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1、基于单片机的直流电机基于单片机的直流电机PWM调速控制系调速控制系统统导师：张导师：张 鑫鑫学生：杨学生：杨 林林学院：信息与工程学院学院：信息与工程学院班级：班级：09生工生工1班班1本选题的理由及意义本选题的理由及意义本选题的理由及意义本选题的理由及意义本选题的理由及意义本选题的理由及意义2需要重点研究的关键问题及解决问题的思路需要重点研究的关键问题及解决问题的思路需要重点研究的关键问题及解决问题的思路需要重点研究的关键问题及解决问题的思路需要重点研究的关键问题及解决问题的思路需要重点研究的关键问题及解决问题的思路3创新点及实践价值创新点及实践价值创新点及实践价值创新点及实践价值创新点及实
2、践价值创新点及实践价值4完成本选题所需的工作条件完成本选题所需的工作条件完成本选题所需的工作条件完成本选题所需的工作条件完成本选题所需的工作条件完成本选题所需的工作条件5工作方案分析及进度计划工作方案分析及进度计划工作方案分析及进度计划工作方案分析及进度计划工作方案分析及进度计划工作方案分析及进度计划一、本选题的理由及意义v现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统
3、各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，并且随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。v本题正是以此为出发点,利用单片机来实现对电机转速的监测和控制。二、需要重点研究的关键问题及解决问题的思路控制系统控制系统软件编程软件编程软件编程软件编程及调试及调试及调试及调试采用何种采用何种采用何种采用何种方法来改方法来改方法来改方法来改变占空比变占空比变占空比变占空比如何选择如何选择如何选择如何选择合
4、适的单合适的单合适的单合适的单片机片机片机片机如何选择如何选择如何选择如何选择合适的电合适的电合适的电合适的电机驱动机驱动机驱动机驱动（1）如何选择合适的单片机如何选择合适的单片机v如何选择合适的单片机是本课题待解决的第一个问题。综合各方面因素考虑，本课题将采用AT89S52,利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制。（2）如何选择合适的电机驱动如何选择合适的电机驱动v如何选择合适的电机驱动是本课题待解决的第二个问题。综合各方面因素考虑，本课题将采用L620
5、3电机驱动，L6203是DMOS全桥直流驱动器,OUT1和OUT2之间接直流电机,ENABLE=1时,将PWM信号给IN1,PWM信号反向后给IN2,这样调整PWM即可改变直流电机的转速。（3）采用何种方法来改变占空比采用何种方法来改变占空比v如何选改变占空比是本课题待解决的第三个问题。改变占空比的方法通常有定宽调频法，调频调宽法，定频调宽法,由于前两种方法在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率),当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时,将会引起震荡,因此采用定频调宽法来改变占空比。（4）软件编程及调试软件编程及调试v软件编程及调试是本题待解决的第四个问题，也是最为重要关键的问题，关系着该系统能
6、否实现其功能。三、创新点及实践价值三、创新点及实践价值 PWM-脉冲宽度调制技术，通过对微处理脉冲宽度调制技术，通过对微处理器输出的一系列数字脉冲宽度进行调制，等效器输出的一系列数字脉冲宽度进行调制，等效地获得模拟电路所需的波形，从而实现对模拟地获得模拟电路所需的波形，从而实现对模拟电路控制的一种有效技术。采用电路控制的一种有效技术。采用PWM技术可技术可以避免传统调速系统模拟电路容易随时间飘移、以避免传统调速系统模拟电路容易随时间飘移、产生一些不必要的热损耗、以及对噪声敏感等产生一些不必要的热损耗、以及对噪声敏感等缺点，并且缺点，并且PWM调速系统低速特性好，动态调速系统低速特性好，动态抗干
7、扰能力强的特点抗干扰能力强的特点.由此来实现直流电机的启由此来实现直流电机的启动、停止、加速、减速、正转、反转以及速度动、停止、加速、减速、正转、反转以及速度的动态显示，并且大幅度提高了转速显示的精的动态显示，并且大幅度提高了转速显示的精确性。确性。四、完成本选题所需的工作条件四、完成本选题所需的工作条件工具：工具：（1）直流电机原理简述的相关资料）直流电机原理简述的相关资料（2）PWM控制转速等的一些资料控制转速等的一些资料（3）模电、数电书籍）模电、数电书籍（4）焊接工具一套）焊接工具一套参考文献：参考文献：参考文献：参考文献：v1 林金阳,王明福.基于MC51单片机的直流电机PWM调速系
8、统J.长春工程学院学报(自然科学版),2009,(03).v2 王苏.直流电机PWM调速研究及单片机控制实现J.机电工程技术,2008,(11).v3 方力.基于单片机的直流电动机控制系统设计J.机械制造与自动化,2011,(06)v4 郑宪伟,赵玉林,成广大.基于AVR单片机的直流电机的PWM闭环调速系统的设计J.煤矿机械，2008,（01）.v5 蒲龙梅，李泓.单片机控制的直流PWM调速装置的研究J技术探讨与研究.2006,（03）.v6 赵鸿图.基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速系统J.电子技术,2008,(10).v7 贾玉瑛,王臣.基于单片机控制的PWM直流调速系统.J.包
9、头钢铁学院学报.2005,(12).v8 吴泽明,王俊,王景.利用单片机产生PWM信号的软件实现方法J.2008,(01).v9 Mengda Li;Xiaobin Liu and Na Lin EE Dept.Dual-PWM Four-Quadrant Control System of Induction Motor Based on DSPC.Proceedings of 2010 International Conference on Management Science and Engineering(MSE 2010)(Volume 1).2010-10-17v10 Xiaodo
10、ng Zhang Bingshu Wang Yongjun;Application Research of PWM Inverter in the Cascade Speed Control System of Inner-feedback MotorC.Proceedings of 2009 9th International Conference on Electronic Measurement&Instruments（ICEMI2009）2009-08-16五、工作方案分析及进度计划五、工作方案分析及进度计划 本系统主要由单片机小系统模块、本系统主要由单片机小系统模块、本系统主要由单片
11、机小系统模块、本系统主要由单片机小系统模块、PWMPWM控制模块、控制模块、控制模块、控制模块、驱动模块、电机参数采集模块、转速显示模块、电源驱动模块、电机参数采集模块、转速显示模块、电源驱动模块、电机参数采集模块、转速显示模块、电源驱动模块、电机参数采集模块、转速显示模块、电源模块及按键控制模块组成。总体结构如图模块及按键控制模块组成。总体结构如图模块及按键控制模块组成。总体结构如图模块及按键控制模块组成。总体结构如图1 1所示。所示。所示。所示。BACKBACK2011-2012 2011-2012 学年（下）：学年（下）：学年（下）：学年（下）：第第第第 1 1 周周周周第第第第 18
12、18 周周周周 具体进度安排：具体进度安排：具体进度安排：具体进度安排：第第第第 1-6 1-6 周：资料收集，熟悉课题。撰写、提交毕业设计任务书、开题报周：资料收集，熟悉课题。撰写、提交毕业设计任务书、开题报周：资料收集，熟悉课题。撰写、提交毕业设计任务书、开题报周：资料收集，熟悉课题。撰写、提交毕业设计任务书、开题报告；告；告；告；第第第第7 7 周：周：周：周：阅读文献，查阅资料，确定系统功能框架，论文骨架搭建；阅读文献，查阅资料，确定系统功能框架，论文骨架搭建；阅读文献，查阅资料，确定系统功能框架，论文骨架搭建；阅读文献，查阅资料，确定系统功能框架，论文骨架搭建；第第第第 8-98-9
13、周：论文框架细化，撰写综述、外文翻译、详细方案选择、确定周：论文框架细化，撰写综述、外文翻译、详细方案选择、确定周：论文框架细化，撰写综述、外文翻译、详细方案选择、确定周：论文框架细化，撰写综述、外文翻译、详细方案选择、确定第第第第10-12 10-12 周：修改综述、外文翻译等，最终方案确定、元器件购买等，课周：修改综述、外文翻译等，最终方案确定、元器件购买等，课周：修改综述、外文翻译等，最终方案确定、元器件购买等，课周：修改综述、外文翻译等，最终方案确定、元器件购买等，课题实施；题实施；题实施；题实施；第第第第13-15 13-15 周：各功能部件软件编写和硬件设计，调试；周：各功能部件软
14、件编写和硬件设计，调试；周：各功能部件软件编写和硬件设计，调试；周：各功能部件软件编写和硬件设计，调试；第第第第 16-17 16-17 周：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息，软硬件及系统周：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息，软硬件及系统周：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息，软硬件及系统周：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息，软硬件及系统联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩 第第第第 18 18 周：周：周：周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打完成论文修
15、改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归档。印、装订，毕业设计各种材料提交归档。印、装订，毕业设计各种材料提交归档。印、装订，毕业设计各种材料提交归档。毕业设计进度总体时间安排：毕业设计进度总体时间安排：如果第一次设计答辩未能通过，则如果第一次设计答辩未能通过，则如果第一次设计答辩未能通过，则如果第一次设计答辩未能通过，则2012-2013 2012-2013 学年学年学年学年（上）第（上）第（上）第（上）第11第第第第5 5周继续细化设计，具体安排如下：周
16、继续细化设计，具体安排如下：周继续细化设计，具体安排如下：周继续细化设计，具体安排如下：第第第第1-31-3周：通过上次答辩出现的问题，对其进行总结周：通过上次答辩出现的问题，对其进行总结周：通过上次答辩出现的问题，对其进行总结周：通过上次答辩出现的问题，对其进行总结和进行改进，查看是否还有其他问题，对软硬件进和进行改进，查看是否还有其他问题，对软硬件进和进行改进，查看是否还有其他问题，对软硬件进和进行改进，查看是否还有其他问题，对软硬件进行完善和优化；行完善和优化；行完善和优化；行完善和优化；第第第第4 4周：让指导老师查看设计，请其指出不足和改进周：让指导老师查看设计，请其指出不足和改进周：让指导老师查看设计，请其指出不足和改进周：让指导老师查看设计，请其指出不足和改进之处，准备答辩；之处，准备答辩；之处，准备答辩；之处，准备答辩；第第第第5 5周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归档。档。档。档。谢谢各位老师的聆听指导谢谢各位老师的聆听指导!再见再见!
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