[毕业设计] 基于单片机的直流电机设计 [复制链接]

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　　毕业设计 基于单片机的直流电机设计 共36页，14001字
　　
1  引言
　　
直流电机在当今生活的各方面应用越来越广泛，直流电机的调速控制是电机应用的一个重要技术保障。直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业中仍有应用。
　　
目前，直流电机调速控制方法很多，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(pulse width modulation,简称PWM)已成为直流电动机新的调速方式[1]。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，硬件比较简单，运算速度快，精度高，因此具有很好的发展前景[2]。本设计采用单片机产生PWM脉宽信号来控制直流电机的转速。
　　
随着单片机技术的日新月异, 使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成, 为直流电动机的控制提供了更大的灵活性, 并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统, 可以节约人力资源和降低系统成本, 从而有效的提高工作效率。电机调速系统采用单片机实现数字化控制，是电气传动发展的主要方向之一，整个调速系统结构简单，可靠性高，操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。由于单片机性能优越，具有较佳的性能价格比，所以单片机在工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。
　　
2  单片机概述
　　
单片机微型计算机(简称单片机)是微型计算机的一个重要分支，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
　　
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统[3][4]。
　　
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多、多功能化，以及低电压低功耗。
　　
Intel公司生产的MCS-51高性能单片机越来越多地渗透到工业过程控制测量、机电一体化及各种智能自动化仪器仪表的应用领域中。使用该系列单片机的系统和装置，以其性能灵活、使用方便、工作可靠、体积小和性能 价格比高等优点，赢得了广大用户的信赖。因此本系统的设计就采用MCS-51单片机来实现，系统结构简单,调速性能可靠,易于维护,易于改变算法,性能价格比高。
　　
2.1  MCS-51的引脚说明
　　
MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，图2.1是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：
　　
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