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1、. . . . 学校代码：11517 学 号：8 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业设计题 目 单片机控制直流电机PWM调速系统设计与仿真 工程学院论文使用授权书本人完全了解工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部容用于学术活动。论文作者签名
2、： 年 月 日 工程学院毕业设计(论文)原创性声明本人重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 年 月 日 . . . 工程学院毕业设计（论文）任务书题目 单片机控制直流电机PWM系统设计与仿真 专业 电气工程及其自动化 学号8 王 莉 容及要求：分析单片机对直流电机进行速度测量应用的基本原理，并用单片机产生PWM波来控制直流电机的
3、可逆调速，从而实现了对普通直流电机的转速测量和转速调节。研究以单片机AT89S52和IR2110控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片可以进行低成本直流电动机控制系统的设计，并且能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、以满足更多应用场合的需要。要求设计一个闭环调速系统，通过外接键盘及按钮实现直流电机正转、反转及速度调节控制。要求直流电机转速调节围为30-50转/秒，实时测量电机的实际转速,并要求在LED数码管上显示出来。选择可以构成闭环系统的方案、选择所需器件和模块、以及IGBT管组成桥式斩波电路。要求系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及PWM的占空比
4、在LED上的实时显示。参考文献：1 科技 编著 单片机典型模块设计实例导航 人民邮电 2006年2 单片机实训教程 雅轩等编 航空航天大学 2006年3 电力电子技术 王兆安等编 机械工业 2009年4电气自动控制原理与系统 渝光主编 机械工业 2007年 完 成 期 限 指导教师签名： 专业负责人签名： 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过
5、的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本
6、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录单片机控制直流电机PWM调速系统的设计与仿
7、真III摘 要IIIABSTRACTIV1 绪论11.1直流电机的发展及设计背景11.2直流电机调速原理21.3系统方案与分析31.4总体硬件电路设计42 PWM脉宽调制原理52.1 PWM调速原理52.2 PWM 调速方法52.3 PWM 实现方式63硬件部分83.1单片机的选型：83.2驱动电路103.2.1 芯片IR2110性能及特点103.2.2 IR2110的引脚图以及功能103.2.3 元器件的选择比较、选型113.3 H桥双极性主电路123.4检测回路153.4.1 光电编码器153.4.2 M/T法测速原理163.5 键盘及显示电路173.5.1键盘/显示芯片8279简介173
8、.5.3显示器设计183.6电源电路194系统软件设计214.1 PWM实现方式214.1.1 定时器/计数器214.1.2 PWM产生程序214 .2 系统程序设计224.2.1主程序及系统初始化模块224.2.2 中断程序设计234.2.3 中断子程序模块244.3键盘/显示模块设计244.4数字PID控制器264.4.1 PID控制器原理264.4.2 数字PID控制器流程图275系统的MATLAB仿真30 5.1 系统的建模与参数设置305.2电机Matlab仿真32结束语34致35参考文献36附录37单片机控制直流电机PWM调速系统的设计与仿真摘 要本文主要研究了利用AT89S52单
9、片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章介绍了AT89S52的详细参数，并对PWM信号的原理、产生方法、以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了阐述。此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。在软件方面，文章中详细介绍了PID运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。本系统中使用了光电编码器对直流电机的转速进行测量，并且作为反馈值输入到单片机进行PID运算，从而实现了对直流电机速度的控制。关键词： PWM信号；IR2110；PID运算
10、The Design Of Direct Current Motor Speed RegulationSystem Based On SCMABSTRACTThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using AT89S52 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle
11、of PWM signal. In addition, IR2110 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. Whats more, is used in this system to measure the speed of D.C. motor. In software, the article introduced the PID operation procedures, such as
12、initial program and the writing of the thought and specific program realization .The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PIDcalculation. Key words: PWM signal；IR2110；PID calculation1 绪论1.1直流电机的发展及设计背景直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大围平滑调速，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
