直流电机转速控制

直流电机转速控制

课程设计

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目录

1．直流电机转速控制方案设计 (2)

设计要求 (2)

设计框图 (2)

2．直流电机转速控制硬件设计 (3)

主要器件功能 (3)

硬件原理图 (6)

3．直流电机转速控制软件设计 (7)

4．调试 (8)

硬件测试 (8)

软件调试……………………………………………………………(11 1．直流电机转速控制方案设计

设计要求

通过设计了解如何运用电子技术来实现直流电机转速控制，完成直流电机转向和转速的控制，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。

1、用按键1控制旋转方向，实现正转和反转。

2、电机的设定转速与电机的实际转速在数码管上显示。

3、旋转速度可实时改变。

设计框图

本课题中测量控制电路组成框图如下所示：

图1

2．直流电机转速控制硬件设计

主要器件功能

1、L298N 是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，与L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。此外可能通过使能端的高低电平的变换,从而使电机通断,来控制电机的转速。

图2

板上的EN1 与EN2 为高电平时有效，这里的电平指的是TTL 电平。EN1 为IN1 和IN2 的使能端，EN2为IN3 和IN4 的使能端。POWER 接直流电源，注意正负，电源正端为VCC，电源地为GND。

2、ZLG7290的核心是一块ZLG7290B芯片，它采用I2C接口，能直接驱动8位共阴式数码管，同时可扫描管理多达64只按键，实现人机对话的功能资源十分丰富。除具有自动消除抖动功能外，它还具有段闪烁、段点亮、段熄灭、功能键、连击键计数等强大功能，并可提供10种数字和21种字母的译码显示功能，用户可以直接向显示缓存写入显示数据，而且无需外接元件即可直接驱动数码管，还可扩展驱动电压和电流。此外，ZLG7290B的电路简单，使用也很方便。

用户按下某个键时，ZLG7290的INT引脚会产生一个低电平的中断请求信号，读取键值后，中断信号就会自动撤销。正常情况下，微控制器只需要判断INT引脚就可以得到键盘输入的信息。微控制器可通过两种方式得到用户的键盘输入信息。其一是中断方式，该方式的优点是抗干扰能力强，缺点是要占用

微控制器的一个外部中断源。其二是查询方式，即通过不断查询INT引脚来判断是否有键按下，该方式可以节省微控制器的一根I／O口线，但是代价是I2C 总线处于频繁的活动状态，消耗电流多并且不利于抗干扰。

图3

ZLG7290能够直接驱动8 位共阴式数码管（或64 只独立的LED），同时还可以扫描管理多达64 只按键。其中有8 只按键还可以作为功能键使用，就像电脑键盘上的Ctrl、Shift、Alt 键一样。另外ZLG7290B 内部还设置有连击计数器，能够使某键按下后不松手而连续有效。采用I2C 总线方式，与微控制器的接口仅需两根信号线。可控扫描位数，可控任一数码管闪烁。

4、MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源

电平转换芯片,使用+5v单电源供电。

图4

第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。 8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从

T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。

硬件原理图

电路图

图5

3．直流电机转速控制软件设计

程序流程图

图6 4．调试

硬件测试

单片机部分及其接口电路测试

图7

当按键S1按下时,产生INT0中断,使,取反.这样就能控制电机的正反转,且中断来时取反这样LED灯亮灭代表不同的转向.

电机部分电路及其接口电路测试

图8

电机测试时,L298N的IN3,IN4的输出控制电机的正反转,IN3,IN4为0,1,时是一种转向,当IN3,IN4为1,0时,就反向转动.

而电机的转速控制是通过L298N的ENB来控制,由于ENB的状态直接确定电机的通断,所以,测试时,通过调节ENB占空比的输出来测试电机的转速控制.

电机的测速是通过霍尔开关来获取的,电机的叶片上贴有磁钢,当磁钢经过霍尔开关时,霍尔开关2脚产生脉冲,当一定的时间到时,霍尔开关的2脚输出的脉冲数被单片机记录,然后经过处理在8位数码管上显示出来.

数码管的部分电路及其接口电路测试

图9

通过单片机控制使LED1显示输入需要控制的转速，LED2来显示实时的转速，单片机与LED灯之间通过集成芯片ZLG7290来进行连接。

软件调试

按键程序

当按键按下的时候产生一个低电平,连接INT0,产生外部中断,使,,取反,从而控制电机正反转,和LED灯的状态,显示其转向.具体的程序如下:

void INT0SUB() interrupt 0

{

P11=~P11;

P12=~P12;

P13=~P13;

}

PWM程序

因为电机调速是本次设计的最主要任务之一，所以PWM程序也是程序中最重要的一环。