基于单片机的直流电机控制系统设计毕业设计论文说明书(45页).doc
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1、-基于单片机的直流电机控制系统设计毕业设计论文说明书-第 - 33 - 页毕业设计(论文)说明书课题名称:基于单片机的直流电机控制系统设计毕业设计(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
2、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,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 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
3、: 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 日注 意 事 项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或
4、绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软
5、件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合
6、撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设
7、计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3
8、、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩: 优 良 中 及格 不及格教研室主任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日摘 要电动机作为最主要
9、的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产、国防、医疗卫生、交通运输和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品中,都大量使用着各种各样的电动机。电动机的调速控制一般采用模拟法,对电动机的简单控制应用比较多。本设计实现了对电动机的简单控制,也就是指对电动机进行启动、制动和正反转控制。本设计采用了单片机STC89C52与PC串行实现通信,由于单片机输入、输出电平是TTL电平,而PC机配置的是RS232标准串行接口,两者的电气规范不一致,因此要完成单片机与PC机的数据通信,必须对单片机输出的TTL电平进行电平转换。采用的转换电平芯片为MAX2
10、32。设计中采用STC89C52微处理器及其RS232通信接口、键盘、12864液晶显示器等外围电路,构成一台直流电机开环在线控制系统。设计中采用PWM调制技术,实现对直流电机速度的调制,并通过串口实现上位机的在线控制。系统实现了在线调速、正转、反转、加速、减速、停止等多种功能,并能实时显示、键盘设置等,具有一定的实际应用价值。关键词:单片机 电平转换 直流电机 在线控制 PWM调制AbstractMotor as the main electromechanical energy conversion device, its application has been throughout a
11、ll areas of the national economy and peoples daily life. Both in industrial and agricultural production, national defense, medical and health, transportation and office equipment, or in the daily life of household appliances and consumer electronics products, extensive use of various motor. Motor sp
12、eed control using simulation method, the motor control application more simple. The design and implementation of simple controlling motor, also refers to the motor starting, braking and reverse control.The design introduced AT89C51 single-chip serial communication with the PC method, as the single-c
13、hip input and output level is TTL level, and PC-standard configuration is a RS232 serial interface, both the electrical specifications are inconsistent, Therefore to complete PC-SCM and data communications, the need for single-chip output TTL level to level translators. Used in chip-level conversion
14、 for the MAX232. Applied to the design of STC89C52 microprocessor and RS232 communication interface, keyboard, 12864 LCD peripheral circuit, constitute a dc motor control system online. Applied to the design of PWM technology to realize the dc motor speed regulation, and through a serial port realiz
15、e PC online control. The online speed regulation system, are turning, inversion, accelerate, slowing down, stop and other functions, and can real-time display, keyboard Settings, it has certain practical application value.Keywords: single-chip serial communication Level Translators Dc motor Online c
16、ontrol PWM technology目录摘 要IABSTRACTII1 绪论 1 1.1 直流电机概述 1 1.2 单片机概述 1 1.3 脉宽调制(PWM)技术 2 1.4 课题任务及工作内容 3 2 单片机直流电机控制系统总体设计方案 4 2.1 设计思路 4 2.2 方案论证与比较 4 2.3 系统组成 5 3 单片机直流电机控制系统硬件设计 6 3.1 系统硬件结构 6 3.2 系统单元电路设计 6 3.2.1 单片机最小系统电路 6 3.2.2 独立式键盘电路 7 3.2.3液晶显示模块 7 3.2.4 蜂鸣器电路 8 3.2.5 电源电路 8 3.2.6 串口通信电路 9 3
17、.2.7 电机驱动电路 10 4 单片机直流电机控制系统软件设计 11 4.1 软件总体结构 11 4.2 系统模块程序设计 12 4.2.1初始化模块程序 12 4.2.2键盘扫描模块程序 13 4.2.3液晶显示模块程序 15 4.2.4串口通信模块程序 15 4.2.5电机调速模块程序 17 5 系统测试 18 5.1 测试准备 18 5.1.1 硬件环境 18 5.1.2 软件环境 18 5.1.3 测试项目 18 5.2 测试过程 18 5.3 测试结果 19 结束语 21 致谢 22 参考文献 23 附录 24 1 绪论1.1 直流电机概述在现代工业中,电动机作为电能转换的传动装置
18、被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中,随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长,越来越多的生产机械要求能实现自动调速。长期以来,自动调速电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高效率,优异的动态特性,现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择以前电动机大多使用由模拟电路组成的控制柜进行控制,现在单片机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化,现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发要求,为此可考虑开发电机的新型单片机控制器,因此研究直流电机的速度控制,有着非常重要的意义。由于变频技术的
19、出现,交流调速一直冲击直流调速,但综观全局,尤其是我国在此领域的现状,再加上全数字直流调速系统的出现,更提高了直流调速系统的精度及可靠性,直流调速系统仍将处于十分重要地位。对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面,而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现,但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果,稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行,在各种干扰不允许有过大的转速波动。1.2 单片机概述随着单片机功能的飞速发展,单片机的应用领域已经渗透到了国民经济的各个领域,并影响着现代人的生活。单片机技术的出现给现代工业测控领域带来了一次技术革命。目前,单片机仍以其高可靠性
20、、高性价比,在工业控制系统、智能化仪器仪表、数据采集系统和智能家电等诸多领域得到了广泛应用。当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以飞快的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机的优点包括体积小、功能强、成本低,并且应用面广,可以说智能控制与自动控制的核心就是单片机。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括来讲:一块芯片就是一台计算机。它具有体积小、质量轻、价格便宜等优点,为学习、应用和开发提供了诸多便利。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
21、现在,单片机的应用领域非常广泛,比如实时工控、导航系统、智能仪表、家用电器、通讯设备等。单片机一旦运用在各种产品上面,就可以说是使产品进行了升级换代,也可以把产品美其名曰:“智能型”,如智能型洗衣机等等。1.3 脉宽调制(PWM)技术脉冲宽度调制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用于测量,通信,功率控制与变换等许多领域。一种模拟控制方式,根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条
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