动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着个线圈。当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，图设计原理图直流电机驱动模块直流电机加速控制端减速控制端正转控制端反转控制端停止控制端液晶显示口口口单片机图直流电机设计框图从而产生旋转。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。图直流电动机电路模型直流电机调速原理直流电机转速直流电机的数学模型可用图表示，由图可见电机的电枢电动势的正方向与电枢电流的方向相反，为反电动势电磁转矩的正方向与转速的方向相同，是拖动转矩轴上的机械负载转矩及空载转矩均与相反，是制动转矩。图直流电机的数学模型根据基尔霍夫第二定律，得到电枢电压电动势平衡方程式„„„„„„„„„„„„„„„式式中，为电枢回路电阻，电枢回路串联保绕阻与电刷接触电阻的总和是外接在电枢回路中的调节电阻。由此可得到直流电机的转速公式为„„„„„„„„„„„„„„„„式图直流电机工作说明„„„„„„电压„„„电枢电动势„„„„„„„转速„„„„„„电枢电流„„„电枢回路电阻„„„外在电枢电阻，„„„负载转矩„„„„空载转矩„„„„„„磁通量式中，为电动势常数，是磁通量。由式和式得„„„„„„„„„„„„„„„„„式由式中可以看出，对于个已经制造好的电机，当励磁电压和负载转矩恒定时，它的转速由回在电枢两端的电压决定，电枢电压越高，电机转速就越快，电枢电压降低到时，电机就停止转动改变电枢电压的极性，电机就反转。电机调速原理对于直流电机来说，如果加在电枢两端的电压为所示的脉动电流压要求脉动电压的周期远小于电机的惯性常数，可以看出，在不变的情况下，改变和宽度，得到的电压将发生变化，下面对这变化进步推导。图施加在电枢两端的脉动电压设电机接全电压时，其转速最大为。若施加到电枢两端的脉动电压占空比为，则电枢的平均电压为平„„„„„„„„„„„„„„„„„式由式得到在假设电枢内阻转小的情况下式中，是常数。图为施加不同占空比时实测的数据绘制所得占空比与转速的关系图。图占空比与电机转速的关系最大值平均值最小值图调速原理图直流电机驱动芯片直流电机由图看出转速与占空比并不是完全速的线性关系图中实线，原因是电枢本身有电阻，不过般直流电机的内阻较小，可以近视为线性关系。由此可见，改变施加在电枢两端电压就能改变电机的转速成，这就是直流电机调速原理。电机驱动模块的电路设计根据直流电机的工作原理，选用芯片来构成的基本电路结构。从选取元器件，放置元器件放置电源和地连线，我们参此设计的直流电机驱动模块电路如图所示。图直流电机驱动电路实验平台运行环境系统编译环境仿真环境开发工具汇编语言程序设计程序流程设计本设计的程序分为两个部分，中断程序部分和显示程序部分。其流程图见下图中断流程图中断加速操作，减速操作，正转操作，反转操作，停止操作，图显示部分的流程图程序详细设计源程序代码及其详解见附录系统仿真程序设计后，用汇编软件伟福编译，生成文件。在中加载文件。点击开始仿真软件，进行仿真。液晶显示电路的系统仿真与调试在运行环境中首先检验显示电路，添加程序，运行液晶显示电路。此后在之前的电路基础之上对进行初始化操作将提示的内容送中并使其显示早第行把键盘读取的速度和方向送入，并显示在第二行电机速度等于判断是否有命令输入开始再拓展带中断的式键盘，调试成功后的电路如图所示。调试用带中断的键盘来控制直流电机驱动模块的部分电路，若按要求调试成功，将得到图。加速减速正转反转停止减速正转正转反转停止加速加速减速反转停止图用带中断的键盘来加速减速正转反转停止液晶显示直流电机驱动芯片直流电机图未按键时的初始状态启动目标系统，按正转，然后接加速开关，我们观察到电机开始运转，每按次加速，电机的速度都要增加，此时如果按减速，则电机的转速慢慢地减小。同样按反转转键也看到同样的结果，当按停止键时，电机慢慢停下来，图是在正转情况下的仿真结果，图是在反转情况下的仿真结果。加速减速正转反转停止减速正转正转反转停止加速加速减速反转停止加速减速正转反转停止液晶显示直流电机驱动芯片直流电机图电机正转时的状态加速减速正转反转停止减速正转正转反转停止加速加速减速反转停止加速减速正转反转停止液晶显示直流电机驱动芯片直流电机图电机反转时的状态总结与体会在此次综合课程设计，在我看来不仅仅是单纯的个单片机的应用，而是多学科多领域的综合设计。做完这次设计，我深有体会。首先，做这个设计不是光靠学好单片机这门课就可以的。我充分体会到了要全面发展，各个学科都要学好，知识的全面性很重要。比如在编写程序时，我们就明显感觉到了汇编语言的基础不够扎实，而当我们真正开始做设计的时候才发现个课程的项目设计是需要其他许多项目来给它做基础的。其次，做这个设计不是光靠学好书本上的知识就够的。设计的灵魂便在于它的理念，要做出个好的设计作品来，需要你平时对生活有足够的观察和了解，古话说，学以致用，及时你设计出来的东西原理再高深，但在实际生活中却无处可用，那也是没有任何价值的。所以在刻苦学习的同时，也要关注社会动态，了解人民生活所需，有个正确的设计理念才能使自己走对第步棋。参考文献资料李朝青单片机原理及接口技术北京航空航天大学出版社，李华系列单片机实用接口技术北京航空航天大学出版社张迎新单片机初级教程北京航空航天大学出版社出版社于永，戴佳单片机电子工业出版社附录程序代码及其详解外部中断入口地址定时中断入口地址打开中断总开关打开外部中断开关打开外部中断下降沿触发设置定时工作方式设置定时初值打开定时中断开关定时器开始定时夜晶显示的字符首地址脉宽的初值的字符个数中断的标志的字符个数显示速度的十位显示速度的个位使夜晶始终显示当前电机的速度速度不变时等待速度变时重新读入速度使夜晶显示的些初始设置清屏并光标复位设置显示模式位行点阵显示器开光标开光标允许闪烁文字不动，光标自动右移写入显示起始地址写入控制命令的子程序写入数据子程序准备写入数据定时中断服务程序周期定脉宽从控制键盘中读取操作命令加速操作减速操作正转操作正转标志反转操作反转标志停止操作延时子程序代码代码代码课程设计论文任务书年级专业电子信息工程学生姓名学号题目名称直流电机控制器的设计设计时间课程名称综合电子设计课程编号设计地点实验楼课程设计论文目的本课程设计个直流电机控制装置，可以实现对直流电机的启动停止以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的通过液晶显示器读出电机的转向和转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制，实现其是在化工领域的广泛应用。二已知技术参数和条件具备的条件具有电子设计平台具有单片机硬件实验平台可供参考的资料较全控制对象微型直流电机，功率为。三任务和要求功能要求具有正反转停止功能，速度要求在线可调设计要求以单片机为控制核心，实现硬件电路的设计程序设计，并在平台实现仿真课程设计论文内容正确，结构合理。注此表由指导教师填写，经系教研室审批，指导教师学生签字后生效此表式份，学生指导教师教研室各份。四参考资料和现有基础条件包括实验室主要仪器设备等现有的理论基础系统学习了模拟电子技术数字电子技术电路单片机原理与应用语言程序设计等电子信息专业相关课程，具备了设计该课题的理论基础。具备课题开发的实验条件硬件方面个人计算机单片机实验箱单片机学习装置调试及制作工具。软件方面仿真软件，软件相关软件。五进度安排组织开会，明确课题，下达课题任务书，宣布课程设计的要求和具体的措施。至调研查找资料。方案设计至电路设计至程序设计及电路仿真仿真结果验收至撰写课程设计报告六教研室审批意见教研室主任签字年月日七主管教学主任意见主管主任签字年月日八备注指导教师签字学生签字课程设计论文评阅表学生姓名学号系信息工程系专业班级题目名称直流电机控制器的设计课程名称综合电子设计学生自我总结学生签名年月日二指导教师评定评分项目综合成绩权重单项成绩指导教师评语指导教师签名年月日注本表是学生课程设计论文成绩评定的依据，装订在设计说明书或论文的任务书页后面表中的评分项目及权重根据各系的考核细则和评分标准确定。摘要介绍种单片机如型在直流电动机转速控制系统中的应用实现方法以及硬件结构等。直流电动机转速控制系统采用了元器件测量电动机的转速，用此种单片机对直流电动机的转速进行了控制，用液晶显示实现输出模拟电压值来控制直流电动机的转速。由于直流电动机具有良好的起动制动性能，适宜在大范围内平滑调速，因此在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。而且，从控制的角度来看，直流调速还是交流拖的动系统的基础，早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，由运算放大器非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单，而且系统非常不灵活调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使许多控制动能及算法可以采用软件技术来完成，不但为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，而且使系统能达到了更高的性能，从而大大节约了人力资源，降低了系统成本，有效地提高了工作效率。关键词单片机直流电机转速控制目录前言方案设计设计要求工程方案电路设计直流电机结构直流电机的工作原理直流电机调速原理电机驱动模块的电路设计实验平台运行环境开发工具程序设计程序流程设计程序详细设计系统仿真总结与体会参考文献资料附录前言随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制，简称已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高低速运行稳定动态性能良好效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现。现在国内外工业上对电机的调速基本已经不再使用模拟调速，而采用数字调速系统，而数字调速系统大部分都是用单片机来进行控制，数字调速系统具有控制精确度高，非常稳定，受环境影响小，效率高等优点，所以在国内外的使用越来越广泛。与交流电动机相比，直流电机结构复杂成本高运行维护困难，但是直流电机具有良好的调速性能较大的启动转矩和过载能力强等许