微机原理课程设计 直流电机控制

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1、应昕烨（07091327） 第 1 页课程设计说明书课题名称： 直流电机控制日 期： 2010 年 5 月 16 日 目 录1. 课程设计任务书 32. 说明书正文 4应昕烨（07091327） 第 2 页2.1 前言 42.2 任务分析与方案设计 42.3 系统电路原理图 52.4 元器件清单及参数选择 82.5 电路的调试 83. 心得体会 94. 参考文献 105. 附录 111.课程设计任务书一、任务要求在 Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够测量和显示所测量的值。且具有一定的控制功能，编程并调试完成整个开发系统。每组一题，分别由 45 位同学合作完成。二、主要技术要求（

2、1）用 0832D/A转换电路的输出经放大后驱动滞留电机。（2）编制程序改变 0832输出经放大后方波信号的占空比来控制电机转速。（3）用 8255控制电机的正反转。三、主要完成任务： （1）查找相关资料，确定课程设计方案。（2）微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试。（3）用 Protel2004绘制微机最小系统配置原理图。（4）用 Protel2004绘制相关项目的接口原理图。（5）编写有关项目的程序，并进行调试。应昕烨（07091327） 第 3 页（6）按照相关项目内容要求，上机进行联调。（7）编写课程设计报告。四、提交成果（1) 课程设计说明书一本。（电子文档和打印稿各一份

3、）要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算精确。所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。（2) 所用元器件清单。（3) 电路实体一套。要求：该电路实体必须是经过自己安装调试达到性能指标要求的电路实体。五、时间按排： 4月 19日晚，布置任务与接口电路知识授课。4月 20日-5 月 3日，查找相关资料，初拟总体方案；讨论确定总方案；上机熟悉 Protel2004软件；微机最小系统配置原理图，相关节楼电路图设计；借领工具，分发参考资料，PCB 版及相关元器件。5月 4日-5 月 14日，接口电路 PCB版焊接，装配，调试；各项目相关程序设计，编写，调试；软硬件联合调试。5月 15

4、日-5 月 16日，编写课程设计说明书；答辩及验收课程设计成果；归还所借工具，上交课程设计成果。5月 17日5 月 19日，提交修改后的最终报告及成果。地点：4 月 19日晚，布置任务与接口电路知识授课在 12教 414。其他时间地点在 2教北楼 428。六、注意事项（1） 按时上下机，严禁玩游戏，注意公共卫生。（2） 爱护实验室内一切实验设施，违者按零分计。（3） 爱护借用的工具，丢失工具按原价赔偿。故意损坏工具者按零分计，并原价赔偿。(4) 注意安全。下课时关闭总闸与空调，拔掉电烙铁，关好门窗。(5) 不准用笔在实验桌上乱写乱画，否则按零分计。2.说明书正文2.1 前 言随 着 自 动 控

5、 制 技 术 与 计 算 机 科 学 技 术 的 快 速 发 展 ， 制 造 业 领 域 已 大 量 采 用 计 算 机技 术 进 行 自 动 控 制 ， 这 使 制 造 业 各 个 领 域 的 成 果 ， 效 率 和 质 量 得 到 大 幅 度 提 高 。 各种 微 机 控 制 系 统 在 基 本 构 造 上 是 类 同 的 ， 主 要 由 微 机 控 制 器 ， 被 控 对 象 与 接 口 电 路（ 输 入 ， 输 出 及 驱 动 接 口 电 路 ） 组 成 。 根 据 被 控 对 象 的 不 同 ， 微 机 控 制 系 统 又 分 为 闭环 控 制 系 统 （ 反 馈 控 制 输 出 信

6、 号 的 大 小 ） 与 开 环 控 制 系 统 ， 学 好 “微 机 原 理 与 接 口技 术 ”是 掌 握 微 机 控 制 系 统 原 理 与 技 术 的 基 础 ； 而 “微 机 原 理 与 接 口 技 术 课 程 设 计 ”是 巩 固 ， 深 化 ， 掌 握 本 门 课 程 知 识 不 可 缺 少 的 重 要 环 节 。 通 过 本 次 课 程 设 计 加 深 对的 理 解 和 掌 握 。 在 设 计 程 序 的 过 程 中 ， 广 泛 的 查 阅 相 关 资 料 ，如 各 类 中 断 的 作 用 和 调 用 方 式 ,屏 幕 显 示 等 等 ， 通 过 实 践 来 加 深 对 理 论

7、 知 识 的 理 解 ，同 时 将 自 己 对 这 门 技 术 的 理 解 应 用 在 计 算 器 的 设 计 当 中 ， 理 论 与 实 践 相 互 融 合 、 相 互应昕烨（07091327） 第 4 页促 进 ， 提 高 自 己 的 理 论 水 平 和 实 践 能 力 。2.2 任务分析与方案设计(1)、任务分析直流电机调速：采用脉宽调制控制技术（PWM）对直流电机进行调速控制。键盘控制：由于难度下降，取消了对键盘输入的要求。(2)、方案设计PWM信号通道：微机输出的 PWM信号经插座 P1，R1 进入 U1A同相放大电路，U1A 输出同相位的 PWM信号分别经 R11，R16 同时进入

8、 Q1，Q2 的集电极。只有当正反转控制信号高电平经 U1B，U1C 电压比较器输出高电平触发 Q1，Q6或 Q2，Q4 导通时，PWM 控制信号才能开关 Q3，Q5，驱使直流电机产生正反转运行。运用微机控制技术，就能非常方便地调整脉冲的占空比，从而实现直流电机的调速。正反转信号控制:当需要直流电机正传时，危机输出高电平经 P2的 1脚输入反相器 U2A输入端，U2A 的输出端与反相器 u2b的输入端相连，U2B 的输出端经电阻 R7输入 U1B的同相输入端。U1B 为电压比较器。其反相输入端接着R8，R9 的分压电阻组成的 2.5V的门槛电压。当输入电压小于 2.5V时，U1B7 脚输出低电

9、平；当输入电压大于 2.5V时，输出高电平触发 Q1，Q6 导通，使直流电机产生正转。同理，直流电机的反转控制由 U2A，U1C 组成。由于直流电机正反转控制不能同时存在，所以当 U1B为高电平时，U1C 只能是低电平。它们之间靠 U2A，U2B 来实现互锁。 2.3 系统电路原理图(1)、电路原理图应昕烨（07091327） 第 5 页图一 直流电机控制接口电路原理图应昕烨（07091327） 第 6 页图二 微机 8086 最小模式系统配置应昕烨（07091327） 第 7 页（2）程序流程图图三 软件流程图应昕烨（07091327） 第 8 页2.4 元器件清单及参数选择元器件 型号 数

10、量稳压器 L7805CV 1集成芯片 LM324N 1三极管 C2655 6电阻 12 K 1电阻 1 K 8电阻 10 K 8二极管 IN4007 4集成芯片 TC4069UBP 1表一2.5 电路的调试初始化 8255，按照步进电机驱动方式驱动电机摸索每一步进间的延时长短，使得电机可以正常工作改变延时摸索延时间隔，使得电机工作最好调试加入硬件调试后控制是否可靠反复检验验证，保证程序的可靠性，是否存在错误图四应昕烨（07091327） 第 9 页3. 心得体会此 次 课 程 设 计 总 体 来 说 比 较 匆 忙 ， 原 本 应 该 是 短 学 期 完 成 的 任 务 ， 由 于课 程 的

11、改 动 被 安 排 到 现 在 来 进 行 ， 都 是 利 用 晚 上 和 双 休 日 上 课 的 。 在 这 一个 月 时 间 里 碰 到 过 许 多 问 题 ， 但 是 我 们 确 实 学 到 了 很 多 东 西 ， 不 仅 巩 固 了以 前 学 到 的 知 识 ， 而 且 还 学 到 了 很 多 书 上 所 没 有 的 东 西 。 通 过 这 次 课 程 设 计 ，我 认 识 到 了 以 前 的 错 误 认 识 ， 我 的 任 务 主 要 是 负 责 直 流 电 机 控 制 的 硬 件 及硬 件 调 试 部 分 ， 虽 然 是 做 硬 件 ， 但 还 是 要 了 解 一 下 软 件 控

12、制 的 原 理 。 直 流 电机 的 硬 件 就 是 利 用 0832D/A 转 换 电 路 的 输 出 经 放 大 后 驱 动 直 流 电 机 。 编 制程 序 改 变 0832 输 出 经 放 大 后 方 波 信 号 的 占 空 比 来 控 制 电 机 转 速 .编 制 程 序改 变 8255 输 出 的 高 低 电 频 来 改 变 直 流 电 机 的 正 转 和 反 转 。 利 用 软 件 画 电 路图 的 时 候 ， 由 于 对 软 件 和 电 路 图 原 理 的 不 熟 悉 ， 使 得 画 图 的 进 展 很 慢 ， 再 加上 老 师 给 的 电 路 图 还 有 一 部 分 需 要

13、做 修 改 ， 在 框 架 搭 完 之 后 就 停 滞 不 前 了 ，后 来 经 过 查 找 资 料 进 一 步 的 去 完 善 。 焊 接 电 路 之 初 是 相 当 顺 利 的 ， 把 所 有 元器 件 都 焊 完 之 后 ， 经 过 检 查 发 现 所 有 二 极 管 的 方 向 弄 反 了 ， 又 把 二 极 管 重新 焊 ， 这 花 费 了 很 多 时 间 ， 通 过 这 点 让 我 认 识 到 在 焊 接 之 前 一 定 要 先 搞 清 楚每 个 元 件 的 位 置 和 方 向 ， 这 样 才 能 避 免 不 必 要 的 麻 烦 。 电 路 弄 好 之 后 再 拿 到老 师 那 边

14、 调 试 ， 调 试 进 行 的 相 当 顺 利 ， 一 次 就 通 过 了 。 接 下 来 就 是 电 机 和 实验 仪 的 连 接 和 软 件 的 编 写 ， 这 一 阶 段 是 整 个 设 计 过 程 中 遇 到 困 难 最 大 的 ， 整整 两 天 时 间 毫 无 收 获 。 后 来 经 过 反 复 推 敲 终 于 把 软 件 编 译 出 来 了 ， 但 是 只 能实 现 电 机 的 变 速 却 不 能 实 现 反 转 ， 试 验 再 一 次 陷 入 困 境 。 经 过 老 师 讲 解 之后 发 现 是 实 验 仪 上 的 电 压 没 有 达 到 要 求 ， 实 验 仪 上 的 连 线

15、 也 没 有 连 接 好 。 调整 完 这 些 所 有 的 缺 陷 之 后 ， 电 机 终 于 如 愿 的 实 现 了 正 反 转 和 调 速 。通 过 本 次 微 机 的 课 程 设 计 ， 使 我 懂 得 了 理 论 与 实 践 相 结 合 的 重 要 性 ，只 有 理 论 知 识 是 远 远 不 够 的 ， 只 有 把 所 学 的 理 论 知 识 与 实 践 相 结 合 起 来 ， 才能 达 到 目 的 。 另 外 ， 细 心 也 是 极 其 重 要 的 ， 做 这 个 设 计 不 能 有 一 点 闪 失 ，必 须 一 步 到 位 ， 不 然 就 会 花 费 相 当 长 的 时 间 去 检 查 错 误 ， 这 次 设 计 提 高 了我 的 实 际 动 手 能 力 和 独 立 思 考 的 能 力 。 在 设 计 的 过 程 中 遇 到 的 问 题 ， 可 以 说是 困 难 重 重 ， 毕 竟 是 第 一 次 做 课 程 设 计 ， 难 免 会 碰 到 这 样 那 样 的 问 题 ， 同时 在 设 计 过 程 中 发 现 自 己 的 不 足 之 处 ， 对 以 前 所 学 过 的 知 识 理 解 还 不 够 深刻 ， 掌 握 的 不 够