基于Proteus仿真的直流电机调速设计

基于proteus仿真的pwm电机调速

.直流电机调速资料汇总一．使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。

C语言代码：#include<AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K5=P1^4;sbit K6=P1^5;sbit PWM1=P1^0;sbit PWM2=P1^1;sbit FMQ=P3^6;uchar ZKB1,ZKB2;.void delaynms(uint aa){uchar bb;while(aa--){for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序 {;}}}void delay500us(void){int j;for(j=0;j<57;j++){;}}void beep(void){uchar t;for(t=0;t<100;t++){delay500us();FMQ=!FMQ; //产生脉冲}FMQ=1; //关闭蜂鸣器delaynms(300);}void main(void){TR0=0; //关闭定时器0TMOD=0x01; //定时器0，工作方式1TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次 EA=1; //开总中断ET0=1; //开定时器0中断TR0=1; //启动定时器T0ZKB1=50; //占空比初值设定ZKB2=50; //占空比初值设定while(1){if(!K5){delaynms(15); //消抖if(!K5) //确定按键按下{beep();ZKB1++; //增加ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少 }}if(!K6){delaynms(15); //消抖if(!K6) //确定按键按下{beep();ZKB1--; //减少ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2增加.}}if(ZKB1>99)ZKB1=1;if(ZKB1<1)ZKB1=99;}}void time0(void) interrupt 1{static uchar N=0;TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256;N++;if(N>100)N=0;if(N<=ZKB1)PWM1=0;elsePWM1=1;if(N<=ZKB2)PWM2=0;elsePWM2=1;}//显现：电机转速到最高后，也就是N为1或99时，再按一下，就变到99或1，//电机反方向旋转以最高速度二、容及要求：1、设计一个直流电机调速系统，并用单片机实现连接开关和数码显示并将其值输入直流电机调速系统。

基于Proteus的直流电机PWM调速系统研究

５期第２ｌ卷第ｌ
Ｖ０１．２１
Ｎｏ．１５
电子设计工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅ
２０１３年８月
Ａｕｇ．２０１３
基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机ＰＷＭ调速系统研究
ＹＵＡＮＺｈａｎ－ｊｕｎ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＳｈａａｎｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆＩｏｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｒａｄｅ＆Ｃｏｍｍｅｒｃｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２４６０，Ｃｈｉｎａ）
ｄｅｂｕｇｇｉｎｇｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＰｒｏｔｅｕｓｓｏｆｔｗａｒｅ．ｈｅＴｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓＰＷＭｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓｙｓｔｅｍｏｆＤＣ

设计方案。系统以ＡＴ８９Ｓ５１单片机为核心，利用ＡＤＣ０８０８采样直流电机占空比设定值．运用脉宽调制技术控制ＰｗＭ波输出占空比ｏ．ｒ，完成直流电机的转速调节。利用Ｐｒｏｔｅｕｓ软件进行了仿真调试，结果表明所设计的直流电机ＰＷＭ调速系统具有较高的控制精度和较快的动态响应速度；并且Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真技术的运用，可有效地降低系统开发成本，缩

基于proteus的直流电机测速系统仿真

第２期（总第１８９期）２０１５年０４月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２Ａｐｒ．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１５）０２‐０２１４‐０２基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机测速系统仿真张小石，郝秀平（中北大学机电工程学院，山西　太原　０３００５１）摘要：介绍了由ＡＴ８９Ｃ５１、ＬＣＤ和Ｌ２５６组成的直流电机测速系统，详细介绍了系统的设计框图，并通过Ｐｒｏｔｅｕｓ软件实现仿真。

仿真结果表明该系统具有可控调速、显示直观等特点。

关键词：直流电机；Ｐｒｏｔｅｕｓ；仿真；测速系统中图分类号：ＴＰ３９１畅９∶ＴＭ３３文献标识码：Ｂ收稿日期：２０１４‐０５‐２６；修订日期：２０１４‐１２‐２６作者简介：张小石（１９８７‐），男，山西阳泉人，在读硕士研究生，主要从事链式自动机驱动技术。

０　引言直流电机的测速系统通过ＬＣＤ可视化地显示电机的转速，便于操作人员观察，使其能够更加有效地对电机进行控制。

Ｐｒｏｔｅｕｓ软件提供了大量的单片机仿真元器件，相当于虚拟实验室，节省了直流电机的研制成本，缩短了研制周期。

从科学的研究角度来看，基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机仿真是必要的、合理的。

１　直流电机测速系统的硬件总体设计本设计实现的是通过ＬＣＤ显示电机的转速信息。

系统采用ＡＴ８９Ｃ５１单片机，通过键盘控制电机并进行可控转速显示，该系统的总体结构框图如图１所示。

图１　直流电机测速系统结构框图２　直流电机测速系统的软件设计直流电机测速系统软件编程时采用了模块化的设计思想，主要功能模块被编成独立的函数，由主程序调用。

其主要的程序模块包括初始化程序、键盘信号采集及处理程序、液晶显示程序、可控调速程序、信息显示程序和超限报警程序。

系统的软件主要采用Ｃ语言编制，对单片机程序进行调试，最终实现仿真的相应功能。

３　仿真主要过程在ｋｅｉｌｃ中编译程序并运行，运行结果说明程序调试成功。

程序调试图见图２。

基于Proteus 的单片机PWM 直流调速系统设计

责任编辑李燕
图４系统仿真原理图系统使用ＡＴ８９Ｃ５１单片机输出ＰＷＭ信号，直接利用ＴＴＬ电平驱动Ｌ２９８以实现对电机的调速控制，该系统电路简单，控制方便，具备一定的实用价值。利用Ｐｒｏｔｅｕｓ进行系统仿真设计有助于培养学生及工程技术人员运用微型计算机设计控制系统的能力。参考文献：［１］周彬，刘晓燕．单片机实验的仿真教学［Ｊ］．重庆职业技术学院学报，２００６（３）．［２］郭海英．微机控制ＰＷＭ直流调速系统设计［Ｊ］．机电工程技术２００６（５）．［３］江世明．脉宽调制技术中ＰＷＭ波形程序设计方法［Ｊ］．邵阳学院学报，２００６（４）．［４］潘新民．微型计算机控制技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００３．
电动机等电感性负载。其内部有两个完全相同的功率放大回路，其内部结构和引脚功能如图３所示。
Ｖｃｃ接逻辑控制的＋５Ｖ电源；Ｖｓ为电机驱动电源，最高可达５０Ｖ；ＩＮ１，ＩＮ２输入标准ＴＴＬ逻辑电平对Ａ桥的输出ＯＵＴ１，ＯＵＴ２进行控制，ＩＮ３，ＩＮ４对Ｂ桥的输出ＯＵＴ３，ＯＵＴ４进行控制；ＥＮＡ、ＥＮＢ分别是Ａ桥和Ｂ？桥的使能端；ＳＥＮＳＡ、ＳＥＮＳＢ接电流检测电阻，以引出电流反馈信号，不用反馈时，该引脚可以直接接地。
基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的单片机ＰＷＭ直流调速系统设计
周彬
（重庆职业技术学院机电工程系，重庆４００７１２）
摘要：本文以８９Ｃ５１单片机为控制核心，以Ｌ２９８为驱动，实现直流电动机的ＰＷＭ调速，给出了系统的
电路原理及ＰＷＭ信号产生的方法，在Ｐｒｏｔｅｕｓ软件中仿真实现。

基于Proteus的单片机PWM直流电机速度控制系统设计

万方数据
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基于Proteus的单片机PWM直流电机速度控制系统设计
作者：乔志杰，曾金明
作者单位：乔志杰(安徽电子信息职业技术学院)，曾金明(解放军蚌埠汽车士官学校安徽蚌埠233030)
刊名：
九江学院学报（自然科学版）
英文刊名：Journal of Jiujiang University(natural sciences)
年，卷(期)：2013,28(3)
参考文献(9条)
1.张靖武;周灵彬单片机系统的Proteus设计与仿真 2007
2.肖云茂;孙毅;张华兴基于Proteus的PC机对步进电机运动控制仿真[期刊论文]-{H}机械设计与制造 2009(04)
3.陈景贤单片机控制的直流电机PWM调速控制器设计[期刊论文]-{H}湛江师范学院学报 2008(03)
4.杨靖用单片机控制的直流电机调速系统[期刊论文]-{H}机床电器 2008(01)
5.董继承;黄宇带时钟的数字温度计的设计与制作[期刊论文]-{H}中国科技信息 2007(08)
6.茹占军;谢家兴基于AT89S52单片机直流电机调速系统的设计[期刊论文]-软件导刊 2010(08)
7.王毅;王平;苏伟达基于数字PID控制的直流电机控制系统的设计[期刊论文]-福建师范大学学报 2010(04)
8.陈艳;李娜娜;杨永双Proteus和Keil在单片机教学中的应用 2009(20)
9.李明基于Proteus的单片机对步进电机运动控制仿真[期刊论文]-{H}价值工程 2012(05)
引用本文格式：乔志杰.曾金明基于Proteus的单片机PWM直流电机速度控制系统设计[期刊论文]-九江学院学报（自然科学版）2013(3)。

基于Proteus仿真的直流电机调速设计

ＩＱ（）：（ｉ — ｉｏ）／Ｋｏ｛（）＝ＫＩ口（，）一（１２）＋ｉＲ＝Ｏ／Ｋｖ＋ｉＲ
一
）去
（２）
是一常数，为电机工作时内部线圈产生的反向电动势，为电机端电压，、分别为速度常数
ＰｒｏｔｅｕｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｒｅｌｉａｚｅＰＷＭｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆＤＣｍｏｔｏｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣｍｏｔｏｒ；ＰＷＭ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＤＣｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌ
摘要：为了实现智能小车的精确控制，分析了直流电机模型及其参数特性，讨论了直流电机调速方法，在分析ＰＷＭ直流电机
调速实现原理的基础上，借助Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件实现直流电机的ＰＷＭ调速。
关键词：直流电机；ＰＷＭ；智能小车；仿真；直流调速
和转矩常数。设电机的转矩、转轴输出功率效率
分别为Ｑ、Ｐ、叼，可构建直流电机模型为：
数特性以及ＰＷＭ调速原理，借助于Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真
实现ＰＷＭ直流电机调速。
１直流电机模型分析
直流电机由转子、定子、换向器等组成，其等效模型如图１所示。电阻Ｒ为转子线圈内阻，

Proteus仿真环境下的电机调速系统设计

Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真环境下的电机调速系统设计
王欣峰，任淑萍
（１．山西大学自动化系，山西太原０３００１３；２．山西大学电子信息工程系，山西太原０３００１３）
摘要：提出了一种在Ｐｒｏｔｅｕｓ环境下的直流电机ＰＷＭ调速系统的设计方法。ＡＴ８９Ｃ５１单片机产生占空比可调的ＰＷＭ波形，通过Ｌ２９８Ｎ来驱动直流电机，独立按键用于设定电机的正反转以及电机的启停，利用系统自带的可实现测速功能的电机组成直流电机的闭环调速系统。关键词：Ｐｒｏｔｅｕｓ；直流电机；调速系统
Ｌ２９８Ｎ内部包含４通道逻辑驱动电路，其额定工作电
流为１Ａ，最大可达１．５Ａ，可直接对电机进行控制，无须隔离电路，且可以驱动双电机。ＯＵＴ１与０ＵＴ２之间以及ＯＵＴ３与ＯＵＴ４之间可分别接电机。
环控制系统。
图２直流电机的驱动电路
２．２键盘电路设计
甲
＋
［Ｌ２９８ＮＪ
１．
由于本设计中所用按键不多，因此选择独立式按键，如图３所示。通常机械开关在按键按下时由于弹性作用不可能一下稳定地接通，同时在按键释放时也不能一下断开，为了消除这种按键抖动带来的误操作，必须应进行键盘去抖，本文采用软件去抖，当检测到有键按下时，调用软件延时１０ｍｓ～２０ｍｓ，如果再次检

直流电机PID转速闭环调速控制系统Proteus仿真实现

基于uC/COS的直流电机PID转速闭环调速控制系统Proteus仿真实现在工业自动控制系统和各种智能产品中常常会用用电动机进行驱动、传动和控制，而现代智能控制系统中，对电机的控制要求越来越精确和迅速，对环境的适应要求越来越高。

随着科技的发展，通过对电机的改造，出现了一些针对各种应用要求的电机，如伺服电机、步进电机、开关磁阻电机等非传统电机。

但是在一些对位置控制要求不高的电机控制系统如传动控制系统中，传统电机如直流电机乃有很大的优势，而要对其进行精确而又迅速的控制，就需要复杂的控制系统。

随着微电子和计算机的发展，数字控制系统应用越来越广泛，数字控制系统有控制精确，硬件实现简单，受环境影响小，功能复杂，系统修改简单，有很好的人机交换界面等特点。

在电机控制系统开发中，常常需要消耗各种硬件资源，系统构建时间长，而在调试时很难对硬件系统进行修改，从而延长开发周期。

随着计算机仿真技术的出现和发展，可用计算机对电机控制系统进行仿真，从而减小系统开发开支和周期。

计算机仿真可分为整体仿真和实时仿真。

整体仿真是对系统各个时间段对各个对象进行计算和分析，从而对各个对象的变化情况有直观的整体的了解，即能对系统进行精确的预测，如Matlab就是一个典型的实时仿真软件。

实时仿真是对时间点的动态仿真，即随着时间的推移它能动态仿真出当时系统的状态。

Proteus是一个实时仿真软件，用来仿真各种嵌入式系统。

它能对各种微控制器进行仿真，本系统即用Proteus对直流电机控制系统进行仿真。

在系统软件开发中开发中可用操作系统，也可不用操作系统。

如用操作系统，程序可实现模块化，并能对系统资源进行统筹管理，最主要的是可实现多任务运行。

如果需要多任务并行运行，并且需要一定的时间间隔，某些任务对时间的要求不高时，如不用操作系统则要占用定时器资源，并且对栈空间和硬件资源很难进行管理，所以在这种情况下需要操作系统。

本系统用操作系统uC/COS.uC/COS是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式实时多任务内核.uC/COS 已经有很多产品成功使用的案例且得到美国军方的认证，说明了该系统的可靠性。

基于Proteus的直流电动机闭环调速系统设计

基于Proteus的直流电动机闭环调速系统设计朱奥辞;赵钢【摘要】控制系统开发过程中,软硬件并行开发能够加快设计过程.Proteus拥有功能强大的元件库和硬件电路仿真功能,为了提高直流电动机调速系统的控制精度和降低开发成本,提出一种类似快速控制原型(Rapid Control Protopyte,RCP)的方案,以验证PID算法的的精确性,即基于Proteus的直流电动机闭环调速系统.与MATLAB等仿真工具相比,利用Proteus可以在虚拟环境中完成硬件电路的设计,并通过对CPU编程,直接验证控制算法.使用这种类快速控制原型的方法,在实验设计系统开发初期,有助于降低开发成本,缩短开发周期,提高设计效率.%In control system development,the parallel development of software and hardware can speed up the design process.Proteus-based libraries have a full range of powerful circuit analysis and simulation of physical function.In this paper,a new kind of fast control prototype (RCP) is proposed to verify the accuracy of the PID algorithm based on paring with MATLAB and other simulation tools,Proteus can be used to complete the design of the hardware circuit in the virtual environment,and through the CPU programming,the validation of control algorithm can be directly achieved.The use of this type of rapid control prototype method,in the early stage of the experimental design system development,can reduce development costs,shorten the development cycle,improve design efficiency.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)012【总页数】5页(P52-56)【关键词】直流电动机;脉宽调制;仿真;单片机【作者】朱奥辞;赵钢【作者单位】天津理工大学天津市复杂控制理论与应用重点实验室,天津300384;天津理工大学天津市复杂控制理论与应用重点实验室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TP271+.40 引言随着计算机仿真软件功能不断完善，处理速度快速提升，仿真在自动控制系统和产品设计中的发挥着举足轻重的作用，当原型硬件电路和嵌入式代码主要部分实现后，就可以在仿真软件中将硬件电路和软件结合起来并开始测试工作，从而可以测试算法的可靠性，即提出的一种类RCP的实验设计方法。

基于proteus的直流电机的控制系统设计

基于proteus的直流电机的控制系统设计
基于Proteus的直流电机控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

下面是一个简单的设计流程：
一、硬件设计
硬件设计主要包括选择电机、电机驱动模块和控制电路等。

1.选择电机：根据实际需求和应用场景选择合适的直流电机。

2.选择电机驱动模块：选择合适的电机驱动模块，如H 桥电路驱动模块，根据电机的额定电压和电流选择合适的驱动器。

3.控制电路设计：设计控制电路，如PWM产生电路、信号放大电路、电源电路等。

二、软件设计
软件设计主要包括控制算法设计和编程实现两个方面。

1.控制算法设计：根据电机特性和控制要求设计合适的控制算法，如PID控制、模糊控制等。

2.编程实现：使用C语言等编程语言编写程序，实现控制算法和控制接口的设计，包括读取电机传感器数据、控制PWM波的产生和输出等。

三、系统仿真
使用Proteus进行系统仿真，可以验证硬件和软件设计的正确性和可靠性。

1.搭建电路模型：使用Proteus搭建电路模型，包括电机、驱动模块、控制电路等。

2.编写控制程序：使用C语言等编写控制程序，实现控制算法和控制接口的设计。

3.系统仿真：进行系统仿真，测试电机控制系统的性能和稳定性。

总之，基于Proteus的直流电机控制系统设计需要进行硬件和软件设计，使用仿真工具进行系统仿真，并验证系统的性能和稳定性。

最终，将系统部署到实际应用场景中，并进行监控和维护。

基于Proteus的直流电机控制系统的设计【毕业作品】

任务书设计题目：基于Proteus的直流电机控制系统的设计1．设计的主要任务及目标本设计是利用Proteus软件与直流电动机，通过合理的设备选型、参数设置和程序设计，完成对直流电动机的正反转控制及直流电机的调速控制，实现控制功能，达到本次设计的目的。

首先应参阅各类相关资料，完成电动机控制回路原理图，然后进行硬件设计及程序编制与调试。

2．设计的基本要求和内容（1）查阅关于直流电机控制的文献资料，并撰写开题报告；（2）熟悉Proteus的开发环境、并完成整体方案的设计；（3）完成直流电机控制回路的硬件、软件设计；（4）编写设计说明书3．主要参考文献[1] 代启化.基于Proteus的电路设计与仿真[J]. 现代电子技术,2006,29(19):84-86[2] 张俊凡.基于直流电机变频调速系统的设计与实现[D]. 学位授予单位:华中科技大学学位名称：硕士学位年度:2009[3] 刘春华,王向周,南顺成,徐冬平.基于PWM控制器的低压直流电机控制系统设计及其应用[C]. 会议名称:第3届制造业自动化与信息化学术交流会日期:20044．进度安排基于Proteus的直流电机控制系统的设计摘要：直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的启动性以及简单的控制电路等优点，在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。

本文设计了以单片机AT89C51和L298驱动芯片控制直流电机脉宽调制（PWM）调速系统。

主要介绍了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。

本系统采用霍尔元器件测量电动机的转速，用单片机软件实现PWM调整电机转速，给出了程序流程图、程序。

硬件电路实现了对电机的预置初值、正反转、急停、加速、减速的控制，以及转速在四位LED上的显示。

关键词：单片机AT89C51，脉宽调制，直流电机Design of the control system of dc motor based on ProteusAbstract：The direct current machine takes the most common one kind of electrical machinery, has the very outstanding linear physical characteristics, the wide governor deflection, the good starting as well as merits and so on simple control circuit, therefore obtained the very widespread application in society’s each domain.This article designs the MCU AT89C51 and L298 drive chip control dc motor pulse width modulation (PWM) control system. Mainly introduces the control system of dc motor, this paper expounds the basic scheme of the system is the basic structure, working principle,operation characteristics and design method. This system USES hall components measured the speed of the motor used in the simulation software , MCU software realization PWM motor speed adjustment, the program flow chart, keilc Proteus procedures. The hardware circuit of the motor, positive &negative initial preset, stop, accelerate, control, and the speed of the slowdown in four led.Key words:Single Chip Microcontroller, AT89C51, Pulse Width Modulation, DC Motor目录1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究意义 (1)2 系统硬件设计 (3)2.1直流电机的简介 (3)2.1.1直流电机的基本结构 (3)2.1.2直流电机的工作原理 (3)2.1.3直流电机调速原理 (3)2.2系统方案设计 (6)2.2.1直流电机驱动方案 (6)2.2.2PWM方式的选择 (6)2.2.3PWM控制信号的产生方式 (7)2.2.4正反转的设计 (7)2.2.5速度调控的实现 (7)2.3系统原理 (8)2.4系统模块的设计 (9)2.4.1单片机最小系统设计 (9)2.4.2直流电机驱动电路设计 (12)2.4.3转速测量及显示模块设计 (15)3 系统软件设计 (19)3.1主程序 (19)3.2PWM控制程序 (24)3.3正反转控制程序 (25)3.4显示功能的实现 (26)3.5键盘的功能的实现与设计 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1 系统硬件原理图 (33)附录2 系统程序 (34)1 绪论1.1研究背景1964年U.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[1]。

基于LabVIEW和Proteus的直流电机调速系统仿真设计

控制算法，求出系统
输出的控制量大小，
然后传送到单片机，
再由单片机输出 PWM
波的占空比，实现直
流电机速度的监测与
控制。
图 3 单片机程序框图
3 基于 LabVIEW 的上位机测控系统设计
上位机主要利用 LabVIEW 的数据处理和图形编程能力，完
成数据采集、处理、显示控制等功能。图 4 为上位机的监控界面，
的设置一致，从而保证串口的正确使用。
3．2 PID 控制模块的设计
在 LabVIEW 中，为了改进 PID 的调节性能，出其他 PID VI，如高级 PID VI、带增
益计划表的 PID VI、具有自调节功能的 PID VI 等。本系统采用的
1 电机调速系统总体设计
为了直观地了解
直流电机实时运行状
况，并对其进行实时监
控，设计出一个直流电
机调速系统。系统总体
由上位机和下位机两
部分组成。上位机采用
LabVIEW 编程，设计
系统的监控界面，下位
机采用 AT89C52 单片机，整体结构框图如
图 1 系统结构框图
图 1 所示。
单片机通过编码器采集转速信息，经过虚拟串口传送到上
主要由显示模块、串口配置模块和 PID 控制模块三部分构成。下
面主要介绍串口配置模块和 PID 控制模块的使用。
图 5 LabVIEW 后面板 4 虚拟串口设计
下位机和上位机之间采用串口通信方式，在仿真环境下，可以通过虚拟串口实现这种功能。本设计中虚拟串口的设计是通过虚拟串口软件 VSPD XP 5．0 实现的。一般计算机只有一个或两个 RS232 串口，使用此软件可以根据用户自身的要求，在计算机上产生多个虚拟的串口，产生的虚拟串口用法和实际串口的用法是一样。串口设计界面如图 6 所示。

基于LabVIEW和Proteus的直流电机调速系统仿真设计

速的目的。２下位机系统设计
２１单片机硬件 Байду номын сангаас 计．下位机Ａ８Ｃ２单片机系统由Ｐｏｅｓ７仿真设计而得，Ｔ９５ｒｔｕ硬件电路如图２所示。
图２系统硬件电路图
编码器是同轴传动。实际使用中，电码盘与电动机同轴传动在光或者通过齿轮连接传动。电动机旋转带动编码器的光栅盘转动，
周志欣武丽（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳６１１）２００
摘要
采用ＬｂｌＷ和Ｐｏｅｓ设计了一个直流电机仿真调速系统。电机的驱动和速度的采集由单片机完成，ａＶＥｒｔｕ并将单片机
ｔｂｅｗｅｅＭＣＵａｎｕｐｒｃｏｐｕｅｒｔｒｕｇｈｉｕｌｅｒ．ｂＶｌｍｐｌｉｏｎｔｎｄｐｅｍｔｈｏｖｒａｓｉＬａｔａ１ＥＷｉｅｍｅｔＰＩｃｏｔｏｌｈｒｃｖｈｉｆｍａｉｎｓＤｎｒｔｅｅｅｉｅｄｔｅｎｏｒｔｏｎ
ｆｍＭＣＵ．ａｌａｊｓｃｍｏｏｐｅｙａｊｓｉＷＭｗａｅｃｕｉｓｏｔｕｈ８Ｃ２ｓｎｌｈｐｃｍｐｔｒｈｎｒｏｆｌｄｕｔｄｔｒｓｅｄｂｄｕｔｇＰｖｓｏｃｐｅｕｐｔｔｅＡＴ９５ｉｅｃｉｏｕｅ，ｅｉｙｎｎｇｔａｈｅｅｔｅｐｒｏｅｏｃｍｏｏｐｅｄｕｔｎ．ｃｉｈｕｐｓｆｄｔｒｓｅｄａｊｓｍｅｔｖ

基于Proteus的直流电机调速系统设计与仿真

基于Proteus的直流电机调速系统设计与仿真作者：王培来源：《环球市场》2017年第22期摘要：本设计以单片机AT89C51为控制系统核心，将控制信号施加在L298芯片上来控制电机运行。

设计是以键盘作为输入，实现对直流电机的启停、加速、减速、正转、反转控制，采用PWM技术控制电动机，以改变占空比来实现对电机速度的精准控制。

文章在程序方面给出了主程序、键盘扫描子程序、PWM信号发生程序、测速度子程序以及显示子程序的流程图。

最后通过Proteus软件对直流电机调速系统进行了仿真与分析，仿真结果表明：本设计实现了对电机启停、加速、减速、正转、反转的有效控制。

关键词：AT89C51；PWM控制；调速；Proteus一、直流电动机调速的硬件设计本设计采用单片机AT89C51来控制输出的数据，将控制信号施加于电机驱动模块的L298芯片上，从而实现控制直流电机。

以键盘作为输入，实现对直流电机的启停、加速、减速、正转、反转控制，设计方案应用PWM技术控制电机，通过改变占空比实现速度的精准控制。

用四位LED显示屏实现电机速度的实时显示。

系统由以下结构组成：单片机、电动机驱动模块、按键模块、显示模块。

主要内容如下：1、电机驱动模块的设计：利用H桥驱动电路可实现电机的正反转，制动的功能，L298是集成有桥式电路的电机专用芯片，在应用领域被广泛使用，而且其性能稳定可靠，故用L298作为电机的驱动芯片。

2、单片机的选型：MCS-51系列单片机有多种型号，其中AT89C51不仅能兼容8051，还有ISP编程和看门狗的功能，本设计选用单片机AT89C51作为控制核心；3、键盘类型的选择：与矩阵式键盘相比独立式键盘结构比较简单，所以本设计采用独立式键盘向单片机输入信号；4、显示模块的设计：LED是单片机系统中最常用的一款输出器件，所以用LED实现对电机转速的实时显示。

二、直流电动机调速的程序设计在进行单片机控制系统的设计时，除了硬件的设计外，大量的工作是根据每个对象的实际需要而进行的程序设计。

proteus仿真-直流电机驱动、调速及过流保护报告

电流电机驱动、调速及过流保护实验报告学院：电子信息学院班级：组长：组员：实验课题：直流电机驱动、调速及过流保护目录1、项目描述 (3)2、设计原理 (3)3、设计过程 (4)3.1、硬件设计 (4)3.2、软件设计 (6)4、系统功能调试 (10)4.1、调试软件介绍 (10)4.2、电路运行结果 (11)5、总结 (12)1、项目描述本项目将通过proteus仿真电路模拟电机的驱动，并实现调速和转向控制。

项目将应用一个简单的电路，使用Arduino和L298N IC控制直流电机的速度和方向。

使用PWM信号和L298N（H桥）的组合来控制简单直流电机的功能，即速度和转向控制。

本项目基本完成了驱动，调速及转向控制功能。

2、设计原理 0直流电机是指能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。

它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机的工作原理是里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。

导体受力的方向用左手定则确定。

这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。

如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。

基于Proteus仿真的直流电机控制

前言 (1)正文 (1)2.1 设计目的和意义 (1)2.1.1 设计目的 (1)2.1.2 设计意义 (1)2.2 设计方法 (1)2.3设计内容 (2)2.3.1 89C51单片机介绍 (2)2.3.2内容概要 (3)2.4电路分析 (3)2.4.1程序流程图 (3)2.4.2元件清单 (4)2.4.3程序电路图 (5)2.4.4程序运行结果 (5)2.4.5 Proteus调试与仿真 (5)结论 (6)总结 (7)参考文献 (8)直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。

早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂．功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。

随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。

采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

正文2.1 设计目的和意义2.1.1 设计目的作为理工科的学生应该在学习与动手实践中提高自己的专业技能知识，通过课程设计使我进一步熟悉了单片机的内部结构和工作原理，掌握了单片机应用系统设计的基本方法和步骤；通过利用AT89C52单片机，理解单片机在自动化装置中的作用以及掌握单片机的编程调试方法；通过设计一个简单的实际应用输入控制及显示系统，掌握protues和Wave以及各种仿真软件的使用。

现在的学习都是为以后的发展而做铺垫，通过课程设计提高自己的动手能力。

2.1.2 设计意义加深理解直流电机在单片机上的运用，增进对电路仿真的兴趣。

2.2 设计方法定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。