【毕业设计】单片机控制直流电机的变速设计

我认为设计个直流电机调速系统，不论是从学习还是实践的角度，对名机电体化专业的大学生都会产生积极地作用，有利于提高学习热情。

二课题设计论文提纲收集相关资料并仔细研读和思考。

提出几种设计方案，对提出的设计方案进行比较和论证，确定最佳设计方案。

产品的设计与组装整机连调及性能测试。

整理资料，编写设计论文。

三课题设计论文思路方法及进度安排思路方法要完成本次毕业设计，首先要对产品的结构和零部件有定的了解，对产品内部结构和性能都要进行了解。

再对产品实体进行解析，做到对产品相当的熟悉之后再进行设计和工艺工装的分析。

按照自顶向下，由总提到部分的设计原则，首先针对所设计的任务要求，根据所掌握的知识和资料，从全局出发，明确总体功能和各部分功能画出个能表示各单元电路功能和总体工作的原理框图，然后进行电路的硬件软件的分析和程序的编程设置。

二进程安排第周写开题报告，提出几种设计方案进行并进行方案论证，确定最佳设计方案。

第二周对设计方案进行数学建模，通过相关数学推导和计算，确定相关元器件的参数及型号。

第三周设计硬件电路。

第四周程序设计并连接硬件电路。

第五周硬件电路的整机调试及性能测试。

第六周整理资料，撰写设计论文，准备答辩。

单片机速度的测量计算输入设定及系统控制单片机运算控制器模拟发生器电机速度采集电路电机驱动电路键盘显示器单片机速度的键盘第章总体设计方案方案选取方案波调速采用由达林顿管组成的型电路图。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是种广泛采用的调速技术。

我采用了脉宽调频方式，因为采用这种方式，电动机在运转时比较稳定并且在采用单片机产生脉冲的软件实现上比较方便。

且对于直流电机，采用软件延时所产生的定时误差在允许范围。

图波调速电路其结构图如图所示图电机调速系统框图方案二晶闸管调速采用闸流管或汞弧整流器的离子拖动系统是最早应用静止式变流装置供电的直流电动机调速系统。

年，晶闸管俗称可控硅问世，到了年代，已生产出成套的晶闸管整流装置，并应用于直流电动机调速系统，即晶闸管可控整流器供电的直流调速系统系统。

如图，是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压，从而实现平滑调速。

晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性晶闸管可控整流器的功率放大倍数在以上，其门极电流可以直接用晶体管来控制，不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。

因此，在年代到年代，晶闸管可控整流器供电的直流调速系统系统代替旋转变流机组直流电动机调速系统系统，得到了广泛的应用。

但是由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难晶闸管对过电压过电流和过高的与都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。

另外，由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备，造成电力公害，因此必须添置无功补偿和谐波滤波装置。

图晶闸管可控整流器供电的直流调速系统系统兼于方案调速特性优良调整平滑调速范围广过载能力大，因此本设计采用方案。

第二章单元模块设计桥电路方案设计图所示的桥式电机驱动电路包括个三极管和个电机，电路得名于桥驱动电路是因为它的形状酷似字母。

如图所示，要使电机运转，必须导通对角线上的对三极管。

根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。

图桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的对三极管导通。

例如，如图所示，当管和管导通时，电流就从电源正极经从左至右穿过电机，然后再经回到电源负极。

按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管和导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动电机周围的箭头指示为顺时针方向。

图桥驱动电机顺时针转动图所示为另对三极管和导通的情况，电流将从右至左流过电机。

当三极管和导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另方向转动电机周围的箭头表示为逆时针方向。

图桥驱动电机逆时针转动调速设计方案调速采用脉宽调制，工作原理通过产生矩形波，改变占空比，以达到调整脉宽的目的。

的定义脉宽调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的种非常有效的技术，广泛应用在从测量通信到功率控制与变换的许多领域中。

模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。

电池就是种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。

与此类似，从电池吸收的电流也不限定在组可能的取值范围还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。

这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。

这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

提供仿真与设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真系列等常用的，并提供周边设备的仿真，例如示波器等。

提供了大量的元件库，有键盘马达部分器件部分器件，编译方面支持和等编译器。

台计算机套电子仿真软件，在加上本虚拟实验教程，就可相当于个设备先进的实验室。

以虚代实以软代硬，就建立个完善的虚拟实验室。

在计算机上学习电工基础，模拟电路数字电路单片机应用系统等课程，并进行电路设计仿真调试等。

当电路设计完成之后，为了减少在电路板上调试时的难度，保证电路设计的正确性，将编译生成的文件载入软件，实现电路仿真。

直流电机的调速功能仿真当按下键时，电机开始工作。

若需要加快电机的转速，则按下键，直到电机转速适中相反，需要减慢电机的转速时，则按下键，待转速满意后，放开按键。

当然，在种特定的环境下，还需改变电机的转速，此时，你可以按下键，以达到改变电机转向的目的。

当电机不工作时，则按下键。

图直流电机调速系统的仿真图调速前的波形图图电机启动时的脉冲波形占空比调速后的波形图图电机减速后的脉冲波形占空比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，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系统的电路原理图图直流电机调速系统的原理图由电源模块单片机控制单元电机驱动电路显示电路霍尔传感器电路构成设计总结经过个月的课程设计，我的毕业设计终于完成。

在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。

毕业设计不仅是对前面所学知识的种检验，而且也是对自己能力的种提高。

通过这次的毕业设计留给我印象最深的是要设计个成功的电路，必须要有扎实的理论基础，还要有坚持不懈的精神。

通过了这次的做设计，自己收获很大，王老师对我的指导也起到了很大的作用，在此先谢谢老师对我的指导。

还有这次对直流电机的调速，个人感觉其中还有许多不够完善的地方，例如对电机的控制采用的是按键，而非矩阵键盘电机的驱动电路的设计也不是很成熟。

此次的设计并不奢望定能成功，但定要对已学的各种电子知识能有定的运用能力，我做设计的目的是希望能检查下对所学知识的运用能力的好坏，并且开始慢慢走上创造的道路，这是非常可贵的点。

这次设计我感觉把大学学的东西都柔和了进去。

不止单片机方面有所提升，别的方面也有了很大的收获，自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

参考文献傅丰林模拟电子线路基础西安西安电子科技大学出版社，江志红单片机技术与应用系统开发案列精选北京清华大学出版社，王选民智能仪器原理及设计北京清华大学出版社，文东孙鹏飞语言程序设计北京中国人民大学出版社，杨加国单片机原理与应用及程序设计北京清华大学出版社，附录液晶显示延时毫秒对于时钟，延时写命令函数写数据函数初始化函数清屏使用位数据，显示两行，使用的字型显示器件，光标开，字符不闪烁字符不动，光标自动右移格中断服务程序波的生成中断服务程序单位时间方波的个数速度显示的数据处理通过按键实现对电机开关调速转向的控制，主函数定时器设置参数定时器设置参数液晶显示初始化程序毕业设计论文任务书毕业设计论文题目单片机控制直流电机调速系统的设计专业机电体化技术姓名张双印毕业设计论文工作起止时间毕业设计论文的内容要求指导教师签名系主任年月日毕业设计论文任务书毕业设计论文题目单片机控制直流电机的变速设计专业机电体化毕业设计论文的内容要求有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定产品质量功能更强性能更好了解应用整机连接及性能测试。

指导教师签名系主任年月日目录第章总体设计方案方案选取方案波调速方案二晶闸管调速第二章单元模块设计桥电路方案设计调速设计方案系统硬件电路设计电源电路桥驱动电路基于霍尔传感器的测速模块显示模块调速设计模块测速软件设计第三章系统功能调试调试软件介绍直流电机的调速功能仿真电机速度的测量并显示功能仿真系统的电路原理图设计总结参考文献附录毕业设计开题报告课题设计论文目的及意义在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备家用电器电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。

大家熟悉的录音机电唱机录相机电子计算机等，都不能缺少直流电机。

所以直流电机的控制是门很实用的技术。

直流电机，大体上可分为类几相绕组的步进电机永磁式换流器直流电机伺服电机直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，最大转矩大，能在宽广的范围内平滑经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。

与交流调速相比，直流电机结构复杂，生产成本高，维护工作量大。

适用范围直流调速器在数控机床造纸印刷纺织印染光缆线缆设备包装机械电工机械食品加工机械橡胶机械生物设备印制电路板设备实验设备