1、 学校代码：11517学 号：200807111138HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING毕业设计题 目 单片机控制直流电机 PWM调速系统设计与仿真 河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学
2、术活动。论文作者签名：年 月 日 河南工程学院毕业设计 (论文)原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 年 月 日I河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目 单片机控制直流电机 PWM 系统设计与仿真 专业 电气工程及其自动化 学号 姓名 内容及要求：分析单片机对直流电机进行速度测量应用的基本原理，并用单片机产生
3、 PWM波来控制直流电机的可逆调速，从而实现了对普通直流电机的转速测量和转速调节。研究以单片机 AT89S52 和 IR2110 控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52 芯片可以进行低成本直流电动机控制系统的设计，并且能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、以满足更多应用场合的需要。要求设计一个闭环调速系统，通过外接键盘及按钮实现直流电机正转、反转及速度调节控制。要求直流电机转速调节范围为 30-50 转/秒，实时测量电机的实际转速,并要求在 LED 数码管上显示出来。选择可以构成闭环系统的方案、选择所需器件和模块、以及 IGBT 管组成桥式斩波电路。要求系统实现对电机的正转
4、、反转、急停、加速、减速的控制，以及 PWM 的占空比在 LED 上的实时显示。参考文献：1 求实科技 编著 单片机典型模块设计实例导航 人民邮电出版社 2006 年2 单片机实训教程 李雅轩等编 北京航空航天大学出版社 2006 年3 电力电子技术 王兆安等编 机械工业出版社 2009 年4电气自动控制原理与系统 陈渝光主编 机械工业出版社 2007 年完 成 期 限 指 导 教 师 签 名 ： 专业负责人签名： 年 月 日单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真I毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行
5、的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公
6、布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真II学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本
7、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真III目 录单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真 .III摘 要 .IIIABSTRACT .IV1 绪论 .11.1 直流电机的发展及设计背景 .11.2 直流电机调速原理 .21.3 系统方案与分析 .31.4 总体硬件电路设计 .42 PWM 脉宽调制原理 .52.1 PWM 调速原理 .52.2 PWM 调速方法 .52.3 PWM 实现方式
8、 .63 硬件部分 .83.1 单片机的选型： .83.2 驱动电路 .103.2.1 芯片 IR2110 性能及特点 .103.2.2 IR2110 的引脚图以及功能 .103.2.3 元器件的选择比较、选型 .113.3 H 桥双极性主电路 .123.4 检测回路 .153.4.1 光电编码器 .15单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真IV3.4.2 M/T 法测速原理 .163.5 键盘及显示电路 .173.5.1 键盘/显示芯片 8279 简介 .173.5.3 显示器设计 .183.6 电源电路 .194 系统软件设计 .214.1 PWM 实现方式 .214.1.1 定
9、时器/计数器 .214.1.2 PWM 产生程序 .214 .2 系统程序设计 .224.2.1 主程序及系统初始化模块 .224.2.2 中断程序设计 .234.2.3 中断子程序模块 .244.3 键盘/显示模块设计 .244.4 数字 PID 控制器 .264.4.1 PID 控制器原理 .264.4.2 数字 PID 控制器流程图 .275 系统的 MATLAB 仿真 .305.1 系统的建模与参数设置 .305.2 电机 Matlab 仿真 .32结束语 .34致谢 .35参考文献 .36附录 .37单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真V单片机控制直流电机 PWM 调速系
10、统的设计与仿真摘 要本文主要研究了利用 AT89S52 单片机控制 PWM 信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章介绍了 AT89S52 的详细参数，并对 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阐述。此外，本文中还采用了芯片 IR2110 作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。在软件方面，文章中详细介绍了 PID 运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。本系统中使用了光电编码器对直流电机的转速进行测量，并且作为反馈值输入到单片机进行 PID
11、 运算，从而实现了对直流电机速度的控制。关键词： PWM 信号；IR2110；PID 运算单片机控制直流电机 PWM 调速系统的设计与仿真VIThe Design Of Direct Current Motor SpeedRegulation System Based On SCMABSTRACTThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using AT89S52 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It als
12、o clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. Whats more, is used in this system to measure the speed of D.C. motor. In
13、software, the article introduced the PID operation procedures, such as initial program and the writing of the thought and specific program realization .The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PIDcalculation. Key words: PWM signal；IR2110；PID calculation
