2023年唐成勇基于单片机的PWM调速系统设计.doc

湖 南 科 技 大 学 毕 业 设 计〔 论 文 〕 题目 基于单片机的PWM调速系统设计 作者 唐成勇 学院 物理学院 专业 电子信息科学与技术 学号 0508020322 指导教师 罗韩君 二〇〇九 年 六 月 二 日 湖 南 科 技 大 学 毕业设计〔论文〕任务书 物理学 院 电子 系〔教研室〕 系〔教研室〕主任: 〔签名〕 年 月 日 学生姓名: 唐成勇 学号: 0508020322 专业: 电子信息科学与技术 1 设计〔论文〕题目及专题： 基于单片机的PWM调速系统 2 学生设计〔论文〕时间：自 2009 年 4 月 1 日开始至 2009 年 6 月 2 日止 3 设计〔论文〕所用资源和参考资料： ，中国期刊网，百度，软件Proteus 7.1，软件Keil uVision2专业汉化版 [1] 陈国呈,周娟.PWM变频调速技术[M].北京:机械工业出版社,1998. [2] 宋健,姜军生,赵文亮,孙学岩.基于单片机的直流电动机PWM调速系统[J].农机化研究, 2023,1:102-103. [3] 潘新民.微型计算机控制技术[M].北京: 电子工业出版社,2023. [4] 西安唐都科技仪器公司.单片机试验系统用户手册[C].2023. [5] 西安唐都科技仪器公司.单片机实验指导书[C].2023. [6] 张靖武,周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:北京电子工业出版社,2023. [7] 江世明.脉宽调制技术中PWM 波形程序设计方法[J].邵阳学院学报,2023(4):25-26. [8] 陈伯时.自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,1981. [9] 李玮,赵江,刘建业.一种实用的单片机控制的数字式调速系统[J].吉林化工学院学报,2023,6(2):21-24. [10] 王小明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2023. [11] 林蔚天.微机控制直流调速[J].上海电机技术高等专科学校学报,2023,12(4):13-15. [12] 蒋力培,曹建树,付小美.单片机微机系统实用教程[M].北京:机械工业出版社,2023. [13] 王益全.电动机原理与实用技术[M].北京:科学出版社,2023. [14] 顾绳谷.电机及拖动根底[M].北京:机械工业出版社,1987. [15] 胡伟,季晓衡.单片机C程序设计与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2023. 4 设计〔论文〕应完成的主要内容： 本课题研究直流调速系统，要求设计出调速系统的控制局部、显示局部，并研究直流电动机的工作原理和控制方法。应用Proteus软件设计出单片机控制的软硬件实现方案并仿真，最后将设计方案在实际硬件系统中测试。 5 提交设计〔论文〕形式〔设计说明与图纸或论文等〕及要求： 〔1〕查阅PWM调速技术方面的相关资料，了解其原理； 〔2〕设计单片机控制系统电路并仿真及其它相关硬件电路； 〔3〕在实际的单片机实验环境中测试验证； 6 发题时间： 2008 年 12 月 2 日 指导教师： 〔签名〕 学 生： 〔签名〕 湖 南 科 技 大 学 毕业设计〔论文〕指导人评语 [主要对学生毕业设计〔论文〕的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本〔图纸〕标准程度，存在的缺乏等进行综合评价] 指导人： 〔签名〕 年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计〔论文〕评阅人评语 [主要对学生毕业设计〔论文〕的文本格式、图纸标准程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的缺乏等进行综合评价] 评阅人： 〔签名〕 年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计〔论文〕辩论记录 日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计〔论文〕辩论委员会以下材料： 1 设计〔论文〕说明书 共 页 2 设计〔论文〕图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计〔论文〕辩论委员会评语： [主要对学生毕业设计〔论文〕的研究思路，设计〔论文〕质量，文本图纸标准程度和对设计〔论文〕的介绍，答复以下问题情况等进行综合评价] 辩论委员会主任： 〔签名〕 委员： 〔签名〕 〔签名〕 〔签名〕 〔签名〕 辩论成绩： 总评成绩： 摘 要 本文研究了利用at89c51单片机控制PWM信号从而实现对直流伺服电机转速进行控制的方法。文中对PWM信号的调速原理做了详细的论述。此外，系统中采用了芯片L298作为直流伺服电机的驱动模块，完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，文中介绍了Proteus的使用，并对该调速系统做了仿真。鉴于Proteus7.1版本不能直接使用C语言进行仿真，采用了Keil生成了Hex文件，并导入到Protues工程中进行仿真。最后，文中详细给出了电路图和相应的C程序。 关键词：PWM调速；单片机；直流伺服电机 - ii - Abstract This article mainly introduce the method to generate the PWM signal by using AT89C51 single-chip computer to control the speed of a DC servo motor. In this works, we will detail discuss the principle of speed control in PWM signals. In addition, the chip L298 is used as the DC servo motor drive modules in the system, and to control DC motor in the main circuit will be completed. Additionally, we will introduce the use of Proteus, and make a simulation to the speed governing system. In the light of Proteus 7.1 version can’t directly use the C language to be simulated. Therefore, we will use the Keil to generate the hex file, and import it into the projects to be simulated. Finally, we will give a detailed circuit diagram and the corresponding C program. Key words: PWM Speed Regulation；Single Chip Microcomputer；DC servo motor 湖南科技大学毕业设计〔论文〕 i 湖南科技大学本科生毕业设计〔论文〕 目 录 第一章 概述 …………………………………………………………………………… 1 1.1 PWM调速系统的组成和功能 ………………………………………………… 1 1.1.1 PWM信号发生与调节模块 …………………………………………… 1 1.1.2 PWM信号放大与电机驱动模块 ……………………………………… 1 1.1.3 负载模块 ………………………………………………………………… 1 1.2 单片机概述 ……………………………………………………………………… 2 1.2.1 单片机及其开展历程 …………………………………………………… 2 1.2.2 单片机的应用领域及开展趋势 ………………………………………… 2 1.3 计算机仿真概述 ………………………………………………………………… 2 第二章 PWM调速技术 …………………………………………………………… 4 2.1 PWM的根本原理 ……………………………………………………………… 4 2.1.1 PWM信号简介 ………………………………………………………… 4 2.1.2 PWM调速原理 ………………………………………………………… 5 2.2 系统设计方案 …………………………………………………………………… 6 2.2.1 系统总体设计思想 ……………………………………………………… 6 2.2.2 系统总体设计框图 ……………………………………………………… 6 第三章 PWM调速系统设计 ……………………………………………………… 7 3.1 系统硬件设计 …………………………………………………………………… 7 3.1.1 主电路设计 ……………………………………………………………… 7 3.1.2 AT89C51单片机简介 …………………………………………………… 7 3.1.3 功率放大驱动芯片介绍 ……………………………………………… 10 3.1.4 伺服电机介绍 ………………………………………………………… 12 3.2 系统软件设计 ………………………………………………………………… 13 3.2.1 程序流程图 …………………………………………………………… 13 3.2.2 C语言程序设计 ………