直流风扇电机转速测量与pwm控制毕业论文

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1、摘要本课题是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电动机的控制。因此在设计中，对直流调速的原理，直流调速控制方式以及调速特性，PWM基本原理及实现方式进行了全面的阐述。为实现系统的微机控制，在设计中，采用了STC89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示，驱动模块，实现对电动机的转速的显示和测量；由命令输入模块，光电隔离模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序的控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，H型驱动电路完成电机的正反转控制。在设计

2、中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大的简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。目录摘要11直流电机31.1直流电机的结构31.2直流电机的工作原理31.3直流电机的主要的技术参数41.4直流电机的调速的技术指标42单片机的相关知识62.1单片机的简介62.2单片机的发展史62.2.14位单片机62.2.28位单片机62.2.316位单片机62.2.432位

3、单片机72.2.564位单片机72.3单片机的特点72.4STC89C51单片机介绍83硬件电路的设计123.1控制电路的设计123.2霍尔元件测速部分电路的设计123.3电机控制正反转电路设计133.4显示设计164软件设计184.1主程序部分184.2数码管显示设计194.2.1设计要求194.2.2程序设计注意事项194.2.3数码管显示程序设计194.3功能程序设计195直流测速系统仿真215.1直流测速系统仿真215.1.1单片机最小系统仿真225.1.2数码管显示仿真226结束语24参考文献2

4、4附1源程序代码25附2原理图311直流电机1.1直流电机的结构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。直流电机的结构如图1.2直流电机的工作原理直流电机模型如图1.2所示，磁极N,S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面固

5、定着线圈abcd。当线圈流过电流的时候，线圈受到电磁力的作用，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，线圈的受力方向也将改变，因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。1.3直流电机的主要的技术参数额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机的负载能力。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：单位时间里面电机转速的快慢。励磁电流If：施加到电极线圈上的电流。1.4直流电机的调速的技术指标1.4.1调速范围调速范围是指最低可控转速到最高可控转速的范围，最

6、低可控转速对最高可控转速的比值，叫电机的调速比。1.4.2调速的相对稳定性和静差度所谓相对稳定性，是指负载转矩在给定的范围里面变化所引起的速度的变化，它决定于机械特性的斜率。静差度（又称静差率）是指当电动机在一条机械特性上运行时，由理想空载到满载时的转速降落与理想空载转速n0的比值。用百分数表示，即，在一般的情况下，取额定转矩下的速度落差，有1.4.3调速的平滑性调速的平滑性是在一定的调速范围内，相邻两极速度变化的程度，用平滑系数表示，即式中和相邻两极，即i级与i-1级的速度1.4.4调速时的容许输出调速

7、时的容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速的过程中轴能够输出的功率和转矩。2单片机的相关知识2.1单片机的简介单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。2.2单片机的发展史2.2.14位单片机1975年，美国德克萨斯公司首次推出4位单片机TMS-1

8、000，此后各个计算机公司竞相推出4位单片机。日本松下公司的MN1400系列。美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。4位单片机的主要的应用的领域有：PC机的输入装置。电池的充电器，运动器材，带液晶显示器的音/视频产品控制器，一般家用电器的控制及遥控器，电子玩具，钟表，计算器，多功能电话等。2.2.28位单片机1972年，美国Intel公司首先推出8位微处理器8008，并与1976年9月率先推出MCS-48系列单片机。在这以后，8