基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计毕业论文

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基于STC89C52单片机智能小车设计

基于STC89C52单片机智能小车设计

基于STC89C52单片机智能小车设计一、本文概述随着科技的飞速发展,智能化、自动化已经成为现代社会发展的重要趋势。

在这一背景下,智能小车作为一种集成了控制、传感器、通信等多种技术的智能移动平台,受到了广泛的关注和研究。

本文将以STC89C52单片机为核心,探讨智能小车的设计方案,包括硬件电路的设计、控制算法的实现以及实际应用的展望。

STC89C52单片机作为一款常用的8位微控制器,具有高性价比、稳定可靠、易于编程等优点,在智能小车的设计中发挥着关键的作用。

通过合理的硬件电路设计,可以实现小车的运动控制、传感器数据采集、无线通信等功能。

同时,结合相应的控制算法,可以使小车具备自主导航、避障、路径规划等智能行为。

本文将从硬件和软件两个方面详细介绍智能小车的设计过程。

硬件方面,将重点介绍STC89C52单片机的选型、外围电路的设计以及传感器的选型与连接。

软件方面,将详细介绍小车的控制算法,包括运动控制算法、传感器数据处理算法以及无线通信协议的实现。

本文还将对智能小车的实际应用进行展望,探讨其在智能家居、工业自动化、教育娱乐等领域的应用前景。

通过本文的阐述,旨在为读者提供一个基于STC89C52单片机的智能小车设计思路和方法,为其后续的研究和开发提供参考和借鉴。

二、智能小车硬件设计智能小车的硬件设计是整个项目的基础,其设计的好坏直接影响到小车的性能和稳定性。

在本设计中,我们选择了STC89C52单片机作为小车的核心控制器,它是一款高性能、低功耗的8位CMOS微控制器,具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口,非常适合用于智能小车的控制。

电源模块:为了提供稳定的工作电压,我们选择了LM7805三端稳压芯片来构建小车的电源模块,该芯片可以将输入的不稳定电压稳定输出为5V,为单片机和其他模块提供稳定的电源。

电机驱动模块:小车的运动需要靠电机来驱动,我们选择了两款直流电机,通过电机驱动板(如L298N)来控制电机的正反转和转速,从而控制小车的行驶方向和速度。

基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计

基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计

基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计1 引言随着人们生活水平的提高,产品质量、精度、性能、自动化程度、功能以及功耗、价格问题已经是选择家用电器的主要因素。

就电动机而言,传统的直流电动机均采用电刷, 以机械方法进行换向, 存在着相对的机械摩擦, 由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点, 制造成本高及维修困难等缺点,因而大大地限制了它的应用范围。

永磁无刷直流电动机是近年随着电力电子器件及新型永磁材料发展而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机,既具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点,又具备直流电机那样固有的优越的起动性能和调速特性,而无机械式换向机构,现以广泛应用于各种调速驱动场合,其应用前景看好,尤其从当今的环保、能源、效率等综合因素出发,水磁无刷直流电机可望在未来的电动车及冰箱或空调类永磁压缩机领域占有主导地位。

就目前而言,永磁无刷直流电动机控制器结构已有多种形式,由最初复杂的模拟式到近来以单片机为核心的数字式,但新型电机控制专用芯片的出现,给无刷直流电机调速装置设计带来了极大的便利,这种集成模拟控制芯片控制功能强、保护功能完善、工作性能稳定,组成的系统所需外围电路简单、抗干扰能力强、特别适用于对控制器体积、价格性能比要求较高的场合。

专用控制芯片优点固然多,但往往价格比较昂贵。

在一些控制要求精度不是很高的场合,就需要能有一种工作稳定、价格又比较低廉的控制器。

本设计就是基于此市场需求,详细介绍了一种利用普通的STC89C5X单片机作为主控芯片的无刷直流电动机控制器的设计。

2 无刷直流电动机概述2.1无刷直流电动机的特点传统的直流电机以其优良的转矩特性和调速性能在运动领域中有着广泛的应用,但机械电刷却是它的致命弱点。

电刷的存在带来了一系列的问题,如:存在机械摩擦、噪声、电火花无线电干扰及寿命短,再加上它制造成本高及维修困难等缺点,从而大大地限制了它的应用范围。

毕业论文基于stc89c52单片机的智能定时器设计

毕业论文基于stc89c52单片机的智能定时器设计
3.3.1按键的去抖处理 .............................................11 3.3.2定时器按键电路 .............................................11 3.4 蜂鸣器电路 ......................................................12 3.5 数码管显示电路 ..................................................13 4 定时器软件系统的设计 .................................................16 4.1 主程序流程图 ....................................................16 4.2 中断流程图 ....................3 定时程序设计 ....................................................19 5 定时器的系统调试仿真与测试 ...........................................20 5.1 调试 ............................................................20 5.2 仿真 ............................................................21 5.3 测试 ............................................................23 6 总 结 ................................................................25 致 谢 ..................................................................26

基于单片机STC89C52的直流电机PWM调速控制系统

基于单片机STC89C52的直流电机PWM调速控制系统

第一章:前言Pwm 电机调速原理对于电机的转速调整,我们是采用脉宽调制(PWM)办法,控制电机的时候,电源并非连续地向电机供电,而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。

不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用,这是因为电机实际上是一个大电感,它有阻碍输入电流和电压突变的能力,因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上,这样,改变在始能端EN1 和EN2 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小,从而改变了转速。

此电路中用微处理机来实现脉宽调制,通常的方法有两种:(1)用软件方式来实现,即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态来产生脉宽调制信号,设置不同的延时时间得到不同的占空比。

(2)硬件实验自动产生PWM 信号,不占用CPU 处理的时间。

这就要用到STC89C52的在PWM模式下的计数器1,具体内容可参考相关书籍。

51 单片机PWM 程序产生两个PWM,要求两个PWM 波形占空都为80/256,两个波形之间要错开,不能同时为高电平!高电平之间相差48/256,PWM 这个功能在PIC 单片机上就有,但是如果你就要用51 单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率,定时器T1 来控制占空比:大致的的编程思路是这样的:T0 定时器中断是让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1 是让IO 口输出低电平,这样改变定时器T0 的初值就可以改变频率,改变定时器T1 的初值就可以改变占空比。

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。

基于单片机STC89C52的智能温度控制器的硬件设计

基于单片机STC89C52的智能温度控制器的硬件设计

基于单片机STC89C52的智能温度控制器的硬件设计作者:关朴芳来源:《甘肃科技纵横》2020年第10期摘要:基于现代社会智能发展迅速,智能温度现在普遍广泛在仪器仪表或家用电器中使用,特殊是在实验教学和科技研发上运用。

智能温度控制器比普通温度控制器具有一定的优势,使用起来方便快捷,测温精度和分辨率相比普通控制器较高。

所以本文设计控制器的硬件采用单片机STC89C52作为核心元件,满足了温度控制器的硬件要求,具有体积小、成本低、功耗低等优点,使控制器的硬件更加有效的灵活使用。

采用温度传感器AD590采集温度数据当做高阻抗、恒流调节器,通过测量并转变成微安级的电流信号,之后经过电路硬件的设计改造实现了控制报警及加热功能,达到不同的需求。

整个控制器硬件的设计智能读取环境温度、连接简捷方便、使用安全。

所以使用单片机控制电器的工作状态,可以将温度值稳定在预设温度,是一种具有实时显示温度并控温的智能温度控制器。

关键词:温度传感器;A/D转换;运算放大器;单片机中图分类号:TP273.5引言:智能温度控制器让人们可以拥有一个舒适的生活环境,本设计是基于单片机STC89C52的温度控制[1],它不仅实现温度的监测和控制功能还有功耗低、准确性高一些優点,还可根据降温与升温设置报警温度,很好的运用到我们现实生活中[2]。

温度控制在工业控制领域也具极其重要的作用,温度通常也是比较常见的被控参数之一[3]。

文中运用A/D转换电路、数码管显示电路、温度传感器AD590和使用单片机控制报警及加热功能。

AD590温度传感器使用运算放大电路将温度传感器输出的小信号进行放大,并转变成微安级的电流信号,它不容易接触电阻、引线电阻、电压噪音的干扰[4]。

温度传感器现在使用研究特别推广比如参考文献[5]中ARM的智能温度控制器的设计与研究,对于不同产品运行环境的需求和不同生产车间工作温度的需求等,所需要的温度高低范围不同,控温精度不同,数据采集的精度不同,需要针对性的选用测温元件,测温方法以及控制算法[6]。

基于STC89C52单片机智能温度控制系统硬件设计

基于STC89C52单片机智能温度控制系统硬件设计
●DS18B20的报警上下限值可以根据实际需求自行设置
●超过报警限值的DS18B20可以通过报警搜索命令定位识别
●多个DS18B20可以并联在同一线上也可以达到测温的目的
●电源极性接反时,DS18B20不会因发热而烧毁但不能正常工作
综合以上两种方案可以清晰的看出。方案二中的数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化是其主要的特点,这种特点有效的避免了外接运放放大器转换等电路原因引起的误差。此外DS18B20相对热敏电阻对温度的敏感度较高,符合本实验要求的≤ ±2℃的误差要求。在工作过程中,DS18B20将温度值直接转换为数字信号量直接输出,使得系统的程序设计得以简化。因此,方案二更适合本方案。
基本方案:本方案是基于单片机进行温度数据的采集及处理,由于数字温度传感器DS18B20内部集成有模数转换部件,芯片可将采集到的温度模拟数据进行数字化并通过单总线传输给单片机。所以单片机将接收到的数据进行分析和处理,并将数据显示在液晶屏幕上。通过按键输入预设温度,如果不在温度范围内,便驱动蜂鸣器报警,同时驱动电炉进行加热,以达到控制温度的效果。
以上两个方案相比较,再根据方案要求:需要同时对检测温度和设定温度同时进行显示。考虑到显示的效果和质量高和功耗低等特性。再此方案中采用方案一中的1602LCD液晶显示。
第二章各单元模块的硬件设计
2.1 系统主要器件的介绍
硬件系统中包括:AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、1602LCD液晶显示等。
(5)对升温和降温过程的时间不作要求。
要求采用单片机控制实现。
1.3 方案总体设计框图
温度传感器将检测温度信息转变为模拟电压信号之后,将电压信号放大并且传输到单片机可以接受的处理能力范围内,然后经过低通滤波,去除掉杂乱信号并送入单片机。单片机将检测到的待测温度的信息与设定的值进行比较之后,如果检测的值相比较设定的要高,单片机输出的低电平驱动了报警的系统自动的报警提示温度过高,同时散热电路开始工作,实现散热功能;当温度较设定的值低时,单片机输出高电平,同时加热电路开始工作,实现加热的功能。从而实现对温度的一个动态平衡的控制,自动控制一个温室的温度,功能要求如下:

基于STC89C52的智能遥控车设计_蔡雪艳

基于STC89C52的智能遥控车设计_蔡雪艳
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被
冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或
硬件复位为止。
3.2时钟电路
单片机的时钟产生有两种方法:内部时钟方
式和外部时钟方式。系统的时钟电路设计是采用
的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。
AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增
益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此
机驱动芯片,LG9110是_个具有高电压大电流
的全桥驱动芯片,其响应频率高,两片LG9110
可以分别控制两个直流电机。STC89C52通过
P0.0、P0.1、P0.2、P0.3端口控制LG9110芯片
来驱动电机1和电机2。由电机正转与反转来完
成小车的前进、后退、左转、右转、遇障绕行以
及避悬崖等基本动作。
本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类
传感器件来采集各类信息,送入主控单元
STC89C52单片机处理数据后完成相应动作,以
达到自身控制。电机驱动电路采用基于L9110芯
片的直流电机驱动板,同时驱动2个直流电机。
小车前端智能防撞探头利用采用了红外光线反射
原理,可以很好的检测到前方能够反光的白色物
体,从而实现绕障碍物与防撞的功能。利用黑白
物体出现在检测范围内时,红外线被反射回来且
强度足够大,光敏二极管饱和,此时模块的输出
端为高电平,指示二极管被点亮。
在智能小车前进时如果前方有障碍物,由红
外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管,
红外接管将此信号经过P3.7传送入STC89C52主
控制器,主芯片通过内部的代码进行智能小车的
绕障碍物操作。同时,P3.7的信号状态也会通过
2.2主控单元方案比较与选择

89C52单片机直流电机控制器设计

89C52单片机直流电机控制器设计

89C52单片机直流电机控制器设计【摘要】本论文介绍了基于89C52单片机的小功率直流电机控制系统。

该系统主要功能为:设定直流电机的转速和转向,通过光电开关对电机测速,将测得的转速值反馈给单片机,单片机经PI运算后输出PWM信号控制电机运转。

实际测试结果表明该系统的转速误差范围小(〒20圈/分),调整时间短,转速设定方便快捷,显示直观清楚。

本文还对此系统的性能指标进行了分析。

【关键词】直流电机,PWM,PID1.前言由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用,而且发展非常迅猛。

随着单片机应用技术水平不断提高,目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。

现在国内外工业上对电机的调速基本已经不再使用模拟调速,而采用数字调速系统,而数字调速系统大部分都是用单片机来进行控制,数字调速系统具有控制精确度高,非常稳定,受环境影响小,效率高等优点,所以在国内外的使用越来越广泛。

与交流电动机相比,直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难,但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点,因此在许多行业仍大量应用。

近年来,直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。

随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现,采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)已成为直流电机新的调速方式。

这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点,更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现,因此具有很好的发展前景[1]。

1.1 有关技术简介1.1.1 PWM控制[1]PWM(Pulse Width Modulation)——脉冲宽度调制,简称脉宽调制,是一种最初用语无线电通信的信号调制技术,后来在控制领域中(比如电机调速)也得到了很好的应用,于是形成了独特的PWM控制技术。

基于STC89C52单片机无刷直流电动机控制系统设计

基于STC89C52单片机无刷直流电动机控制系统设计

运动控制系统课程设计说明书题目:基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计专业班级:电气自动化 02班学号:13姓名:孔令上指导教师:文小玲王振成绩:2013年6月21日至7月2日基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计Design of brushless DCmotor control system onsingle-chip microcontroller学生姓名: 孔令上指导教师: 文小玲王振课程设计量化评分标准?答辩记录摘要电动机作为机电能量的转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。

传统的直流电动机均采用电刷, 以机械方法进行换向, 存在着相对的机械摩擦, 由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点, 制造成本高及维修困难等缺点,因而大大地限制了它的应用范围。

永磁无刷直流电动机是近年随着电力电子器件及新型永磁材料发展而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机,它具有以下特点: 1.无刷直流电动机的转子采用高磁能积的稀土磁钢作为转子磁钢, 其转动惯量比鼠笼转子要小, 所以对于给定的转矩能够响应得更快, 控制特性更好。

2.无刷直流电动机的效率比感应电动机高。

因为在感应电机运行时, 转子上不会产生铜损和铁损。

3.在相同容量下, 无刷直流电动机的体积相对要比感应电机小, 重量轻。

4.无刷直流电机的噪音小。

5.无刷直流电机调速方便, 灵活, 范围广。

在分析无刷直流电动机(BLDCM)数学模型的基础之上,提出了一种新型的无刷直流电机控制系统建模仿真方法。

在Matlab/Simulink环境之下,利用无刷电机关键词:无刷直流电动机;电刷;换向器;单片机AbstractMotor as electromechanical energy conversion devices, and their use has spread invarious fields of national economy and people in their daily life. Traditional DC motor brushes, mechanical method of commutation, there is a relatively mechanical friction, which bring about the fatal weakness of noise, sparks, radio interference, and short life, manufacturing high cost and maintenance difficulties and shortcomings. thus greatly limiting its scope of application. The permanent magnet brushless DC motor is rapidly maturing in recent years with the development of power electronic devices and new permanent magnetic materials up a new the mechatronics motor, it has the following characteristics:1. The rotor of the brushless DC motor with high energy product rare earth magnet as the rotor magnet, the squirrel cage rotor inertia ratio is smaller, so for a given torque can respond faster to control features better.2. The efficiency of the brushless DC motor is higher than the induction the induction motor is running, the rotor does not produce the copper loss and iron loss.3. In the same capacity, the volume of the brushless DC motor is relatively better than the induction motor is small, light weight.4. Brushless DC motor noise. 5 Brushless DC motor speed convenient, flexible, and a wide rangePermanent magnet brushless DC motor controller structure has many forms, the initial complex analogue to the recently digital microcontroller as the core, but the new motor control ASIC, brushless DC motor speed control device design a great convenience, integrated analog control chip controlling function, the protection function, stable performance, simple system composed of the peripheral circuits required, and strong anti-jamming capability, especially suitable for volume controller, the performance requirements higher occasions. Advantages of a dedicated control chip of course, but often are expensive. In the occasion of some control accuracy is not high, you need to be able to have a working stability, price and relatively low-cost controller. This design is based on market demand.Keywords:HCCI;Chemical Kinetics;Numerical Simulation;DME;目录摘要............................................................................................................错误!未定义书签。

基于STC89C52单片机的温度控制电路设计

基于STC89C52单片机的温度控制电路设计

基于STC89C52单片机的温度控制电路设计简介本文将详细介绍基于STC89C52单片机的温度控制电路设计。

该电路可用于控制温度在一个特定范围内,广泛应用于冰箱、洗衣机、烤箱、水壶等家电设备。

本文将包括电路原理图、程序设计以及关键参数的详细介绍。

电路原理图基于STC89C52单片机的温度控制电路包括传感器、AD转换、单片机、LCD显示屏和继电器等组成,以下是该电路的原理图:程序设计程序设计是该电路的关键部分,主要包括采集温度数据、控制继电器、LCD屏幕显示等功能。

下面是程序设计的具体路线图:1.初始化LCD屏幕和单片机;2.初始化AD转换器,接收传感器发送的温度信号,将其转换为可处理的数字量;3.设定合适的温度范围,将温度数值与设定值进行比较,以判断当前温度是否在正常范围内;4.如果温度低于设定值,则打开继电器,开启加热设备;5.如果温度高于设定值,则关闭继电器,关闭加热设备;6.将温度数据显示在LCD屏幕上,确保操作的可视化。

关键参数在设计基于STC89C52单片机的温度控制电路时,需要考虑的关键参数包括:温度传感器温度传感器是将温度信号转换为电信号并输出的一种传感器。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、热电阻等。

在选择温度传感器时,需要考虑工作温度范围、响应时间、输出精度等因素。

AD转换器AD转换器是将模拟信号转换为数字信号并输出的一种电路,常见的AD转换器有单片机内置ADC、MAX7219等。

在选择AD转换器时,需要考虑分辨率、采样速度、精度等因素。

LCD显示屏LCD显示屏是一种广泛应用于各种电子设备上的输出设备。

在选择LCD显示屏时,需要考虑分辨率、适用场景、功耗等因素。

继电器继电器是将小电压控制的电器通过中间继电器进行电气隔离后,将高电压或大电流控制的电子器件。

在选择继电器时,需要考虑继电器类型、负载能力、寿命等因素。

本文介绍了基于STC89C52单片机的温度控制电路设计,并详细分析了电路原理图、程序设计以及关键参数。

15、基于单片机STC89C52的直流电机PWM调速控制系统

15、基于单片机STC89C52的直流电机PWM调速控制系统

第一章:前言Pwm 电机调速原理对于电机的转速调整,我们是采用脉宽调制(PWM)办法,控制电机的时候,电源并非连续地向电机供电,而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。

不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用,这是因为电机实际上是一个大电感,它有阻碍输入电流和电压突变的能力,因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上,这样,改变在始能端EN1 和EN2 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小,从而改变了转速。

此电路中用微处理机来实现脉宽调制,通常的方法有两种:(1)用软件方式来实现,即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态来产生脉宽调制信号,设置不同的延时时间得到不同的占空比。

(2)硬件实验自动产生PWM 信号,不占用CPU 处理的时间。

这就要用到STC89C52的在PWM模式下的计数器1,具体内容可参考相关书籍。

51 单片机PWM 程序产生两个PWM,要求两个PWM 波形占空都为80/256,两个波形之间要错开,不能同时为高电平!高电平之间相差48/256,PWM 这个功能在PIC 单片机上就有,但是如果你就要用51 单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率,定时器T1 来控制占空比:大致的的编程思路是这样的:T0 定时器中断是让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1 是让IO 口输出低电平,这样改变定时器T0 的初值就可以改变频率,改变定时器T1 的初值就可以改变占空比。

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。

基于89C52单片机的遥控电动小车控制系统设计(1)

基于89C52单片机的遥控电动小车控制系统设计(1)

10.3969/j.issn.1000-0755.2013.11.0141 控制系统总体方案1.1 设计要求 (1)电动小车能在无线遥控器的控制下前进、转向、倒退,遥控距离不少于5m 。

(2)电动小车能在无线遥控器的控制下从指定的A 点到达指定的B 点,要求电动小车达到B 点的时间尽量短,在B 点的定位误差不大于10%。

(3)手持无线遥控器能在120cm ×120cm 的范围内,实时显示电动小车位置的X 、Y 坐标值(坐标原点可自定义),即电动小车能将其位置的坐标值实时传送至手持无线遥控器。

要求定位误差不大于10%,显示刷新时间不大于0.5s 。

1.2 控制系统总体框图本设计要求能够实现电动小车在手持无线遥控器的控制下前进、转向、倒退等功能,而且能够将其位置的坐标值实时传送至手持无线遥控器。

考虑这些要求,我们决定用步进电机和单片机等组成核心电路[1-6]。

系统总框图如图1所示。

图1 控制系统总框图 (参见右栏)2 硬件电路设计基于89C52单片机的遥控电动小车控制系统设计刘 星(山东水利职业学院,山东 日照)摘 要:遥控电动小车系统以89C52单片机为核心控制器,包含了主控制器模块、电机驱动模块、液晶显示模块、键盘模块、测距模块、蓝牙通信模块、电源模块等。

进而设计制作出一台具有自动运行的智能小车控制系统。

本系统以两个步进电机作为驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,通过2.4GHz 蓝牙通信模块实现小车在手持无线遥控器的控制下前进、转向、倒退、小车精确转弯、自动定位等功能。

智能小车系统具有很高的灵敏度和精确度,操控简单、便捷。

关键词:89C52单片机;电动小车;电机驱动;蓝牙通信The Design of Remote Control Electric Car Control System Based on Bluetooth and 89C52 MCULiu Xing(Shandong Water Conservancy V ocational College, Rizhao, Shandong)Abstract: The remote control electric car system with 89C52 as the core controller, consists of main controller module, motor drive module, LCD module, keyboard module, ranging module, Bluetooth communication module, power module, etc. On this basis, an intelligent car control system is designed. This system adopts two stepper motors as the drive, uses various kinds of sensor to collect all kinds of information, and utilizes the 2.4 GHz Bluetooth communication module to achieve the forwarding, back-warding, returning, automatically turning and positioning of the car under the control of handhold wireless remote controller. The intelligent car system has high sensitivity and accuracy, and its manipulation is simple and convenient.Key words :89C52; electric car; motor drive; Bluetooth communication图1 控制系统总框图2.1 单片机最小系统的实现单片最小系统由复位电路、电源和时钟电路等组成。

基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计

基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计

基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计本论文设计了基于STC89C52单片机的温度控制器,可人工设定温度值,采用温度传感器AD590采集温度数据,通过控制继电器对水泥电阻进行加热,最终使温度稳定于设定值。

控制器能方便实现温度的检测与控制,操作简便、扩展方便且具有良好的人机互动功能。

标签:单片机;温度控制;A/D转换;运算放大器1 引言智能温度控制器被广泛用在家用电器和仪器仪表中,尤其是在科研生产和教学实验的过程中。

本设计利用AD590温度传感器采集温度,通过STC89C52单片机控制继电器调温,使温度稳定于设定的温度值,并实时显示系统实测的温度值与设定的温度值。

2 设计功能本设计采样AD590温度传感器来采集当前温度,通过温度设定键设定温度值,使用水泥电阻作为控制器的加热对象,当温度低于预设值时,启动继电器加热,并最终使温度稳定在设定值。

当系统检测到温度第一次达到预设温度值时,蜂鸣器和LED灯同时报警。

3 智能温度控制器整体设计根据设计要求,智能温度控制器系统由主电路模块、温度采集模块、显示模块、键盘模块、控制执行模块等组成。

系统原理框图如图1所示。

3.1 主电路模块单片机种类繁多,各种型号都有其一定的应用环境,因此在选用时要多加比较,合理选择,以期获得最佳的性价比。

在开发过程中单片机还受到:开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素。

基于以上因素本设计选用单片机STC89C52作为本设计的控制元件[1]。

3.2 温度采集模块温度检测是温控系统的最关键部分,它直接影响整个系统的测量和控制精度。

目前检测温度的传感器有多种类型,其测量范围、应用场合等也不尽相同。

本设计采集模块选用温度传感器AD590。

AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源,即将温度转换为电流,测温范围为-55℃~+150℃,非线性误差在±0.3℃。

其精度高,同时可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏[2]。

基于STC89C52单片机的模拟电梯控制系统

基于STC89C52单片机的模拟电梯控制系统

基于STC89C52单片机的模拟电梯控制系统模拟电梯控制系统是一个基于单片机技术的智能控制系统,它可以模拟真实电梯的运行过程,实现电梯的自动运行和楼层选取功能。

本文将介绍基于STC89C52单片机的模拟电梯控制系统的设计和制作过程。

一、系统设计需求电梯控制系统的设计需要满足以下基本需求:1. 电梯的运行控制:能够模拟电梯的上行、下行等基本运行状态;2. 楼层选取功能:能够实现乘客在不同楼层按下按钮后,电梯能够自动前往相应楼层;3. 安全性能:在电梯门未关闭或者有障碍物时,能够停止电梯的运行。

二、硬件设计1. 单片机选型本系统选用STC89C52单片机作为控制核心,它具有强大的性能和丰富的外设接口,非常适合作为电梯控制系统的控制器。

2. 电梯模拟电路电梯模拟电路包括电机驱动电路、楼层选择按钮、轿厢内按钮、门控制电路等,这些电路在实际应用中需要与单片机进行连接和控制。

3. 传感器和执行器电梯控制系统需要使用到限位传感器、光电传感器、按钮开关等传感器,以及电机、电磁铁等执行器。

三、软件设计1. 硬件初始化利用单片机的IO口和定时器等硬件资源,对电梯模拟电路进行初始化配置。

2. 状态监测设计状态监测程序,对电梯的各种状态进行实时监测,如电梯位置、乘客的楼层选择等。

3. 按钮控制编写按钮控制程序,实现乘客按下楼层选择按钮后,电梯能够自动前往相应楼层。

4. 运行控制编写电梯的运行控制程序,实现电梯的上行、下行等基本运行状态。

四、系统测试与调试1. 硬件连接测试将单片机与电梯模拟电路进行连接,进行硬件连接测试,确认各个元器件的连接正确性。

2. 软件功能测试对系统的各个功能进行测试,包括按钮控制、运行控制、状态监测等功能。

3. 整体系统测试将硬件和软件部分进行整合测试,测试系统的整体运行情况。

4. 系统调试对系统进行调试,排除各种可能出现的问题和故障,确保系统的稳定性和可靠性。

五、系统优化与改进在系统测试和实际应用中,根据用户的反馈和实际需求,对系统进行优化和改进,提高系统的性能和用户体验。

基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计说明

基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计说明

电气与电子信息工程学院《单片机》课程设计报告题目:基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计专业班级:电气工程及其自动化学号:姓名:指导教师:设计时间:设计地点:单片机课程设计成绩评定表指导教师签字:2013 年 12 月日课程设计任务书2013~2014 学年第 1 学期专业班级:指导教师:工作部门:一、课程设计题目单片机课程设计二、课程设计内容(含技术指标)1.设计目的及要求(1)根据具体设计课题的技术指标和给定条件,以单片机为核心器件,能独立而正确地进行方案论证和电路设计,完成仿真操作。

要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整;(2)熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法;(3)熟练使用单片机汇编语言或C51进行软件设计;(4)熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试;(5)熟练使用Protel软件设计印刷电路板;(6)学会查阅有关参考资料和手册,并能正确选择有关元器件和参数;(7)编写设计说明书,参考毕业设计论文格式撰写设计报告。

2.设计内容(题目名称:基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计)步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件,它广泛应用于工业机械的数字控制,为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优,根据控制系统功能要求及步进电机应用环境,确定了设计系统硬件和软件的功能划分,从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计,实现了四相步进电机的正反转,加速及减速等功能。

三、课程设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩,成绩分优、良、中、及格、不及格五等。

2013年11月一、方案论证1.1 设计任务及要求①以AT89C52芯片为核心,实现四线四相步进电机的正转、反转、加速以及减速功能。

基于stc89c52rc单片机的数控直流稳压电源设计

基于stc89c52rc单片机的数控直流稳压电源设计
传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小.因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损.而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现的高压电源,特别是在一些高能物理领域,急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。
早在90年代中,半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术,而在当时,这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势,因而无法被广泛采用。
现今随着直流电源技术的飞跃发展,整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信、遥控的三遥功能,基本实现了直流电源的无人值守
关键词:直流稳压电源,STC89C52RC单片机,数控,DAC0832
ABSTRACT
This system to dc voltage source as the core, mainlySTC89C52RCSCM, SCM system is the numerical power of the core. It is through the software.Run to control the work of the whole apparatus, thus忽略pleting the set of functions through thematrix keyboard controller to install dc power supply output voltage, the range of 0V-10V,the maximum current of1A, and can show the actual pipe by digitalLCD1602output voltagevalues. This system consists of microcontroller program output digital signal, through D/A converter (DAC0832) output analog amplifier,while the output voltage regulator, current use of analog-to-digital converter ADC0832 chip sampling of voltage and current to digital signals, afteranother op amp lm324 isolation amplifier.Finallythrough the single- chip closed-loop control to achieveoutput voltage of equipment needed.Test results show that this system application in need of high stability of small power constant-voltage source fields.

毕业设计:基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计与实现

毕业设计:基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计与实现

唐山学院毕业设计设计题目:基于STC89C52单片机的步进电机控制系统设计与实现系别:信息工程系班级:姓名:指导教师:2013年6月10 日基于单片机的步进电机控制系统设计与实现摘要步进电机是一种纯粹的数字控制电动机,是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机,是现代定位驱动装置的核心,广泛应用在机械、电力、纺织、电子、仪表、印刷以及航空航天、船舶、兵器等国防工业等领域。

基于单片机的步进电机控制系统具有稳定度高、成本低、控制方便、应用范围广等特点。

本系统是由STC89C52单片机核心处理模块,遥控器命令输入模块,ULN2003及28BYJ-48步进电机组成的电机模块,12864液晶输出模块共同组成的基于单片机的步进电机控制系统。

本设计以载波为38KHZ的红外遥控器作为用户的控制端,它的功能是把用户的命令转换为红外信号。

红外信号由TL1838接收,它可以将光信号转换为电信号,并将其发送给微控制器STC89C52。

STC89C52对电信号进行相应处理即可获得用户所发出的指令,并依此来控制28BYJ48型四相八拍电机并以12864液晶作为当前状态的显示器。

用户可以对步进电机进行加速、减速、正转、反转的控制。

本步进电机控制系统具有精度高、运行稳定、控制方便、维护简单、应用范围广等特点。

关键词:STC89C52 12864液晶步进电机红外遥控Design and Implementation of Stepper Motor Control System Based on MCUAbstractStepper motor is a kind of pure digital control motor and brushless dc motor controlled by electric pulse signal type. Stepper motor is the core of the modern orientation drive, widely used in machinery, electric power, textile, electronics, instruments, printing and aerospace, ships, weapons, and other areas of the defense industry, etc. The characteristics of the stepping motor control system based on single chip microcomputer include high stability, low cost, convenient control and wide application , etc.The stepper motor control system consists of core processor using the single chip processor, command input control module using IR remote control , display module using 12864 LCD and 28BYJ48 stepping motor module which using ULN2003 as driver.The infrared remote control with carrier for 38 KHZ is used as the control end of the user, which can convert the users’ commands into the infrared signal. The TL1838 can receive the infrared signal and convert it into electrical signal, which input to tSTC89C52.The MCU can obtain instructions of users by processing the incoming signal and control stepping motor of the 28BYJ48 type, the current status can be shown by 12864 LCD. Users could control acceleration, deceleration, forward, inversion for the stepping motor. The features of the control system of stepper motor includes high precision, stable running, convenient control and simple maintenance and wide application, etc.Key word:MCU; 12864 LCD; Stepper Motor; Infrared remote control目录1 引言 (1)2 总体设计方案 (2)2.1系统设计原理 (2)2.2总体设计框图 (2)3系统硬件模块的组成 (3)3.1单片机控制模块 (3)3.1.1 STC89C52主要结构 (3)3.1.2 STC89C52功能特性描述 (3)3.1.3 时钟电路 (6)错误!未定义书签。

基于ST89C52单片机的自动往返小车(含程序)_毕业设计(论文)

基于ST89C52单片机的自动往返小车(含程序)_毕业设计(论文)

基本原理:1.电机驱动调速模块方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。

但是电阻络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格昂贵。

更主要的问题在于一般电动机的电阻较小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且很难实现。

方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整。

方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,机械结构易损坏,寿命较短,可靠性不高。

方案三:采用达林顿管TIP4组成的PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的状态,精确调整电机转速。

方案四:采用L298N来控制电机的正转和反转来实现小车的前进和后退。

加上单片机的程序PWM,实现整车的加速与减速,精确小车的速度。

基于上述理论分析,拟选择方案四。

2.路面黑带检测模块黑带检测的原理是:红外光线照射到路面并反射,由于黑带和白纸的系数不同,可根据接的红外线的强弱判断是否到达黑带。

方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射—接收电路。

这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大的干扰,一旦外界光亮条件改变,很可能造成误判和漏判;虽然产生超高亮发光二极管可以降低一定的干扰,但这又将增加额外的功率损耗。

方案二:反射式的红外发射—接收器。

由于采用红外管代替普通可见光管,可以降低环境干扰。

基于上述理论分析,拟选择方案二。

3. 电源选择方案一:所有器件采用电源供电,这样供电电路比较简单;但是由于电动机启动瞬时电流很大,会造成电压不稳,干扰严重,缺点十分明显。

方案二:双电源供电,将电动机驱动电源与单片机以及周边电路电源完全隔离,这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除,提高了系统的稳定性。

基于上述理论分析,拟选择方案二。

4. 控制单元模块方案一:采用纯数字电路该方案外部检测采用光电转换,系统控制部分采用数字电路译码对小车电动机两端电压调整,来控制小车的运行。

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基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计1 引言随着人们生活水平的提高,产品质量、精度、性能、自动化程度、功能以及功耗、价格问题已经是选择家用电器的主要因素。

就电动机而言,传统的直流电动机均采用电刷, 以机械方法进行换向, 存在着相对的机械摩擦, 由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点, 制造成本高及维修困难等缺点,因而大大地限制了它的应用范围。

永磁无刷直流电动机是近年随着电力电子器件及新型永磁材料发展而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机,既具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点,又具备直流电机那样固有的优越的起动性能和调速特性,而无机械式换向机构,现以广泛应用于各种调速驱动场合,其应用前景看好,尤其从当今的环保、能源、效率等综合因素出发,水磁无刷直流电机可望在未来的电动车及冰箱或空调类永磁压缩机领域占有主导地位。

就目前而言,永磁无刷直流电动机控制器结构已有多种形式,由最初复杂的模拟式到近来以单片机为核心的数字式,但新型电机控制专用芯片的出现,给无刷直流电机调速装置设计带来了极大的便利,这种集成模拟控制芯片控制功能强、保护功能完善、工作性能稳定,组成的系统所需外围电路简单、抗干扰能力强、特别适用于对控制器体积、价格性能比要求较高的场合。

专用控制芯片优点固然多,但往往价格比较昂贵。

在一些控制要求精度不是很高的场合,就需要能有一种工作稳定、价格又比较低廉的控制器。

本设计就是基于此市场需求,详细介绍了一种利用普通的STC89C5X单片机作为主控芯片的无刷直流电动机控制器的设计。

2 无刷直流电动机概述2.1无刷直流电动机的特点传统的直流电机以其优良的转矩特性和调速性能在运动领域中有着广泛的应用,但机械电刷却是它的致命弱点。

电刷的存在带来了一系列的问题,如:存在机械摩擦、噪声、电火花无线电干扰及寿命短,再加上它制造成本高及维修困难等缺点,从而大大地限制了它的应用范围。

无刷直流电动机就是为了既要保持有刷直流电动机的优异特性,又要革除电刷和换向器的“顽疾”为目的而研制的。

控制系统中的执行电动机应该具有下列优点:快速性、可靠性高、体积小、重量轻、节能、效率高、适应环境和经济性。

表2-1 目前应用较为广泛的几种电动机的基本性能的比较在快速性方面,无刷直流电动机的转子是由永磁材料构成的磁极体,电枢绕组在定子上,因而转子外径相对较小,转子转动惯量因而也较小;在转矩方面,只有直流电动机才能达到大的起动转矩和最大转矩,而无刷直流电动机具有直流电机的特性,从而起动转矩和最大转矩都较大。

因此无刷直流电动机可以实现快速的起、停、加速和减速。

在可控性方面,直流电动机的输出转矩和绕组流过的电流成线性关系,直流电动机的起动转矩又大,因此可控性很好、很方便。

无刷直流电动机的输出特性和一般有刷的直流电动机很相似,只要简单的改变电动机的输入电压的大小就可以实现在很大的范围内进行无极调速。

在可靠性方面,因为其消除了电刷和换向器,所以也就消除了故障的主要根源,由于无刷直流电机的转子上没有绕组,因此转子上没有电的损耗,又由于主磁场是恒定的,因此铁损也是极小的(在方波电流驱动时,电枢磁势的轴线是脉动的,会在转子铁心内产生一定的铁损)。

总的来说除了轴承旋转产生的摩擦损耗外,转子方面的损耗很小,因而进一步增加了可靠性。

因此可知:和其它类型的电动机相比,无刷直流电动机不仅较为可靠而且损耗较小,它的电枢在定子上,直接与机壳相连,散热条件好,热传导系数大,由于这样的原因,在相同的条件下,在相同的出力要求下,无刷直流电动机可以设计的更小,重量更轻。

无论是电机设计还是系统设计,提高效率、节约能源都具有重要的意义,有着长远的社会和经济效益。

而异步电动机运行在轻载时功率因数低,增加了线路和网络的损耗,因此,提高电动机的效率,选择损耗最小、效率最高的电机是很重要的。

在环境适应性方面,对于高性能的系统,如果只能采用直流电动机,但同时又要求长寿命,免维护以及防爆,易燃的环境条件下,有刷直流电动机就无能为力了,无刷直流电动机是最好的选择。

在经济性方面,随着电子技术的进步,电子工业的发展,电子元器件的价格不断的下降。

在国外的市场上,无刷直流电动机驱动,控制器的价格已经和异步电动机的变频器相差不多了。

不过由于稀土永磁材料的价格较贵,电机的成本也相应较高。

但是考虑到综合指标(系统性能,重量,能量消耗等)之后,无刷直流电动机的应用仍处于上升的趋势。

2.2 无刷直流电动机的发展历史及研究应用现状无刷直流电动机自1962年问世以来,现已广泛应用于计算机外围设备、办公自动化设备、家电产品、音像设备、汽车、电动车、数控机床、机器人、医疗设备、宇宙飞船、人造卫星等方面和领域。

70年代初,随着电机技术及其相关学科的迅猛发展,无刷直流电机进入了实用阶段,在计算机外设等领域开始应用,还先后研究成功方波和正弦波无刷直流电机。

近40年来,“无刷直流电机”的概念已由最初的具有电子换向器的直流电机发展到泛指一切具有传统直流电机外部特性的电子换向电机。

如今的无刷直流电机集特种电机、变速机构、检测元件、控制软件与硬件于一体,形成为新一代电动调速系统,且体现着当今应用科学的许多最新成果,因此其是机电一体化的高科技产物,在各个领域得到了广泛的应用。

进入90年代以来,无刷直流电机调速系统的逆变装置中的开关元件不仅成本降低,而且向高频化、大容量化、小型化、智能化发展。

在我国,无刷直流电机的研制始于70年代初期,作为高科技产品受到了我国基础工业落后的制约,其综合水平低于国际水平,大约相当于国外70年代末80年代初的水准。

目前,国内研究单位开展无刷直流电机的研究已有时日,积累了丰富的设计理论和设计经验,只是由于自身条件而没有达到规模化生产,大部分仍处于仿真或实验阶段。

如今,随着微电子技术的迅速发展和微处理器技术的日益更新,高速微处理器和DSP(数字信号处理器)的出现,以及专用控制芯片的出现,使得无刷直流电动机控制系统的运行速度、处理能力和基本性能有了很大的改善。

2.3 本论文的主要内容本文首先介绍了无刷直流电动机的发展及应用概况,简单分析无刷直流电动机的组成和原理。

着重点介绍基于STC89C52单片机无刷直流电动机智能控制器系统硬件电路控制软件的设计。

3 无刷直流电动机的结构及工作原理3.1无刷直流电动机基本结构无刷直流电动机属于三相永磁同步电机的范畴,永磁同步电动机的磁场来自电动机转子上的永久磁铁。

在这里,永久磁铁的特性,在很大程度上决定电动机的特性。

目前采用的永磁材料主要有铁淦氧、铝镍钴、钕铁硼、等根据几种的磁感应强度和磁场强度成线性关系这一特点,应用最为广泛的就是钕铁硼。

它的线性关系范围最大,被称为第三代稀土永磁合金。

在转子上安置永磁铁的方式有两种:一种是将成型的永久磁铁装在转子表面,如图3-1 (a)所示,称为凸极式;另一种是将成型的永久磁铁埋入转子里面,如图3-1 (b)所示,称为内嵌式。

定子上开有齿槽,齿槽数与转子极数和相数有关,应是它们的整数倍。

图3-1 永磁转子结构类型根据永久磁铁安装方法不同,永久磁铁的形状又可分为扇形和矩形两种。

扇形磁铁构造的转子具有电枢电感小、齿槽效应转矩小的优点,但易受电枢反应的影响。

且由于磁通不可能集中、气隙磁密度低,电极呈现凸的特性。

矩形磁铁构造的转子呈现凸极特性,电感大、齿槽效应转矩大,但磁通可集中,形成高磁通密度,故适于大容量电机,由于电动机呈现凸极特性,可以利用磁阻转矩,此外,这种转子结构的永久磁铁,不易飞出,故可作高速电机使用。

根据确定的转子结构所对应的每相励磁通势合布不同,三相永磁同步电机可分为两种类型:正弦波形和方波形永磁同步电机,前者每相励磁磁通势分布是正弦波形,后者每相则是方波状,根据磁路结构和永磁体形状的不同而不同,对于径向励磁结构,永磁体直接面向均匀气隙如果采用稀大材料,由于采用非均匀气隙或非均匀磁场化方向长度的永磁体的径向励磁结构,气隙磁场波形可以实现正弦分布。

应该指出稀士永磁方波形电机属于永磁无刷直流电机的范畴,而稀土永磁体正弦波形电动机则一般作为三相交流永磁同步伺服电机使用。

但这不是绝对的,究竟是三相永磁直流无刷电动机还是三相永磁交流同步电机,主要决定于电动机的控制系统的方式,取决于电动机的转子位置传感器的类型。

无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子换相线路3部分组成,其内部基本结构原理图和实物图如下图图3-2 (a)、(b)所示:(a )霍尔无刷电机内部原理图1主定子 2 主转子 3 传感器转子 4 传感器定子 5 电子换相开关电路(b )霍尔无刷电机内部结构图图3-2 无刷电机基本结构图3.2 无刷直流电动机的工作原理3.2.1 霍尔位置传感器 霍尔式位置传感器是利用霍尔效应进行工作的。

霍尔效应是一种磁电效应,是位置传感器德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差(霍尔电压)。

如下图3-3,半导体材料的长、宽、厚分别为l、b和d。

在与X轴相垂直的两个端面c和d上做两个金属电极,称为控制电极。

在控制电极上外加一电压u,材料中便形成一个沿X方向流动的电流I,称为控制电流。

设图中的材料是N型半导体,导电的载流子是电子。

在Z轴方向的磁场作用下,电子将受到一个沿Y轴负方向力的作用,这个力就是洛仑兹力。

洛仑兹力用FL表示,大小为:FL = qvB图3-3霍尔效应A、B-霍尔电极C、D-控制电极式中,q为载流子电荷;v为载流子的运动速度;B为磁感应强度。

在洛仑兹力的作用下,电子向一侧偏转,使该侧形成负电荷的积累,另一侧则形成正电荷的积累。

这样,A、B两端面因电荷积累而建立了一个电场EH,称为霍尔电场。

该电场对电子的作用力与洛仑兹力的方向相反,即阻止电荷的继续积累。

当电场力与洛仑兹力相等时,达到动态平衡,这时有qEH = qvB霍尔电场的强度为EH = vB在A与B两点间建立的电势差称为霍尔电压,用UH表示UH = EHb = vBb利用这一原理可以设计制成霍尔位置传感器,霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量物体运行参数的变化。

例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。

在本次毕业设计中,装在无刷电机永磁定转子上的位置传感器便是霍尔位置传感器,单片机根据霍尔信号检测出转子的位置,从而实现对无刷电机的控制。

并通过单片机P3.3口检测出单位时间内发出的霍尔信号脉冲数,从而确定了无刷电机的运行速度。

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