推薦基于AT89S52單片機直流電機PWM控制系統(tǒng)畢業(yè)論文答辯PPT

1、1 論文框架論文框架研究背景研究背景課題介紹課題介紹硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)pwm脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制ir2110電機驅(qū)動電機驅(qū)動主程序流程圖主程序流程圖123456研究背景研究背景 直流電動機在礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等直流電動機在礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。而以往直流電動機的控制只是簡領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。而以往直流電動機的控制只是簡單的控制，很難進行調(diào)速，不能實現(xiàn)智能化。如今，直流電動單的控制，很難進行調(diào)速，不能實現(xiàn)智能化。如今，直流電動機的調(diào)速控制已經(jīng)離不開單片機的控制，單片機應(yīng)用技術(shù)的飛機的調(diào)速控制已經(jīng)離不開單片機的控制，單片機應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展促

2、進了自動控制技術(shù)的發(fā)展，使人類社會步入了自動化速發(fā)展促進了自動控制技術(shù)的發(fā)展，使人類社會步入了自動化時代，單片機應(yīng)用技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，促進了學(xué)科時代，單片機應(yīng)用技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，促進了學(xué)科發(fā)展和專業(yè)更新，引發(fā)了新興交叉學(xué)科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)發(fā)展和專業(yè)更新，引發(fā)了新興交叉學(xué)科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變了人類的生活。代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變了人類的生活。由于單片機的體積小、重量輕、功能強、抗干擾能力強、控制由于單片機的體積小、重量輕、功能強、抗干擾能力強、控制靈活、應(yīng)用方便、價格低廉等特點，計算機性能的不斷提高，靈活、應(yīng)用方便

3、、價格低廉等特點，計算機性能的不斷提高，單片機的應(yīng)用也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動化等單片機的應(yīng)用也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動化等方面。方面。 課題介紹課題介紹 基于以上思路，本設(shè)計是以單片機基于以上思路，本設(shè)計是以單片機at89s51 、ir2110集成芯片控制的直流集成芯片控制的直流電機脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。利用電機脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。利用at89s52芯芯片進行低成本直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)片進行低成本直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計，能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、計，能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需增強系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需要。系統(tǒng)實現(xiàn)對電

4、機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急要。系統(tǒng)實現(xiàn)對電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速的控制，以及停、加速、減速的控制，以及pwm的占的占空比在空比在led上的實時顯示。上的實時顯示。 硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)如下：系統(tǒng)設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)如下：主控芯片pwm信號的產(chǎn)生與放大直流電機測速發(fā)電機濾波電路a/d轉(zhuǎn)換u本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)采用at89s51控制輸出數(shù)據(jù)，由控制輸出數(shù)據(jù)，由pwm信號發(fā)生電路產(chǎn)生信號發(fā)生電路產(chǎn)生pwm信號，送信號，送到直流電機，直流電機通過測速電路，到直流電機，直流電機通過測速電路，濾波電路，和濾波電路，和a/d轉(zhuǎn)換電路交數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)換電路交數(shù)據(jù)重新送回單片機，進行送回單片機，進行pi運算，

5、從而實現(xiàn)對運算，從而實現(xiàn)對電機速度和轉(zhuǎn)向的控制，達到直流電機電機速度和轉(zhuǎn)向的控制，達到直流電機調(diào)速的目的。調(diào)速的目的。pwm脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制pwm簡介簡介 pwm（脈沖寬度調(diào)制）是按一個固定的（脈沖寬度調(diào)制）是按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)個周期內(nèi)“接通接通”和和“斷開斷開”時間的長短。通時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的過改變直流電機電樞上電壓的“占空比占空比”來達來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉(zhuǎn)速。也正因為如此，機的轉(zhuǎn)速。也正因為如此，pwm又被稱為又被稱為

6、“開關(guān)驅(qū)動裝置開關(guān)驅(qū)動裝置”。 pwm占空比占空比 如下圖，設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為如下圖，設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為vmax，設(shè)占空比，設(shè)占空比d= t1 / t，則電機的平均速度為，則電機的平均速度為va = vmax * d，其中，其中va指的是電機的平均速度。由上面的公指的是電機的平均速度。由上面的公式可見，當(dāng)我們改變占空式可見，當(dāng)我們改變占空d=t1/t時，就可以得到不同的時，就可以得到不同的電機平均速度電機平均速度va,從而達到調(diào)速的目的。從而達到調(diào)速的目的。pwmpwm調(diào)速軟件實現(xiàn)調(diào)速軟件實現(xiàn)采用定時器做為脈寬控制的定時方式，這一方式產(chǎn)生的脈采用定時器做為脈

7、寬控制的定時方式，這一方式產(chǎn)生的脈 沖寬度極其精確，誤差只在幾個沖寬度極其精確，誤差只在幾個usus。脈寬脈寬w w、定時標(biāo)記、定時標(biāo)記t t定時計數(shù)器定時計數(shù)器10us10us中斷一次，一共中斷一次，一共100100次，周期次，周期1ms1mstwpwm 控制流程圖控制流程圖ir2110電機驅(qū)動電機驅(qū)動 ir2110是美國國際整流器公司利用自身是美國國際整流器公司利用自身獨有的高壓集成電路以及無閂鎖獨有的高壓集成電路以及無閂鎖cmos技術(shù)，于技術(shù)，于1990年前后開發(fā)并且投放市場年前后開發(fā)并且投放市場的，的，ir2110的概念即是雙通道的高壓或的概念即是雙通道的高壓或高速的功率器件柵極驅(qū)動的

8、單片式集成高速的功率器件柵極驅(qū)動的單片式集成驅(qū)動器。驅(qū)動器。ir2110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 引腳功能：引腳功能：lo（引腳（引腳1）低端輸出；）低端輸出； com（引腳（引腳2）公共端；）公共端； vcc（引腳（引腳3）低端固定電源電壓；）低端固定電源電壓； nc（引腳（引腳4）空端；）空端； vs（引腳（引腳5）高端浮置電源偏移電壓；高端浮置電源偏移電壓； vb （引腳（引腳6）高端浮置電源電壓；）高端浮置電源電壓； ho（引腳（引腳7）高端輸出；）高端輸出； nc（引腳（引腳8） 空端；空端； vdd（引腳（引腳9）邏輯電）邏輯電源電壓；源電壓； hin（引腳（引腳10）邏輯高端輸入；）

9、邏輯高端輸入； sd（引腳（引腳11）關(guān)斷；）關(guān)斷； lin（引腳（引腳12）邏輯低端輸入；）邏輯低端輸入； vss（引腳（引腳13）邏輯電路地電位端，）邏輯電路地電位端，其值可以為其值可以為0v； nc（引腳（引腳14）空端）空端 數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換 芯片芯片adc0809介紹介紹uadc0809是是8位、逐次比較式位、逐次比較式a/d轉(zhuǎn)換芯轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的片，具有地址鎖存控制的8路模擬開關(guān)，路模擬開關(guān)，應(yīng)用單一的應(yīng)用單一的+5v電源，其模擬量輸入電電源，其模擬量輸入電壓的范圍為壓的范圍為0v-+5v，其對應(yīng)的數(shù)字量，其對應(yīng)的數(shù)字量輸出為輸出為00h-ffh，轉(zhuǎn)換時間為，轉(zhuǎn)換時間為

10、100s，無須調(diào)零或者調(diào)整滿量程。無須調(diào)零或者調(diào)整滿量程。adc0809的引腳及其功能的引腳及其功能uadc0809有有28個引腳，其中個引腳，其中in0-in7接接8路模擬量輸入。路模擬量輸入。ale是地址鎖存是地址鎖存允許，、接基準電源，在精度要求不太允許，、接基準電源，在精度要求不太高的情況下，供電電源就可以作為基準高的情況下，供電電源就可以作為基準電源。電源。start是芯片的啟動引腳，其上是芯片的啟動引腳，其上脈沖的下降沿起動一次新的脈沖的下降沿起動一次新的a/d轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。eoc是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，可以用于向單片是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，可以用于向單片機申請中斷或者供單片機查詢。機申請中斷或者供

11、單片機查詢。oe是輸是輸出允許端。出允許端。clk是時鐘端。是時鐘端。db0-db7是數(shù)字量的輸出。是數(shù)字量的輸出。adda、addb、addc接地址線用以選定接地址線用以選定8路輸入中的一路輸入中的一路，詳見下圖。路，詳見下圖。adc0809的引腳圖的引腳圖主程序流程圖主程序流程圖 本系統(tǒng)中使用了測速發(fā)本系統(tǒng)中使用了測速發(fā)電機對直流電機的轉(zhuǎn)速電機對直流電機的轉(zhuǎn)速進行測量，經(jīng)過濾波電進行測量，經(jīng)過濾波電路后，將測量值送到路后，將測量值送到a/d轉(zhuǎn)換器，并且最終轉(zhuǎn)換器，并且最終作為反饋值輸入到單片作為反饋值輸入到單片機進行機進行pi運算，從而實運算，從而實現(xiàn)了對直流電機速度的現(xiàn)了對直流電機速度的

12、控制。本系統(tǒng)有四個按控制。本系統(tǒng)有四個按鍵，加速、減速、正轉(zhuǎn)、鍵，加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。如果有按鍵按下，反轉(zhuǎn)。如果有按鍵按下，得到相對應(yīng)的脈沖得到相對應(yīng)的脈沖w，最后利用最后利用led數(shù)碼管實數(shù)碼管實時顯示脈寬時顯示脈寬w。 硬件連接硬件連接本設(shè)計以本設(shè)計以proteus軟件仿真軟件仿真uproteus是世界上著名的是世界上著名的eda工具工具(仿真仿真軟件軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、真軟件、pcb設(shè)計軟件和虛擬模型仿真設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和和msp430等，等，2010年又增年又增加了加了cortex和和dsp系列處理器，并持續(xù)系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持它也支持iar、keil和和mplab等多種編等多種編