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1、毕毕业业设设计计说说明明书书直直流流电电机机的的无无线线遥遥控控系系统统设设计计直流电机的无线遥控系统设计直流电机的无线遥控系统设计摘 要：无线遥控技术在当今通信技术发展日新月异的时代取得了飞速发展，因其智能化水平高、设计简单、操作便捷、成本低、可靠性高，已被广泛应用于家用电器、工业生产、航空航天等领域，成为社会研究的一大热点。直流电机在日常生产生活中广泛应用，随着电器设备智能化的快速提高，直流电机已不仅仅完成简单的传动，还需要便捷、高效地启停和调速，红外技术的广泛应用及控制技术的成熟，推动了直流电机的智能化，实现了人机分离，可以远距离随时控制直流电机的工作状态。转速测量是对直流电机实时、精准
2、控制的前提，使用光电传感器可以随时完成对直流电机转速的测控，通过转速的显示，遥控人员可以及时调节转速。课题基于市场的需求，结合红外设计简单、方便、成本低廉等特点，设计出了一个红外遥控直流电机的系统，系统采用 51 单片机对信号编码、调制、译码，利用按键产生不同的编码数据，通过遥控系统分别发射启停、正转、反转、加速、减速信号。接收端采用 HS0038 作为红外一体化接收管接收信号，对直流电机的工作状态进行短距离无线控制。直流电机转动过程中使用红外发光二极管和红外光敏三极管产生转速信号，由六反相施密特触发器 CD40106 中的施密特触发器 1 和施密特触发器 2 对转速信号整形作为十进制计数器
3、CD40110 的计数脉冲，使用CD40106 的施密特触发器 3 和施密特触发器 6 分别产生计数所用的锁存信号和清零信号，用以控制 CD40110 对转速脉冲计数的时间，计数时间到了数码管显示计数值，以进一步调节直流电机的转速。 关键词：红外遥控；直流电动机；转速测量The Design of Wireless Remote Control System for DC MotorAbstract: Nowadays, with a huge change on communication technology, wireless remote control technology have
4、 a fast growing. Because it is characterized by smart at a high level, design with simplication and convenience, low expense and high reliability. It was widely used in the household electric appliances, industry and aviation field. Meanwhile, our society has focused widely on its research. DC motor
5、 was widely used in common life, we do not simply take it as a motor equipment, and we need a efficient and convenient way to begin or start motor and regulate its speed. The wide use of infrared remote control and the mature of 51-MCU technology make DC motor smart, thus, we can connect a remote co
6、ntrol to it for any time, which is in man-machine separation. In order to control DC motor in time and accurately, we should measure speed firstly. Photoelectric sensor is used to measure and control the speed of DC motor in time. The person who has remote control equipment can regulate speed in tim
7、e, according to the speed displayed. Based on the demand of market, My topic design a system of infrared remote control for DC motor, with the factors of simplication, convenience and low expense. System uses 51-MCU as control chip to send and receive infrared remote control signal, the keys drive i
8、nfrared light-emitting diode to transmit signal, the receiver receives signal by HS0038 as integration of infrared receiving tube. The start or stop, forward, reverse, acceleration and deceleration of DC motor was controlled through short distance using wireless. During the rotation of the DC motor,
9、 infrared light emitting diodes and infrared photosensitive triode tube are used to send rotational speed signal. The first Schmidt Trigger and the second Schmidt Trigger of CD40106 which has six Schmidt Triggers are used to shape rotational speed signal and keep it as counting impulses of CD40110,
10、decimal counter. The third Schmidt Trigger and the sixth Schmidt Trigger of CD40106 are used to generate locked signal and reset signal to control the counting time of CD40110, then, the value of speed impulses is displayed in the digital tube in order to regulate DC motor further. Key word: Infrare
11、d Remote Control; DC Motor; Measurement of Rotational Speed 目目 录录1 概 述1 1.1 直流电机的无线遥控系统设计的目的和意义 1 1.2 直流电机的无线遥控系统设计的研究现状及发展前景 1 1.3 主要设计任务与预期成果 2 2 系统的方案论证2 2.1 控制系统遥控模块的方案论证.2 2.2 受控系统接收模块的方案论证.5 2.3 受控系统直流电机驱动电路的方案论证.7 2.4 受控系统转速测量、显示模块的方案论证.7 2.5 直流电机调速方法的方案论证14 2.6 系统的方案总结与工作流程16 3 系统的硬件设计.16 3.
12、1 STC89C51 单片机最小系统设计.16 3.2 红外遥控发射电路设计18 3.3 红外遥控接收电路设计19 3.4 直流电机驱动电路设计20 3.5 光敏传感器测速电路设计21 3.6 信号处理与计时电路设计22 3.7 计数与转速显示电路设计24 4 系统的软件设计.26 4.1 系统软件设计总体方案 .26 4.2 红外遥控发射程序设计 .26 4.3 红外遥控接收程序设计 .27 4.4 直流电机遥控程序设计 .305 系统综合调试.31 5.1 Proteus 设计与仿真31 5.2 硬件电路制作 .33 6 结束语.36 参考文献.37 致 谢.38 附 录.39 附录一 系
13、统总电路图 39 附录二 元器件目录表 40 附录三 程序汇总 420直流电机的无线遥控系统设计直流电机的无线遥控系统设计1 概 述随着无线通信技术的快速发展，给我们的生产生活带来了巨大的便捷，无线 技术克服了地域环境对人的限制，扩展了人类活动所允许的范围，减少了生产设 备对人的直接依赖。无线技术在人与人之间的交流，获取信息和测控领域内广泛 应用，使得无线技术更加成熟。遥控技术在无线通信领域的重要应用更值得人们 关注，凸显了它的实际应用价值，适应了目前智能化生产生活的需求。1.1 直流电机的无线遥控系统设计的目的和意义实际生产过程中，为减少生产安全事故，通常可采用人机分离的方式，这里 可使用无
14、线遥控技术，达到对机器设备无缝式的实时精准控制。随着无线遥控技 术的发展，特别是采用先进的数字处理技术之后，无线遥控系统的应用更为广泛， 安全性能也得到了改进和完善，可见无线遥控技术是值得采纳和推广的，是具有 现实应用价值的。随着电气设备的智能化水平提高，直流电机的操控也需要更加 便捷，将无线遥控技术和直流电机结合在一起，不仅实现了直流电机的智能化， 还适应了人机分离的需要，使得生产线的自动化水平得到提高，生产效率得到提 高。 课题旨在使用简单的红外无线遥控技术对直流电机的运转进行短距离的控制， 达到模拟一般遥控系统原理的目的，可推广到实际生产领域，使课题具有实际生 产应用的价值。1.2 直流
15、电机的无线遥控系统设计的研究现状及发展前景无线遥控技术科技含量高，设计、应用相对便捷，如何采用一种成本低、可 靠性高、设计简单的遥控方式是当今遥控技术领域研究的重点。红外遥控技术虽 在遥控距离上不占优势，但其原理简单、设计灵活、工作对周围影响小、不干扰 其他设备、编解码容易、电路实现简单，故红外技术被广泛应用于用电设备的控 制领域中，便于实现多路遥控。目前红外遥控没有统一的编解码规则，编解码可 根据生产商的需要灵活设计，这导致各厂商遥控设备互不兼容，遥控设备重复利 用率低，能设计出一种被广泛采用的编解码规则也是遥控技术领域里研究的重点。 电力电子技术的应用中，直流电机的调控有开关控制、相位控制
16、、脉冲宽度调制 控制。传统的晶闸管和全控型器件因电路结构复杂、工作效率低、精度难以保证， 逐渐被斩波器和脉冲宽度调制代替，目前直流电机调控的研究重点是采用先进的 微型计算机技术，实时、稳定、精准地应用脉冲宽度调制原理控制直流电机的运 转。 但是，从近年来直流电机遥控技术的成熟度、设计完善程度以及关注度方面 来看还有不足，故今后对直流电机无线遥控系统的研究已经成为整个社会所努力1的方向，它必将推动电器设备进一步升级。1.3 主要设计任务与预期成果A. 内容 A) 收集资料，比较各种遥控方法，直流电机的调控方法以及直流电机转速测 量、显示方法，最终确定课题方案； B) 设计系统电路，编制程序； C) 绘制系统原理图，仿真测试； D) 焊接电路板，进行调试。 B. 设计方向和技术关键A) 合理设计系统电路，使各模块协调； B) 红外发射信号的脉冲波形；C) 红外的编解码方法； D) 直流电机转速调节的方法； E) 转速测量、显示的方法。 C. 技术指标 A) 对 3 到 5m 外的设备遥控； B) 遥控 6 路，可对直流电机的开启、停止、加速、减速、正转和反转控制；
