畢業(yè)設計（論文）開題報告基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、廣西工學院電氣與信息工程學院本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告（2012屆）題目名稱：based on the design of dc motorcontrol system （英文）基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設計 （中文）學生姓名 學 號 專業(yè)年級 指導教師 填寫時間 一、選題的根據(jù)： 1）本選題的理論、實際意義在現(xiàn)代工業(yè)中，電動機作為電能轉(zhuǎn)換的傳動裝置被廣泛應用于機械、冶金、石油化學、國防等工業(yè)部門中，隨著對生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高和產(chǎn)量的增長，越來越多的生產(chǎn)機械要求能實現(xiàn)自動調(diào)速。長期以來，自動調(diào)速電動機一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。由于它具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，

2、高效率，優(yōu)異的動態(tài)特性，現(xiàn)在仍是大多數(shù)調(diào)速控制電動機的最優(yōu)選擇。以前電動機大多使用由模擬電路組成的控制柜進行控制，現(xiàn)在單片機已經(jīng)開始取代模擬電路作為電機控制器。當前電機控制器的發(fā)展方向越來越趨于多樣化和復雜化，現(xiàn)有的專用集成電路未必能滿足苛刻的新產(chǎn)品開發(fā)要求，為此可考慮開發(fā)電機的新型單片機控制器，因此研究直流電機的速度控制，有著非常重要的意義。2）綜述國內(nèi)外有關本選題的研究動態(tài)和自己的見解直流電機問世已有一百四十多年的歷史。在設計和制造技術上有很大進步, 新材料、新技術的應用以及整流電源的普及, 促進了一般工業(yè)用直流電機的不斷擴大, 品種的日益繁多。從小至數(shù)瓦, 大到萬余千瓦, 廣泛地用于冶金

3、、礦山、煤炭、起重運輸、機床制造、紡織印染等各個部門中, 特別是近幾年電子計算技術廣泛應用在直流電機設計制造中。從直流電動機的演變歷史, 也可以縱觀直流電動機的發(fā)展歷史和動向、從四十年代后期到五十年代的前期, 直流電動機的電源主要是采用m-g電動發(fā)電機組,六十年代初, 電動發(fā)電機組電源已被水銀整流器逐漸代替, 到六十年代后期, 由于可控硅整流裝置的出現(xiàn), 并得到迅速發(fā)展, 可控硅整流電源已占統(tǒng)治地位。由于直流電源供電方式的不斷更新?lián)Q代, 特別是在最近的十幾年期問, 進一步促使了直流電動機的單機功率、轉(zhuǎn)速不斷提高, 目前朝著高速、大功率方向發(fā)展。另外, 由于絕緣技術和分析技術的進步, 直流電動機

4、已迅速向小型輕量, 低慣量方面發(fā)展。隨著各種技術的進步和研究的展開,諸多高質(zhì)量的直線電機產(chǎn)品和科研成果紛紛出現(xiàn)。1985年,美國ingersol銑床公司生產(chǎn)了采用永磁同步直線電機的hvm600高速加工中心,最大進給速度達76.2m/min。而在1997年,漢諾威12.emo展覽會上有20多家公司展出了直線電機傳動裝置,如德國trumpf公司的激光機床,法國renault automation公司的加工中心等,展出的直線電機最大速度達150200 m/min。這些被稱為最有前途的展品表明,在高速度機床的進給機構(gòu)中愈來愈多的采用直線電機。新型磁性材料和控制技術、冷卻方法的出現(xiàn),為應用經(jīng)濟高速高動力

5、直線電機創(chuàng)造了條件。由于變頻技術的出現(xiàn)，交流調(diào)速一直沖擊直流調(diào)速，但綜觀全局，尤其是我國在此領域的現(xiàn)狀，再加上全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，更提高了直流調(diào)速系統(tǒng)的精度及可靠性，直流調(diào)速系統(tǒng)仍將處于十分重要地位。對于直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有穩(wěn)速、調(diào)速、加速或減速三個方面，而在工業(yè)生產(chǎn)中對于后兩個要求已能很好地實現(xiàn)，但工程應用中穩(wěn)速指標卻往往不能達到預期的效果，穩(wěn)速要求即以一定的精度在所需要的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，在各種干擾不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動。二、研究內(nèi)容1）主要研究內(nèi)容及觀點完成單片機的直流電機控制系統(tǒng)總體設計，包括各部分硬件的設計以及相應的驅(qū)動程序設計。通過電平轉(zhuǎn)換使上位機能與單片機進行串口通信，

6、并選用串口大師軟件對單片機發(fā)送信號。設計顯示電路，使用戶可以通過顯示屏與控制系統(tǒng)進行交互，實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)等狀態(tài)以及速度的實時顯示。設計鍵盤輸入電路，使用戶可以通過顯示屏與鍵盤對電機進行正反轉(zhuǎn)等狀態(tài)以及速度的調(diào)節(jié)，從而脫離上位機對其發(fā)送信號。2）研究重點本文研究的重點是單片機控制電路的設計，精確可靠的控制和檢測電機工作狀態(tài)以及轉(zhuǎn)速。當轉(zhuǎn)速達到設定值時，可自動保持設置的轉(zhuǎn)速。3）難點控制電路、驅(qū)動電路的設計以及控制程序的編寫。4）創(chuàng)新點加入鍵盤控制電路，采用獨立式鍵盤，使用戶可以通過鍵盤實現(xiàn)對電機工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。5）擬撰寫論文的結(jié)構(gòu)（論文撰寫框架）目錄摘 要.iabstract. ii1 緒

7、論1.1 直流電機概述1.2 單片機概述1.3 脈寬調(diào)制（pwm）技術1.4 課題任務及工作內(nèi)容2 單片機直流電機控制系統(tǒng)總體設計方案2.1 設計思路2.2 方案論證與比較2.3 系統(tǒng)組成3 單片機直流電機控制系統(tǒng)硬件設計3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)3.2 系統(tǒng)單元電路設計4 單片機直流電機控制系統(tǒng)軟件設計4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)4.2 系統(tǒng)模塊程序設計5 系統(tǒng)測試5.1 測試準備5.2 測試過程5.3 測試結(jié)果結(jié)束語致謝參考文獻附錄三、研究方法本課題是研究直流電機控制系統(tǒng)的設計，基于單片機pwm技術來實現(xiàn)電機的工作狀態(tài)以及轉(zhuǎn)速。主要通過硬件電路設計，軟件編程，系統(tǒng)調(diào)試研究控制電路性能。主要理論基礎：電機

8、與拖動，單片機原理及應用，單片機c語言程序設計，模擬電子技術基礎，數(shù)字電路技術基礎，電路理論。四、進程安排和采取的主要措施1-2周：畢業(yè)實習，同時完成3000字以上漢字的英文翻譯。3-4周：查閱文獻，學習直流電機控制過程，驅(qū)動方法，及如何使用單片機實現(xiàn)直流電機的正反轉(zhuǎn)控制及速度的控制，完成系統(tǒng)總體設計，開題報告。5-12周：進行硬件設計，制作pcb板，軟件程序編寫，調(diào)試程序，文檔編制。13-15周：完成畢業(yè)設計論文，打印。16周：答辯在以上實施過程中遇到困難和疑問，首先查閱相關資料和書籍，自己多動腦動手，理論聯(lián)系實際，如果還不能解決問題的就找老師或同學詢問幫助解決，以便順利按時完成此次設計。五

9、、主要參考文獻（不少于10篇，3篇以上英文參考文獻）1 張毅剛 彭喜元 .單片機原理與應用設計m. 北京：北京市海淀區(qū)四季青印刷廠，2010.2 張毅剛.新編mcs-51單片機運用設計. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003.3 張義和 王敏男 許宏昌 余長春.例說51單片機（c語言版）. 北京：人民郵電出版社，2009.4 馬忠梅 籍順心 張 凱 馬 巖.單片機的c語言應用程序設計. 北京：北京航空航天大學，2010.5 samsung electronics. s3c44box risc microcontroller arm instruction sheet .2002.6 郭天祥.

10、51單片機c語言教程，電子工業(yè)出版社，2005年7月7 丁元杰.單片微機原理及應用，機械工業(yè)出版社，2005年7月8 樓然苗、李光.單片機課程設計指導，北京: 北京航空航天大學出版社，2007.9 okazoe h,shimizu k,watanabe y.et al. develop-ment of a full-flowburner regeneration type diesel particu-late filter using sic honeycombc .society of automotiveengineers international congress and expos

11、ition.michigan:sae paper 960130. 1996, :27-35 . 10 豈興明、唐杰等.51單片機編程基礎與開發(fā)實例詳解，北京: 人民郵電出版社，2008.11 王東鋒、王會良、董冠強.單片機c語言應用100例，電子工業(yè)出版社，2009.1v. yu. teplov,a. v. anisimov. thermostatting system using a single-chip microcomputer and thermoelectric modules based on the peltier effectj ,2002 12 yeager brent.how to troubleshoot your electronic scalej. powder and bulk engineering. 1995 13 周興華.手把手教你學單片機，北京: 北京航空航天大學出版社，2005.14 meehan joanne,muir lindsey.scm in merseyside smes:ben