单片机直流电动机调速系统设计.doc

摘要:本文详述了利用MCS-51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。PWM控制技术以其控制简单灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术广泛应用的控制方式。利用这种方式来改变电压的占空比实现直流电机速度的调控。采用单片机组成了PWM信号发生系统，然后通过放大来驱动电动机。检测回路利用光电编码器将转速直接转换成数字信号，经过滤波电路得到直流电压信号，把信号反馈给单片机，在内部进行PI运算，输出控制量完成闭环控制，实现电机的调速控制。另外为测试电动机在不同阻力转矩下的工作状态，设计一台阻力转矩装置用来改变电机的负载转矩。

关键字:单片机 ；PWM技术；编码器；直流电动机

目录

摘要

Abstract

1绪  论-1

1.1 背景及现状-1

1.2 研究方法-1

2 系统方案论证-2

3 硬件部分-4

3.1 单片机的选型-4

3.1.1 单片机的选择-4

3.1.2 单片机的运用-5

3.2 PWM控制技术-5

3.2.1 PWM定义-5

3.2.2 调速原理-6

3.3 功率放大驱动电路设计-7

3.3.1 PWM功率放大原理-7

3.3.2 标准的PWM功率放大器-9

3.4 测速传感器-11

3.4.1 光电编码器-11

3.4.2 安装位置-12

3.5 键盘及显示电路-13

3.5.1 键盘设计图-13

3.5.2显示设计-14

4软件部分-16

4.1主程序及系统初始化模块-16

4.2 中断子程序模块-17

4.3键盘/显示模块设计-19

4.4数字PID流程图-20

5 电机实验转矩负载装置-23

5.1 负载控制原理及计算-23

5.1.1 负载装置的机械结构-23

5.1.2 检测原理及计算-24

5.1.3 关键扭矩机构及压力传感器位置-24

5.1.4 螺杆机构-25

5.1.5 滑块机构-25

5.1.6 底座箱体结构-26

5.2 根据电机的轴径确定联轴器-27

5.3 实现过程-27

结  论-29

致  谢-30

参考文献-31

附   录-32

1.源程序-32

2.电路原理图-39