能，利用脉宽调制技术，调节占空比以达到调节转速的目的，将测得的数据传给上位机后进行观测。
设计大体上分为硬件设计和软件设计两部分，硬件部分包括驱动模块，控制模块，数据检测模块以及通信模块，软件部分包括程序设计，两大部分实现了对电机转速的监测和控制，更好的确保了设计的准确性。
通过合理的选择和设计提高了直流电机控制系统调速的技术，学习和研究新型控制芯片，使设计达到了较为理想的控制效果是本设计的宗旨。
关键词：ARM9开发板；PWM技术；PID调节功能AbstractAlong with the rapid development of Chinese economy, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology is rapidly developing, dc motor control technology has entered a new era, the more and more wide application. As the core of MCU control chip are constantly updated development, its function and more powerful.As for the people, the control system of dc motor control method and the corresponding produce the pulse width modulation (PWM) and its control chip technology is used by the original sublimated 51-series microcomputer series of control board ARM series. The design is based on ARM9 development board of the control system of dc motor speed, in order to show the ARM development board, using the unique function of PWM technology, SHCH adjustment in order to achieve the goal, will adjust speed measurement data to PC and software it. General design of hardware design and software design is divided into two parts, hardware part includes driver module, control module, data communication module, and the software module includes programming module, two most of the monitoring and control motor speed, better ensure the accuracy of the design.Through the reasonable selection and design of dc motor control system to improve the speed of technology, learning and research, new control chip design to the ideal control effect is the design purpose.Keywords: ARM9 Board; PWM;PID Adjustment Function目录1绪论 01.1毕业设计立题意义 01.2研究内容及目标 (2)1.3 毕业设计内容分析 (2)2总体方案设计 (3)2.1直流电机控制系统的总体设计思想 (3)2.2硬件部分设计 (4)2.3软件部分设计 (4)3硬件设计方案 (5)3.1 ARM9开发板简介 (5)3.2 驱动模块设计 (6)3.2.1 S3C2440芯片简介 (6)3.2.2 SPGT62C19B电机控制模组简介 (7)3.3数据检测模块设计 (9)3.3.1 PWM技术简介 (9)3.3.2直流电机电枢PWM调压调速原理 (9)3.3.3直流电机调速系统的整体结构 (10)3.3.4 ARM的脉宽调制PWM描述 (10)3.4控制模块设计 (11)3.5 通信模块设计 (13)3.5.1 RS232的串口通信接线 (13)3.5.2 串口通信 (14)4软件方案设计 (16)4.1 系统软件设计步骤 (16)4.2 编程环境设置 (18)4.3 程序设计 (19)4.3.1系统初始化 (19)4.3.2中断子程序设计 (20)4.3.3 PWM调速程序设计 (21)4.3.4 串口通信程序设计 (22)5直流电机控制系统综合调试与分析 (24)5.1 硬件电路调试 (24)5.2 利用H-JTAG调试程序 (25)5.3系统联调结果与分析 (26)结论 (28)社会经济效益分析 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录ⅠS3C2440A芯片原理图 (32)附录Ⅱ程序清单 (33)1绪论随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，直流电机调速技术已经进入一个崭新的时代。
基于ARM9的直流电机PID控制实验系统
基于ARM9的直流电机PID控制实验系统
刘远东;刘林;张瑞秋
【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】讲述了以S3C2440A为核心处理器,L298N作为电机驱动的直流电机控制系统,编程实现对电机速度的检测,并用PID算法实现速度的闭环控制.通过在此系统上做实验,可使得学生亲身实践PID控制电机的具体过程.
【总页数】3页(P88-90)
【作者】刘远东;刘林;张瑞秋
【作者单位】华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510641;华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510641;华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510641【正文语种】中文
【中图分类】TP391
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基于ARM的无刷直流电机控制系统的设计
基于ARM的无刷直流电机控制系统的设计王新彪;俞建定;王青【摘要】为了满足对无刷直流电机快速、平稳、准确调速的要求，设计了一种以Cortex_M3内核为平台的无刷直流电机（ BLDC ）控制系统，并实现了该控制系统的硬件及软件部分。
运用操作系统FreeRTOS 实时调度任务，采用速度、电流双PID 控制算法，形成无刷电机的双环实时控制。
为了更加有效地降低转矩脉动，实现了一种12扇区无磁链观测的二三导通模式直接转矩控制。
试验结果证明，该控制系统响应速度快、调速范围广且精度高、性能稳定可靠、成本和功耗皆低，应用前景十分广泛。
%In order to achieve the requirement of fast, smooth and accurate speed control of a brushless DC motor, this paper designed an BLDC controller based on Cortex_M3 kernel processor, and implemented hardware and software parts of the control system. The use of real-time operating system FreeRTOS scheduled tasks. Using the speed and current dual PID control algorithm, it formed a double-loop system that BLDC controled in realtime. In order to more effectively reduce the torque ripple, it achieved a 12 sector-free flux observed two or three conduction mode direct torque control. The test results show that the control system has rapid response, wide speed range and high precision, stable and reliable performance, low cost and power consumption, and application prospectis very broad.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(000)016【总页数】4页(P1-3,7)【关键词】直流无刷电机;直接转矩控制;PID 算法;转矩脉动【作者】王新彪;俞建定;王青【作者单位】宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TM33近些年来，随着控制理论及电子技术的迅速发展，无刷电机电子换相逐渐取代了传统的有刷直流电机的机械换相［1-2］。
基于ARM的数字式直流电机控制器的研究的开题报告
基于ARM的数字式直流电机控制器的研究的开题报告一、选题背景随着现代工业技术的不断发展和更新换代，数字式电机控制技术也在逐渐成熟。
采用数字式控制技术对直流电机进行控制已经成为了一种趋势。
比传统的模拟电机控制方式有更高的精度和可靠性，并且能够根据需要实现多种运行模式。
此外，数字式直流电机控制器还可以实现多种保护功能，如过流保护、过压保护等。
二、选题意义传统的直流电机控制一般采用硬件逻辑控制或模拟控制方式，其控制精度和可靠性较低，不能满足现代工业的发展需求。
数字式直流电机控制器采用先进的控制算法和高速处理器，可以实现高精度、高可靠性的电机控制，满足工业生产中对电机控制的不断升级要求。
因此，深入研究数字式直流电机控制器的开发和优化，对于提高工业生产效率和降低生产成本具有重要意义。
三、研究目标本课题主要研究基于ARM的数字式直流电机控制器的实现与优化。
主要研究内容包括：1.基于ARM处理器的数字式直流电机控制器的硬件设计与实现；2.基于实验室自主研发的控制算法，实现数字式直流电机控制器的软件设计与开发；3.通过实验测试，优化数字式直流电机控制器的控制性能和稳定性，并实现多种运行模式和自我保护功能；4.对数字式直流电机控制器的性能和应用范围进行评估和总结。
四、拟解决的关键问题1.如何设计实现基于ARM的数字式直流电机控制器，实现高效、稳定的电机控制？2.如何实现数字式直流电机控制器的多种运行模式和自我保护功能？3.如何优化数字式直流电机控制器的控制性能和稳定性？五、研究方法本课题采用实验研究和理论分析相结合的方法。
具体实施步骤如下：1.进行数字式直流电机控制器的硬件设计和制作，按照设计要求选用适当的元器件和芯片，实现控制器硬件功能；2.对于数字式直流电机控制器的软件设计和开发，采用C语言进行编码，结合基本的控制算法和自我保护功能，实现控制器软件功能；3.通过实验测试，调整控制器算法参数和控制方式，进一步优化数字式直流电机控制器的控制性能和稳定性；4.对数字式直流电机控制器进行总结和评估，提出改进意见，为相关产品的设计和应用提供技术支持。
基于ARM技术的直流无刷电动机控制系统研究的开题报告
基于ARM技术的直流无刷电动机控制系统研究的开题报告一、选题背景和目的随着电动车、机器人等使用领域的不断扩大，直流无刷电动机已成为其中广泛使用的一种电机。
作为一种可程控的电机，其在工业自动化、智能家居等场景中都有着广泛的应用。
然而，目前市场上广泛流通的电动机控制器只是针对部分场景设计的，还有很多场景下需要根据特定需求进行自定义控制器的设计。
基于ARM技术的直流无刷电动机控制系统研究，旨在为客户提供一个可自定义的电动机控制器，以满足其应用场景的需求。
二、研究内容和方法本研究将基于ARM Cortex-M系列微控制器，利用C/C++语言开发直流无刷电动机控制系统。
主要研究内容包括：1. 电机控制：针对直流无刷电动机的特点，研究其控制算法，包括如何控制电机的速度、方向、电流等参数。
2. 软件架构：根据电机控制算法的设计，建立软件架构，包括系统整体框架、软件模块划分、模块之间的通讯等。
3. 硬件设计：针对电机控制系统的需求，设计硬件平台，实现与软件的良好配合。
4. 测试和评估：开发出来的电机控制系统进行测试和评估，评估其在不同工作条件下的性能，为进一步完善系统提供数据支持。
三、研究意义本研究的意义主要包括：1. 提供一种可自定义的直流无刷电动机控制系统，满足各种应用场景的需求。
2. 利用ARM技术开发控制系统，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 将研究成果应用于各种行业中，推动行业技术升级和企业竞争力的提高。
四、预期结果预期研究结果包括：1. 开发出一款性能优良、可灵活定制的直流无刷电动机控制系统，满足多样化的应用需求。
2. 培养一批掌握ARM开发技术、电机控制算法的专业人才。
3. 推动相关产业技术的升级，最终在市场上形成稳定的产品销售。
五、研究进度安排本研究周期为1年，进度安排如下：第1-2个月：需求分析和系统设计第3-5个月：软件开发和调试第6个月：硬件设计和制作第7-9个月：整体系统测试和性能评估第10个月：优化和完善系统第11-12个月：研究报告撰写和论文发表六、研究难点及解决方案本研究的难点在于电机控制算法的设计和软硬件的协同。
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基于ARM9的直流电机控制系统的设计沈阳航空航天大学2010年6月摘要随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，直流电机调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。
而作为控制核心的各种单片机芯片也在不断的更新发展，其功能越来越强大。
随着人们对其要求的提高，直流电机控制系统的调速方法也相应的产生了PWM（脉宽调制技术），其控制芯片也由原来常用的51单片机系列升华为ARM系列的控制实验板。
本设计基于ARM9开发板的直流电机控制系统的调速，以显示ARM开发板的独特功能，利用脉宽调制技术，调节占空比以达到调节转速的目的，将测得的数据传给上位机后进行观测。
设计大体上分为硬件设计和软件设计两部分，硬件部分包括驱动模块，控制模块，数据检测模块以及通信模块，软件部分包括程序设计，两大部分实现了对电机转速的监测和控制，更好的确保了设计的准确性。
通过合理的选择和设计提高了直流电机控制系统调速的技术，学习和研究新型控制芯片，使设计达到了较为理想的控制效果是本设计的宗旨。
关键词：ARM9开发板；PWM技术；PID调节功能AbstractAlong with the rapid development of Chinese economy, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology is rapidly developing, dc motor control technology has entered a new era, the more and more wide application. As the core of MCU control chip are constantly updated development, its function and more powerful.As for the people, the control system of dc motor control method and the corresponding produce the pulse width modulation (PWM) and its control chip technology is used by the original sublimated 51-series microcomputer series of control board ARM series. The design is based on ARM9 development board of the control system of dc motor speed, in order to show the ARM development board, using the unique function of PWM technology, SHCH adjustment in order to achieve the goal, will adjust speed measurement data to PC and software it. General design of hardware design and software design is divided into two parts, hardware part includes driver module, control module, data communication module, and the software module includes programming module, two most of the monitoring and control motor speed, better ensure the accuracy of the design.Through the reasonable selection and design of dc motor control system to improve the speed of technology, learning and research, new control chip design to the ideal control effect is the design purpose.Keywords: ARM9 Board; PWM;PID Adjustment Function目录1绪论 (1)1.1毕业设计立题意义 (1)1.2研究内容及目标 (3)1.3 毕业设计内容分析 (3)2总体方案设计 (4)2.1直流电机控制系统的总体设计思想 (4)2.2硬件部分设计 (5)2.3软件部分设计 (5)3硬件设计方案 (6)3.1 ARM9开发板简介 (6)3.2 驱动模块设计 (7)3.2.1 S3C2440芯片简介 (7)3.2.2 SPGT62C19B电机控制模组简介 (8)3.3数据检测模块设计 (10)3.3.1 PWM技术简介 (10)3.3.2直流电机电枢PWM调压调速原理 (10)3.3.3直流电机调速系统的整体结构 (11)3.3.4 ARM的脉宽调制PWM描述 (11)3.4控制模块设计 (13)3.5 通信模块设计 (14)3.5.1 RS232的串口通信接线 (14)3.5.2 串口通信 (15)4软件方案设计 (17)4.1 系统软件设计步骤 (17)4.2 编程环境设置 (19)4.3 程序设计 (20)4.3.1系统初始化 (20)4.3.2中断子程序设计 (21)4.3.3 PWM调速程序设计 (22)4.3.4 串口通信程序设计 (23)5直流电机控制系统综合调试与分析 (25)5.1 硬件电路调试 (25)5.2 利用H-JTAG调试程序 (26)5.3系统联调结果与分析 (27)结论 (29)社会经济效益分析 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录ⅠS3C2440A芯片原理图 (33)附录Ⅱ程序清单 (34)1绪论随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，直流电机调速技术已经进入一个崭新的时代。
然而，电机调速的方法有很多，比如说变极对数调速法，变频调速法，串级调速法，绕线式电动机转子串电阻调速法，定子调压调速法，电磁调速法等。
但是在某些条件下，直流电机调速具有其特有的优势。
为了提高生产率和保证产品质量，大量的生产机械要求直流电机以不同的速度工作。
这就要求人们采用一定的方法来改变机组的转速，即对直流电机进行调速。
对电机的转速不仅要能调节，而且要求调节的范围宽广，过程平滑，调节的方法要简单、经济。
直流电机在上述方面都具有独到的优点，使它得到广泛的应用。
本文针对直流电机具有起动转距大、体积小、重量轻、转矩和转速容易控制以及效率高等十分优良的特点, 根据自动控制原理, 采用PWM控制方式, 设计了一个直流电机控制系统，以更好地对直流电机进行精确而又迅速的控制。
1.1毕业设计立题意义直流电机是常用的动力提供原件，在日常生活中占据着十分重要的地位，研究直流电机的速度控制，有十分重要的意义。
驱动电机选用直流电机，这是因为直流电机具有优越的速度调节控制性能，具有较大的转矩，用以克服装置的摩擦阻力和负载转矩，调速范围宽而且速度平稳，具有快速响应能力，可以适应复杂的速度变化，直流电机的负载特性硬，有较大的过载能力，可以确保运行速度不受负载冲击的影响。
ARM是近年来发展非常迅速的处理器，有很好的应用前景。
ARM，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
ARM处理器是现代非常流行及重要的一款芯片，其拥有良好的发展性，有广泛的应用领域。
ARM公司自1990年正式成立以来, 在32位RISC (Reduced Instruction Set Computer CPU开发领域不断取得突破,其结构已经从V3发展到V6。
由于ARM公司自成立以来,一直以IP(Intelligence Property)提供者的身份向各大半导体制造商出售知识产权,而自己从不介入芯片的生产销售,加上其设计的芯核具有功耗低、成本低等显著优点,因此获得众多的半导体厂家和整机厂商的大力支持,在32位嵌入式应用领域获得了巨大的成功,目前已经占有75%以上的32位RISC嵌入式产品市场。
在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。
现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家,国内中兴通讯和华为通讯等公司也已经购买ARM公司的芯核用于通讯专用芯片的设计。
将其应用在直流电机的调速控制中，有极大的实用价值。
以脉宽调制技术为代表的电机数字驱动技术也在迅猛发展，将计算机应用于这一领域正好可以发挥其在数字方面控制的优势。
微电子技术和计算机技术的发展，为计算机控制技术的发展和应用奠定了坚实的基础。
可以这样说，没有微处理器的仪器不能称为仪器，没有微型机的控制系统，更谈不上现代工业控制系统。
随着微型计算机，超大规模集成电路，新型电力电子开关器件和传感器的出现，以及自动控制理论和电力电子技术以及计算机控制技术的深入发展，直流传动系统也在不断发展。
直流电机是常用的动力提供元件，在日常生活中占据着重要的地位。
直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。
研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。
研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
本方案以ARM9为控制核心，实现普通直流电机的转速测量和转速调节功能，为进一步研究和优化直流电机控制方法提供基础。
直流电机控制系统的转速控制方法可分为两类，即励磁控制法和电枢电压控制法。
通常的方法是改变输入端电压对电枢电压的控制，继而实现对转速的改变，本次毕业设计实验将使用ARM9来实现对输入端电压的控制，从而对ARM的直流电机控制系统的设计与调速作深入研究，并对其监检测方面进行研究。
PWM(Pulcsi Wdht Mdoluatino)脉宽调制技术是直流电机调速中最为有效的方法，即给直流电机输入高速的开关脉冲信号，通过改变脉冲信号开关的比例，达到速度控制的效果。
简单的解释是，由于在ON的时间内施加电压，OFF的时间内切断电压，电机的转动将是断续的。
不过在脉冲波段的OFF区段，电机线圈内部储存的能量能够产生续流二极管流动的电流，因此得以继续维持转动。
PWM调速的基本思想是:以通过电机的平均电压和电流作比较，40%的时间接通电源的电机比20%的时间接通电源的电机要大。