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1、2009届学生毕业论文（设计） 存档编号： 毕业论文毕业论文 （设计）（设计）论论 文文 题题 目：目： 单片机对电动机的控制单片机对电动机的控制 【英英 文文】： Single chip motor control 系系 部：部：机电与建筑工程学部机电与建筑工程学部专专 业：业：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化姓姓 名：名：张训，杨斌斌张训，杨斌斌 ，李可畏，李可畏 学学 号：号：200903010422/01/17 指指 导导 老老 师：师： 姜存学姜存学 2013 年 3 月 10 单片机控制电机的无极变速单片机控制电机的无极变速 摘摘 要要本文主要研究了利用 MCS-51
2、系列单片机控制 PWM 信号从而实现对直流电机转速的控制，采用 H 桥式电路和三极管来实现电机的正反转。文章中对 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详细的阐述。 关键词关键词： PWM 信号，H 桥式电路，复合三极管。The Design of Direct Current Motor speed Regulation System Based On SCMThisThis articlearticle mainlymainly introducesintroduces thethe methodmethod toto
3、generategenerate thethe PWMPWM signalsignal byby usingusing MCS-51MCS-51 single-single-chipchip computercomputer toto controlcontrol thethe speedspeed ofof a a D.C.D.C. motor.motor. H H bridgebridge circuitcircuit andand transistortransistor isis usedused toto realizerealize motormotor andand revers
4、ingreversing，ArticlesArticles inin thisthis paper,paper, thethe principleprinciple ofof thethe PWMPWM signalsignal generationgeneration methodmethod andand howhow toto throughthrough thethe softwaresoftware programmingprogramming forfor PWMPWM signalsignal dutyduty cyclecycle adjustment,adjustment,
5、soso asas toto controlcontrol thethe inputinput signalsignal waveformwaveform areare explainedexplained inin detail.detail.KeyKey words:words: PWMPWM signalsignal，H H bridgebridge circuitcircuit ， compoundcompound transistortransistor，第一章第一章 绪论绪论.4 41.1 单片机、电动机控制的介绍 .41.2 本次设计要做的内容 .5第二章第二章 单片机的简介单片
6、机的简介.5 52.1 单片机发展历史 .52.2 单片机 MCS51 的硬件和软件介绍 .6第三章第三章 电动机的电动控制电动机的电动控制.6 63.0 直流电机组成原理 .63.1 PWM 的基本原理.73.2 用单片机对电动机转速的控制 .8第四章第四章 关于单片机对电动机的控制关于单片机对电动机的控制.10104.1 单片机的电路设计.101.单片机对直流电动机的转速，转向的控制 .102.单片机的时钟电路设计 .113.单片机的复位电路设计 .114.有关复合三极管的组成 .124.2 单片机控制电动机的程序编制.144.3 单片机实验过程.17一搜集实验所需要的理论资料和购买实验所
7、需的资料 .18二搭建最简单的单片机控制系统 .184.4 实验结论分析.20总结总结.2424承诺书承诺书.2525参考文献参考文献.2525目目 录录第一章 绪论 61.1 单片机、电动机控制的介绍 71.2 本次设计要做的内容 7第二章 单片机简介 72.1 单片机发展历史 72.2 单片机 MCS51 的硬件和软件介绍7第三章 电动机的电动控制 73.1 脉宽调制 73.2 格式电路 7第四章 关于单片机对电动机的控制74.1 单片机的电路设计 84.2 单片机控制电动机的程序编制 84.3 单片机实验过程 84.4 实验结论分析 8总结 24参考文献 25第一章第一章 绪论绪论1.1
8、 单片机、电动机控制的介绍单片机、电动机控制的介绍直流电动机在冶金、矿山、化工、交通、机械、纺织、航空等领域中已经得到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制，很难进行调速，不能实现智能化。如今，直流电动机的调速控制已经离不开单片机的支持，单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人类社会步入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和专业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，改变了世界，也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，单片机的应
9、用也更加广泛特别是在各种领域的控制、自动化等方面。在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的能量转换效率；二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此，调速技术一直是研究的热点。直流电动机转速的控制方法可分为两类：励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小但低速时受到磁场饱和的限制，高速时受到换向火花和转向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。传统的改变端电压的方法是通过调节电阻来实现的，但这种
10、调压方法效率低。随着电力电子技术的发展，创造了许多新的电枢电压控制方法。其中脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢电压的接通和断开的时间比（即占空比）来控制马达的速度，在脉宽调速系统中当电机通电时，其速度增加，电机断电时其速度降低。只要按照一定的规律改变通断电的时间，就可使电机的速度保持在一稳定值上。直流电机可按其结构、工作原理和用途等进行分类，其中根据直流电机的用途可分为以下几种：直流发电机（将机械能转化为直流电能） 、直流电动机（将直流电能转化为机械能） 、直流测速发电机（将机械信号转换为电信号） 、直流伺服电动机（将控制信号转换为机械信号） 。1.2 本次设计要做
