【大学论文】基于单片机产生的PWM波对交流电机的调速系统

1、基于单片机的直流电机调速系统设计 论文简介 引言引言 系统的功能及组成系统的功能及组成 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 软件设计原理软件设计原理 模拟仿真模拟仿真 实验结果分析实验结果分析 论文研究背景论文研究背景 在国内外，脉宽调制技术在空间在国内外，脉宽调制技术在空间 技术以及军事工业中得到了广泛技术以及军事工业中得到了广泛 地应用。它满足那些高精度、高地应用。它满足那些高精度、高 速度控制系统的要求。速度控制系统的要求。 近年来，脉宽调制技术在自动生近年来，脉宽调制技术在自动生 产线、机床行业以及机器人等领产线、机床行业以及机器人等领 域中也得到了广泛应用。域中也得到了广泛应用。 论文

2、研究的目的和意义论文研究的目的和意义 研究出一套需要用的功率元研究出一套需要用的功率元 件少、开关频率高、调速范件少、开关频率高、调速范 围宽、系统快速响应性能好，围宽、系统快速响应性能好， 动态抗扰能力强的直流调速动态抗扰能力强的直流调速 系统，可以在直流电机调速系统，可以在直流电机调速 系统内广泛应用。系统内广泛应用。 系统设计要求系统设计要求 设计制成一套基于STC89C52单片 机产生PWM波对直流调速系统的 设计，并且可以实现加速、减速、 正转、反转、停止等五个功能。 系统的任务分析系统的任务分析 以PWM波作为单片机输出信号，通过驱 动模块对直流电机进行调速； 首先经仿真软件进行模

3、拟验证； 其次在硬件根底上进行初调试； 最后到达设计要求。 系统结构框图系统结构框图 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 最小系统设计 电源系统设计 电机调速系统设计 红外对管测速系统设计 1602液晶显示系统设计 最小系统设计最小系统设计 功能：产生PWM波从而实现对电机的调 速以及实现各子系统功能的配合。 单片机选型 时钟电路 复位电路 电源接口电路模块 电源系统设计电源系统设计 功能：主要为单片机最小系统、电机驱 动系统、测速系统、1602液晶显示系统 供电，主要是提供5V直流电和12V直流 电。 桥式整流和滤波电路 7805稳压电源电路 电机调速系统设计电机调速系统设计 功能：使用单片机

4、产生PWM波驱动驱动 模块，使电机实现正转、反转、加速、 减速、停止等功能。 直流电机的PWM控制原理 驱动模块的选择 驱动模块选择驱动模块选择 三极管组成的H桥驱动模 块 L298N芯片驱动模块 三极管组成的三极管组成的H H桥驱动模块桥驱动模块 当PWM1为低电平,通过对PWM2输出占空比 不同的矩形波使三极管Q1、Q6同时导通Q5 截止，从而实现电机正向转动以及转速的 控制； 同理，当PWM2为高电平,通过对PWM1输出 占空比不同的矩形波使三极管Q1、Q6同时 导通，Q6截止，从而实现电机反向转动以 及转速的控制。 L298NL298N芯片驱动模块芯片驱动模块 当IN1输入1、IN2输

5、入0、ENA输入1时，此 时与门1、4开，23关闭，电机正转；当 IN1输入0、IN2输入1、ENA输入1时，此时 与门2、3开，23关闭，电机反转；不难看 出，只要当EA输入为0，不管IN1,IN2输入 什么状态，此时电机都停止。 红外对管测速系统设计红外对管测速系统设计 功能：对电机的转速进行测量，并且运 用程序计算出电机实际转速，并反响到 1602显示出来。 转速测量原理 检测装置安装 信号处理电路 16021602液晶显示系统设计液晶显示系统设计 功能：显示出实际速度值和此刻的占空 比。 1602芯片介绍 液晶显示效果 液晶仿真显示效果液晶仿真显示效果 液晶仿真显示效果液晶仿真显示效果

6、 液晶仿真显示效果液晶仿真显示效果 液晶仿真显示效果液晶仿真显示效果 液晶实物显示效果液晶实物显示效果 液晶实物显示效果液晶实物显示效果 液晶实物显示效果液晶实物显示效果 液晶实物显示效果液晶实物显示效果 硬件电路硬件电路 硬件电路硬件电路 程序流程图 主程序流程图 PWM波发生模块程序流程图 测速系统程序流程图 液晶显示系统程序流程图 主程序流程图 PWM波发生模块程序流程图 测速系统程序流程图 液晶显示系统程序流程图 仿真波形分析 占空比：100% 速度：360r/min 原因分析：占空比是指高电平在一个 周期之内所占的时间比率，此时占空 比为100%，电机此时端电压即为电压U， 故电机转速为360r/min。 仿真波形分析 占空比：0% 速度：0r/min 原因分析：占空比是指高电平在一个 周期之内所占的时间比率，此时占空 比为0%，电机此时端电压即为电压0， 根据电机平均转速，故电机转速为 0r/min。 实际电路波形分析 占空比：100% 速度：360r/min 原因分析：占空比是指高电平在一个 周期之内所占的时间比率，此时占空 比为100%，电机此时端电压即为电压U， 故电机转速为360r/min。 实际