速最大为，占空比为，则电机的平均速度为，可见只要改变占空比，就可以得到不同的电机速度，从而实现调速。直流调速系统实现方式为主控电路的调速系统基于单片机类由软件来实现，在调速系统中占空比是个重要参数，电源电压不变时，电枢端电压的平均值取决于占空比的大小，改变的值可以改变电枢端电压的平均值定宽调频法保持不变，只改变，使周期也随之改变。调宽调频法保持不变，只改变，使周期或频率也随之改变。定频调宽法保持周期或频率不变，同时改变和。，方法在调速时改变了控制脉冲的周期或频率，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，因而不合适，用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电动机电枢两端电压。本科毕业论文控制程序的设计控制程序设计有分软件延时法和计数法。用软件延时法的思路是先计算占空比，再由周期给电动机通电个单位时间，所以。再断电个单位时间，所以。改变了和的值，也就改变了占空比的值。而计数法的原理是先计算单位延时个数，作为定值存放于任意个存储单元中。等通电时，对通电单位的时间的次数进行计算，且与存储器内容相比较。若计数值和给定的值相等时，则使电动机断电，若不相等，则要输出控制脉冲。软件采用定时中断进行设计。当单片机上电后，系统进入准备状态。当按动按钮后执行相应的程序，根据的高低电平决定直流电机正反转。根据加减速按钮，调整输出高低电平的占空比，从而可以控制高低电平的延时时间，进而控制电压的大小来决定直流电机的转速。本科毕业论文系统硬件电路的设计系统总体设计框图及单片机系统的设计本系统采用控制输出数据，由信号发生电路产生信号，送到直流电机，直流电机通过测速电路，滤波电路，和转换电路交数据重新送回单片机，进行运算，从而实现对电机速度和转向的控制，达到直流电机调速的目的。图系统总体设计图单片机简介单片机的组成单片机由和个部件组成，它们都通过片内单总线连接，其基本结构依然是通用加上外围芯片的结构模式，但在功能单元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本组成如下图所示主控芯片信号的产生与放大直流电机测速发电机滤波电路转换本科毕业论文及部分部件的作用和功能中央处理器它是单片机的核心，完成运算和控制功能。内部数据存储器芯片中共有个单元，能作为存储器使用的只是前个单元，其地址为。通常说的内部数据存储器就是指这前个单元，简称内部。内部程序存储器芯片内部共有个单元，用于存储程序原始数据或表格，简称内部。定时器片内有个位的定时器，用来实现定时或者计数功能，并且以其定时或计数结果对计算机进行控制。中断控制系统该芯片共有个中断源，即外部中断个，定时计数中断个和串行中断个。本科毕业论文单片机引脚图单片机系统中所用其他芯片选型地址锁存器地址锁存器可以选择多种,是地址锁存器，功能与类似，但本系统选用作为地址锁存器，考虑到其应用的广泛性以及具有良好的性价比，成为目前在单片机系统中应该较广泛的地址锁存器。片内是个输出带三态门的锁存器。当使能端呈高电平时，锁存器中的内容可以更新，而在返回低电平的瞬间实现锁存。如果此时芯片的输出控制端为低，也即是输出三态门打开，锁存器中的地址信息便可以通过三态门输出。其引脚图如下所示本科毕业论文程序存储器存储器是单片机的又个重要组成部分，其中程序存储器是单片机中非常重要的存储器，但由于其存储空间不足，常常需要对单片机的存储器空间进行扩展，扩展程序存储器常用芯片有紫外线可擦除型，如等，另外还有电擦除，如等。考虑到系统功能的可扩展性以及程序功能的扩展，本系统采用的作为程序存储器扩展芯片，在满足系统要求的前提下还存有定的扩展空间，是本系统最合适的程序存储器扩展芯片。的引脚图如图所示本科毕业论文数据存储器单片机有，当数据量超过也需要把数据存储区进步扩展。常用芯片分静态和动态两种。静态有等，动态等，另外还有集成和。使用作数据存储器有断电保护数据的优点。数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用的较多的是公司的容量为和容量为。本系统采用容量的作为数据存储器扩展芯片。其引脚如下图所示本科毕业论文单片机扩展电路及分析接线分析这个引脚共有两种不同功能，分两种不同情况。第种是单片机不带片外存储器，口作为通用口使用，用于传送数据。第二种是带片外存储器，在访问片外存储器时，用于传送片外存,此时电机的转速为当时，为正，电机正转当时电机正转全速运行。本科毕业论文输出电压波形图电压波形测速发电机测速发电机是输出电动势与转速成比例的微特电机，分为直流与交流两种。其绕组和磁路经过精确设计，输出电动势和转速成线性关系，即，其中是常数。改变旋转方向时，输出电动势的极性即相应改变。当被测机构与测速发电机同轴连接时，只要检测出输出电动势，即可以获得被测机构的转速，所以测速发电机又可以称为种速度传感器。测速发电机广泛应用于各种控制系统中，作为种检测速度元件，它可以调节电机的转速也可以通过反馈作用，用以提高系统稳定性或者系统的精度。电机速度的测量并显示功能仿真对电机转速的显示，为使用者提供了更为直观的界面。用户可以根据液晶显示屏上的数字，调整电机的转速，为调速提供了方便。从显示数字的稳定程度，本科毕业论文也可以判断电机转速的稳定性。若显示数字几乎不变，则说明电机工作十分稳定与之相反，显示数字不停地变化，则说明电机工作非常不稳定。图直流电机系统的仿真滤波电路图滤波电路转换芯片介绍是位逐次比较式转换芯片，具有地址锁存控制的路模拟本科毕业论文开关，应用单的电源，其模拟量输入电压的范围为，其对应的数字量输出为，转换时间为，无须调零或者调整满量程。的引脚及其功能有个引脚，其中接路模拟量输入。是地址锁存允许，接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可以作为基准电源。是芯片的启动引脚，其上脉冲的下降沿起动次新的转换。是转换结束信号，可以用于向单片机申请中断或者供单片机查询。是输出允许端。是时钟端。是数字量的输出。接地址线用以选定路输入中的路，详见下图。本科毕业论文系统功能调试仿真整体图如下直流电机的调试功能仿真如下图正转时，电机正转，数码管最高位显示三,其它三位先所给定频率，如下图本科毕业论文反转时，电机反转，数码管最高位显示,其它三位先所给定频率，如下图输出波形如下加速分档，波形依次如下本科毕业论文减速分档，波形如下本科毕业论文系统软件部分的设计转速调节器原理图及参数计算图转速调节器原理图按照典型型系统的参数选择方法,转速调节器参数和电阻电容值关系如下参数求法电动机转分电枢电阻欧姆取滤波电路中千欧千欧则转分本科毕业论文系统中的部分程序设计单片机资源分配工作寄存器组数据缓冲区选中工作寄存器组口地址口地址口地址口地址堆栈定时器计数器控制定时器计数器方式控制定时器计数器低字节高字节定时器计数器低字节高字节中断采样中断采样口预置口测量值实测主程序本科毕业论文选中工作寄存器组清零定时器计数器工作定时器计数器工作在方式总中断开放置为降沿触发置为降沿触发，用个定时器计数器定时，用作计数器，置初值，到定时时间后产生中断，每执行次中断服务程序，让计数器内容减，当计数器内容减为时，则到。本科毕业论文控制算法令则采样周期程序开放中断口送,预设口送，实测给给给给给积分项比例项给给本科毕业论文给给给给给转移，转移输出到口给给给给本科毕业论文给给给给给给给程序流程图本科毕业论文本科毕业论文总结本文所述的直流电机闭环调速系统是以低价位的单片微机为核心的，而通过单片机来实现电机调整又有多种途径，相对于其他方法，如用硬件或者硬件与软件相结合的方法对电机转速进行调整，采用软件方法来实现调速过程的优点是拥有更大灵活性和更低成本，它能够有效发挥单片机控制优点和效能，对于简易的速度控制系统实现提供了较为有效的途径。而在软件方面，采用算法来确定闭环控制的补偿量也是由数字电路组成的直流电机闭环调速系统所不能及的。曾经也试过用单片机直接产生波形，但其最终效果并不理想，在使用了少量的硬件后，单片机的压力大大减小，程序中有充足的时间进行闭环控制的测控和计算，使得软件的运行更为合理可靠。本科毕业论文致谢经过这次毕业设计我感受颇多，在正式进行设计之前，我参考了些网上的资料，通过对这些设计方案来开拓自己的思路，最后终于有了自己的思路。此次毕业设计不仅是对前面所学单片机技术和运动控制理论的种检验，更是对所学知识大融合，站在新的高度看待新的问题，而且也是对自己运用所学知识的能力的种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多。以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是个长期积累的过程，在以后的工作生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。本设计在硬件上采用了基于技术的型桥式驱动电路，解决了电机马驱动的效率问题，在软件上也采用较为合理的系统结构及算法，提高了单片机的使用效率，且更有效的控制电机。这次毕设使我深感要注重理论知识，注重理论联系实际。以前直觉得理论知识离我们很远，理论只是大谈空谈，这才发现理论的重要性，这才发现理论知识与生活的联系的重要性。最后，我要感谢魏老师对我这次毕业设计的大力支持，使我不仅在知识方面有了更深步的了解，并且在我设计东西的思路与逻辑方面有更深刻的影响，使我知道了设计思路与逻辑的重要性，让我获益匪浅。本科毕业论文参考文献张毅刚彭喜元单片机原理与应用设计北京北京市海淀区四季青印刷厂，张毅刚新编单片机运用设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，张义和王敏男许宏昌余长春例说单片机语言版北京人民邮电出版社，马忠梅籍顺心张凯马岩单片机的语言应用程序设计北京北京航空航天大学，郭天祥单片机语言教程，电子工业出版社，年月丁元杰单片微机原理及应用，机械工业出版社，年月楼然苗李光单片机课程设计指导，北京北京航空航天大学出版社，林金阳,王明福基于单片机的直流电机调速系统长春工程学院学报自然版王苏直流电机调速研究及单片机控制实现机电工程技术方力基于单片机的直流电动机控制系统设计机械制造与自动化郑宪伟,赵玉林,成广大基于单片机的直流电机的闭环调速系统的设计煤矿机械蒲龙梅，李泓单片机控制的直流调速装置的研究技术探讨与研究,赵鸿图基于单片机的直流电机调速系统电子技术王晓明电动机的单片机控制第版北京航空航天大学出版社本科毕业论文基于单片机的直流电机调速控制系统设计所在学院机械与工程学院专业名称机械设计制造与自动化年级学生姓名学号指导教师姓名职称完成日期年月摘要摘要本文主要研究了利用系列单片机控制信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。本文中采用了专门的芯片组成了信号的发生系统，并且对信号的原理产生方法以及如何通过软件编程对信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行运算，从而实现了对直流电机速