《直流电机转速测量与控制系统18955》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流电机转速测量与控制系统18955（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、山东大学威海分校机电工程学院课 程 设 计课程名称 单片机原理与应用课题名称 直流电机转速测量与控制系统专 业 测控学 号 20078004027姓 名 刘晨曦任课教师 曹立军2010 年 6 月 18 日山东大学威海分校机电工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 单片机原理与应用 课 题 直流电机转速测量与控制系统专业班级 07 测控 学生姓名 刘晨曦 学 号 20078004027 指导老师 曹立军 审 批任务书下达日期 2010 年 5 月 28 日任 务 完 成 日 期 2010 年 6 月 18 日设 计 内 容 与 设 计 要 求设计内容：直流电机 200W, 电压：24V,
2、调速范围30%。要求有设计说明书，画出控制系统结构图；闭环转速测控系统的具体设计，包括所选传感器、执行器和控制器的类型、原理、输入输出接口和工作电路等；系统流程图及控制算法；控制系统界面的软件设计，包括程序流程图和实现代码；控制算法的实现，包括程序流程图和实现代码或仿真代码。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；5）应用程序的调试。主 要 设 计 条 件单片机通过霍尔传感器检测电机的转速，利用单片机实验台上电机转速调节，进行程序设计和调试，调速范围30%说 明 书 格 式1. 课程设计任务书2. 目录3. 总体方案设计
3、4. 单元模块设计5. 系统功能调试6. 设计总结7. 程序清单附录附录 A 系统原理图附录 B 程序清单进 度 安 排设计时间为三周第一周：布置课题任务，讲课及课题介绍借阅有关资料，总体方案讨论总体方案第二周：系统设计及调试软件设计及调试第三周：写说明书整理资料目录目录 .- 5 -第 1 章 前言 .- 6 -第 2 章 基本原理 .- 7-第 3 章 总体设计思路 .- 9 -3.1 设计方案 .- 9 -第 4 章 电路的设计方案 .- 12 -第 5 章 系统功能调试. .- 19 -第 6 章 结论 .- 23 -第 7 章 总结与体会 .- 23 -第 8 章 参考文献 .- 2
4、4 -附录 1 .- 25 -附录 2 .- 25 -第 1 章 前言直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控
5、制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。第 2 章 基本原理2.1 转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有 M 法（测频法）、T 法（测周期法）和 MPT 法（频率周期法），该系统采用了 M 法（测频法）。由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n 为电机转速
6、；P 为电机转一圈的脉冲数；T 为输出方波信号周期。根据式（1）即可计算出直流电机的转速。霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场 B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的 2个侧面之间产生霍尔电势。其大小和外磁场及电流大小成比例。霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。在这里选用美国史普拉格公司（SPRAGUE）生产的 3000 系列霍尔开关传感器 3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电
7、压范围宽、可靠性高、外电路简单#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit open = P20;sbit close = P21;sbit swap = P22;sbit sub_speed = P23;sbit add_speed = P24;sbit PWM1 = P30;sbit PWM2 = P31;/*液晶显示*/sbit E=P37;sbit RW = P36;sbit RS = P35;sbit test = P34;int time = 0;int high = 20;int period = 30;int
8、change = 0;int flag = 0;int num_medium = 0;int num_display = 0;int count_speed = 0;uchar wword=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39; /*延时 t 毫秒*/void delay(uchar t)uint i;while(t)/*对于 11.0592MHz 时钟，延时 1ms*/for(i=0;i125;i+);t-;/写命令函数 LCDvoid wc51r(uchar j)RS=0;RW=0;P1=j;E=1;E=0;delay(3);/
9、写数据函数 LCDvoid wc51ddr(uchar j)RS=1;RW=0;P1=j;E=1;E=0;delay(2);/初始化函数 LCDvoid init() wc51r(0x01); /清屏wc51r(0x38); /使用 8 位数据，显示两行，使用 5*7 的字型 wc51r(0x0c); /显示器件，光标开，字符不闪烁wc51r(0x06); /字符不动，光标自动右移一格/*8T0 中断服务程序*PWM 波的生成*/void time0_int(void) interrupt 1 time+;TH0 = 0xec;TL0 = 0x78;if(change = 0)PWM2 = 1
10、;if(time = high)PWM1=0;else if(time = period) PWM1 = 1;time = 0;else PWM1 = 1;if(time = high) PWM2=0;else if(time = period) PWM2 = 1;time = 0;/*/*T1 中断服务程序*单位时间（S）方波的个数*/void time1_int(void) interrupt 3 count_speed+;if(count_speed = 20) count_speed = 0;num_display = num_medium;num_medium = 0;/*/*速度显示的数据处理*/void datamade() uint data MM,NN;wc51r(0xc2);wc51ddr(S); wc51ddr(p);wc51ddr(e);wc51ddr(e);wc51ddr(d);wc51ddr(0x3a);NN = num_display%100;MM = num_display/100;wc51ddr(wwordMM);MM = NN/10;NN = NN%10;wc51ddr(wwordMM);wc51ddr(wwordNN);/*
