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1、南昌航空大学科技学院直流电机控制课程设计说明书 微机原理及应用B 课程设计任务书20102011学年 第 2学期第 19 周 19 周 题目直流电机控制内容及要求内容：设计一直流电机控制系统，实现对电机的正转，反转和速度控制要求：1、用proteus画出原理图；2、用c语言或汇编编写 程序； 3、实现对电机的正转，反转和速度控制进度安排1、方案论证 0.5天2、分析、设计、调试、运行 4天3、检查、整理、写设计报告、小结 0.5天学生姓名：5组（组长：25盛夏；组员：23彭亚彬，24阮水盛，26陶志鹏） 指导时间2011年6月27日至2011年7月1日指导地点：F 楼 613室任务下达2011
2、年6月 27日任务完成2011 年7 月 1日考核方式1.评阅 2.答辩 3. 实际操作 4.其它指导教师郭 亮系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、 课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。目录摘要3Abstract4一、概述5二、直流电机硬件电路设计及描述62.1直流电机的结构62.2直流电机的工作原理62.3电磁关系72.4直流电机主要技术参数72.5直流电机的类型82.6直流电机的特点8三、直流电机硬件电路设计及描述83.1 总体方案设计83.1.1 设计思路83.1.2设计原理图103.2设计原理及其实现
3、方法103.2.1速度调节的实现103.2.2 转向的控制11四、流程图12五、.程序代码（C语言）13六、程序代码（汇编语言）18七、收获、体会和建议24附录251. 本设计所需要芯片以及作用252.主要参考文献26摘要随着自动控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
4、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微机原理与接口技术的理解和掌握。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知识的理解，同时将自己对这门技术的理解应用在电动机控制的设计当中，理论与实践相互融合、相互促进，提高自己的理论水平和实践能力。关键词:微机原理；计算机控制技术；电动机控制；仿真AbstractAlong with the automatic control technology and computer science technol
5、ogy rapid development, manufacturing field has adopt a large number of computer technology in automatic control, this makes the manufacturing various areas of the results, efficiency and quality have been greatly improved. All kinds of microcomputer control system in the basic structure is similar,
6、mainly on by microcomputer controller, was charged with the object and the interface circuit (input, output and driving interface circuit) composition. According to the controlled object is different, the microcomputer control system and divided into closed loop control system (feedback control the
7、size of the output signal) and the open loop control system, the learning of principle of the computer and interface technology is a master of the microcomputer control system principle and technology foundation; And principle of the computer and interface technology course design is consolidated, d
8、eepening, master this course knowledge indispensable important segment.Through this course design deepen our understanding of the microcomputer principle and connection technology understanding and mastery. In the design process, in the process of extensive reading of related materials, such as all
9、kinds of interrupt the function and calls, screen, and so on, way through practice to deepen our understanding of the theory of knowledge, and understanding for these techniques used in motor control the understanding of the theory and practice of design, integration, promote each other, improve the
10、ir theoretical level and the practice ability.Keywords: Microcomputer principle; Computer control technology; Motor control; The simulation直流电机控制一、概述直流电机就是将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁
11、转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。为了推广直流电机在化工领域的使用，由于直流电机的功能已得到很大提 高，因此更为人性化的设计势必在操作和显示方面。直流电机直流电动机调速控 制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进 行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制容易实现，并可通单片机，直 流电机驱动芯片和开关元件来实现，所以本课题采用此法。同时考虑到以前的直 流电机只能通过数码管来进行简单地显示转速，且不能清楚的了解其转向，而 LCD 液晶显示器可以弥补这一点，并且还添加一些更为人性化的
12、提示，这是以 前的数码管所不能代替的，这必将是一个新的趋势。直流电机的主要功能非常广泛，例如：军事 和宇航方面的雷达天线，火炮瞄准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳得 跟踪等控制；工业方面的各种加工中心，专用加工设备，数控机床，工业机器人，塑料机械，印刷机械，绕线机，纺织机械，工业缝纫机，泵和压缩机等设备的控制；计算机外围设备和办公设备中的各种磁盘驱动器，各种光盘驱动器，绘图仪，扫描仪，打印机，传真机，复印机等设备的控制；音像设备和家用电器中的录音机，录像机，数码相机，洗衣机，冰箱，电扇等的控制。二、直流电机硬件电路设计及描述2.1直流电机的结构直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装有
13、磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出。NSNSEE2.2直流电机的工作原理直流电机电路模型，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈。当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受方向也将改变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向。NSNSUU机械负载比较器反电动势电磁转矩（拖动转矩）交流电流直流电流2.3电磁关系2.4直流电机主要技术参数直流电机的主要额定值有：额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机的
14、负载能力。额定电压Ue：长期运行的最高电压。 额定电流Ie：长期运行的最大电流。额定转速n：单位时间内的电机转动快慢。以r/min为单位。 励磁电流If：施加到电极线圈上的电流。2.5直流电机的类型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）。下面以直流电动机作为研究对象。2.6直流电机的特点通过电刷间的电流与导体电流的性质不同；通过电刷电流为直流电流，导体电流为交变电流；电枢电势与电流反方向，称
15、为反电势。电磁转矩的方向与电机的转向相同，为驱动转矩。作为电动机运行：在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行：用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。三、直流电机硬件电路设计及描述3.1 总体方案设计3.1.1 设计思路1）.通过键盘改变脉冲的占空比从而达到改变转速使得电机转速从高到低，从低到高2）.通过改变pwm的极性从而改变电机的转向，实现正反转3）.能够通过数码显示管显示电机的转速和电机的转向4）.通过启动键唯一启动电机，从而达到防止电机误启动的目的5）.能够通过键盘快速达到电机预先设定的速度和转向备注：由于没有传感器，所以本课程设计中没有设
