计算机控制系统课程设计直流电机测速调速系统

XI`AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY

课程名称直流电机测速调速实验

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号：

指导教师：秦刚

成绩：

2016年7月11

日

计算机控制系统课程设计

——直流电机测速调速系统

一、选定题目：电机速度控制系统

二、设计目的和要求：

计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要微型机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。课程设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。

三、功能需求：

1、基本功能：

（1）该系统使用实验箱的直流电机、1602 液晶、 DA、键盘等模块完成设计；

（2）直流电机通过DA模块使用PWM方式进行驱动及调速；

（3）能够通过 1602 液晶显示当前转速及 PWM占空比；（4）

通过按键控制电机的启动和停止。

2、扩展功能：

（1）能够通过按键手动输入目标转速（转/秒），启动电机后控制电机稳定

在目标转速；

（2）使用 1602 液晶实时显示目标转速、当前转速及启停状态（on/off ）。

四、实验思路：

本直流电机调速系统以单片机系统为依托，根据 PWM调速的基本原理，控制电动机的转速为依据，实现对直流电动机的调速，并通过单片机控制速度的变化。本设计的直流电机调速系统主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前

提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，

是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现

的各项功能，达到控制器自动对电机速度的有效控制。

用51 来产生 PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大概可以分为软件延时和定时器产生两种方法。本次课程设计我们采用定时器产生PWM方波。

定时器产生PWM:这种方法利用了定时器溢出中断，在中断服务程序改变电

平的高低，在程序较复杂、多操作时仍能输出较准确的pwm波形。

五、实验设备：

单片机开发实验仪一台；

AT89C51；

LCD1602；

DA数模转换；

按键；

光电开关

六、实验原理：

1、硬件框图：

硬件部分主要由电位器、模数转换模块、51 单片机、显示模块、驱动电路

和无刷直流电机组成。其功能框图如下：

2、硬件介绍：

1)1602 液晶显示模块电路

1602C字符型液晶： CS：片选信号，低电平有效；RS：选择读写的是指令或数据， L：指令， H：为数据。 RW：读写控制端， L：写操作， H：读操作。

12864J 图形点阵液晶： CS：片选信号，低电平有效； CS1/2：左右半屏使能选择， H：左半屏， L：右半屏； RS：选择读写的是指令或数据，L：指令， H：为数据。 RW：读写控制端， L：写操作， H：读操作。

12864M图形点阵液晶： JP6 的 16 脚是空脚， JP6 的 15 脚是 PSB：PSB接高电平，CPU与液晶使用并行接口连接，连接方法与 12864J 完全相同； PSB接低电平，CPU与液晶使用串行接口连接，此时，RS、RW、E 与 CPU的 I/O 管脚相连（STAR ES59PA才有该功能）。

西安工业大学课程设计（论文）用纸

R4

VCC DS1

470

R31

W2

WR110K

10K

35

RD24

6

U5A

CS U3B

RS

RW

JP9

2

1

(1602C 字符型液晶 )

R4

VCC DS1

470

R31

W2

WR110K

10K

35

RD24

U5A

6

CS U3B

RS

(1602C 字符型液晶 ) RW

JP6

1

VSS

2

VDD

3

V0

4

RS

5

RW

6

E

D07

DB0

D18

DB1

D29

DB2

D310

DB3

D411

DB4

D512

DB5

D613

DB6

D714

DB7

15

LED+

16

LED-

1602C

JP6

1

VSS

2

VDD

3

V0

4

RS

5

RW

6

E

D07

DB0

D18

DB1

D29

DB2

D310

DB3

D411

DB4

D512

DB5

D613

DB6

D714

DB7

CS1/22

115

CS1 16CS2

3

U3A

2

1

17

RST

18

VOUT

19

LED+

20LED-JP9

12864J