基于单片机的直流电机调速系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CJL-51-2021-006-LW
设计摘要：
本论文介绍了一种基于STC89C52单片机的直流电机调速系统的设计与实现。该系统通过中控部分、输入部分和输出部分的协同工作，实现了对直流电机的精确调速和控制。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责接收和处理来自输入部分的信号，然后通过逻辑计算和控制策略，指导输出部分的各个模块实现相应的动作。输入部分由独立按键和供电电路两部分组成。六个独立按键提供了启动、停止、正转、反转、加速和减速等控制功能，用户可以通过按下不同按键实现对电机的操作。供电电路为整个系统提供稳定的电源支持，确保系统正常运行。输出部分包括数码管显示模块、MX1508直流电机模块和LED指示灯。数码管显示模块可以显示电机的挡位信息，为用户提供直观的状态反馈。MX1508直流电机模块用于控制电机的转速和方向，通过与单片机的协同工作，实现精确的电机调速。LED指示灯则通过绿色和红色的灯光，向用户展示电机的运行状态。本设计通过合理的硬件连接和编程逻辑，实现了直流电机的启停、正反转以及速度调节等功能。在实际应用中，该系统可以广泛应用于工业自动化、家用电器等领域，为电机控制提供了一种可靠的解决方案。
关键词：单片机；步进电机；数码管
字数：8000+
实物链接：
仿真链接：
开题报告链接：
内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3数码管显示模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2按键控制直流电机实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
对基于51单片机实现直流电机调速系统进行研究合适和设计，能够在不同的按钮作用下分别实现直流电机的停止、加速、减速、正反转控制；能够实现基于51单片机的直流电机PWM的调速设计[1]。
直流电机有良好的起动、制动性能，宜于在广范围内平滑调速，至今在金属切割机床、造纸机等希求高性能可控电力拖动的领域中仍广泛的应用。直流电机调速系统在不断地发展，尤其是近年来，国内外给各厂家相近推出全数字直流调速装置，使得直流电机调速系统在理论和实践方面都迈上了一个新的台阶。以往的直流调速装置是全模拟设备。变电调压速是直流调速的主要方法，常用晶闸管可控整流器可控直流电源，。这些旧设备急待更新改造。另外，目前高等院校的电力拖动自动控制系统的实验教学，还采用模拟式的实验设备，尚无适合于教学的全数字直流调速实验装置，有待开发。
1.2 国内外研究现状
目前我国的晶闸管直流调速系统也到到了迅速的发展和广泛的应用，已广泛应用于我国的各个部门，我国关于数字直流调速系统的研究主要有：综合性最优控制、补偿PID控制、PID算法优化。随着PWM技术的发展，我国直流电机调速也正在向着脉宽调制的发展。目前我国大部分数字化控制直流调速装置的发展空间，所以国内许多科研单位、院校和厂家也都在开发全数字直流调速装置[2]。
当前,直流电机因其速度可调等种种优点，在实际生产中得到了广泛的应用。直流电机的脉宽调制方法是直流电机调速方法中比较常见的。庹朝永对基于单片机的直流电机PWM调速系统做了一定的研究，利用STC89S52单片机的定时器产生PWM脉冲，经过光耦的隔离之后，进行功率的放大，构成H桥驱动电路,从而驱动直流电机，方便地对直流电机转速进行调节。
直流电机调速系统的发展，对单片机在系统设计中的运用提出更高的要求。如果使用传统的单片机，会导致直流电动机的运行流程更加复杂，难以充分满足数字化调节的需求。在此背景下，刘彦铭以stm32单片机为例，通过应用stm32单片机为直流电机调速系统提供充足的保障，并研究可以充分发挥性能的方式，让电机调速系统设计工作得到有效保障，同时展开对电子调速器设计方案和stm32单片机应用背景下，电路及软件设计的探讨。
姚小禹主要利用MCS-51系列单片机控制PWM信号实现对直流电机转速进行控制。采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理，产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节.本文还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块.使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面文章详细介绍了PI运算程序,初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。
凭借其优异的启动和制动性能，直流电机可以在很宽的范围内实现平稳的速度控制，从而在需要速度控制和快速反转的电驱动领域得到了广泛的应用。在控制方面，直流电机调速是交流驱动系统的基础。关于直流电机的测速和自动控制，黄国明， 刘永玲， 邵丽华尝试利用AVR单片机实现直流电机调速。通过软件和硬件的设计和实际使用，证明了直流电机调速系统达到了预期的效果。它可以降低投资成本，降低功耗，提高控制灵活性。
为了满足直流电机控制的要求，梅彦 L I 设计了基于单片机的直流电机调速系统。硬件系统用于产生单片机的输入信号。软件系统采用c软件作为开发环境，能够实现直流电机速度控制。实验和应用表明，该测试系统具有良好的性能，并达到了设计要求。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计致力于开发一种基于STC89C52单片机的直流电机调速系统，旨在实现对直流电机的精确控制。系统由中控部分、输入部分和输出部分三个关键模块组成，它们紧密协同工作以实现启停、正反转和速度调节等功能。中控部分利用STC89C52单片机作为核心控制器，根据用户按键操作和控制策略，驱动电机执行相应动作。输入部分包含独立按键和供电电路，提供控制信号和稳定电源。输出部分则包括数码管显示模块、MX1508电机驱动模块和LED指示灯，用于状态显示和电机控制。这一设计旨在提供稳定、精确、易操作的电机调速系统，为不同应用领域提供可靠的电机控制解决方案，其模块化结构确保了良好的扩展性和适应性。通过精心设计的硬件连接和编程逻辑，系统可实现高效、可靠的电机控制，为用户提供了便捷、灵活的控制体验。
