直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制

1、直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制課程設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：目錄1 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方案設(shè)計(jì)(2)1.1 設(shè)計(jì)要求(2)1.2 設(shè)計(jì)框圖(2)2 .直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制硬件設(shè)計(jì)(3)2.1 主要器件功能(3)2.2 硬件原理圖(6)3 .直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制軟件設(shè)計(jì)(7)4 .調(diào)試(8)4.1 硬件測(cè)試(8)4.2 軟件調(diào)試(111 .直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方案設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求通過(guò)設(shè)計(jì)了解如何運(yùn)用電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，完成直流電機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，提高分析電路設(shè)計(jì)、調(diào)試方面問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。1、用按鍵1控制旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。2、電機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速與電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速在數(shù)碼管上顯示。3、 旋轉(zhuǎn)速度可實(shí)時(shí)改變。

2、1.2 設(shè)計(jì)框圖本課題中測(cè)量控制電路組成框圖如下所示:52 .直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制硬件設(shè)計(jì)2.1 主要器件功能1、L298N是專用驅(qū)動(dòng)集成電路，屬于H橋集成電路，與L293D的差別是其輸出電流增大，功率增強(qiáng)。其輸出電流為2A,最高電流4A,最高工作電壓50V,可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。此外可能通過(guò)使能端的高低電平的變換，從而使電機(jī)通斷，來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。令：Vlultiwatt151098765JCuRFi

3、LNI SLMSIMG U 0JTPLIT4R OUTPUT 3-T IhPI JT J二 EHABLL UINPUTSn LOG C SUPPLY VOLTAGE 每尺.INPUT 2二？ ENABLE AH INPUT 1SUPPLY VOL TAfiF 叫=OUTPUT 2OJTPLIr 1CURRtMT SLMSIMG AX熱片與激連通板上的EN1與EN2為高電平時(shí)有效，這里的電平指的是TTL電平。EN1為IN1和IN2的使能端，EN2為IN3和IN4的使能端。POWER接直流電源，注意正負(fù)，電源正端為VCC,電源地為GND。2、ZLG7290的核心是一塊ZLG7290B芯片，它采用1

4、2c接口，能直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管，同時(shí)可掃描管理多達(dá)64只按鍵，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的功能資源十分豐富。除具有自動(dòng)消除抖動(dòng)功能外，它還具有段閃爍、段點(diǎn)亮、段熄滅、功能鍵、連擊鍵計(jì)數(shù)等強(qiáng)大功能，并可提供10種數(shù)字和21種字母的譯碼顯示功能，用戶可以直接向顯示緩存寫入顯示數(shù)據(jù)，而且無(wú)需外接元件即可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，還可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電壓和電流。此外，ZLG7290B的電路簡(jiǎn)單，使用也很方便。用戶按下某個(gè)鍵時(shí)，ZLG7290的INT引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)，讀取鍵值后，中斷信號(hào)就會(huì)自動(dòng)撤銷。正常情況下，微控制器只需要判斷INT引腳就可以得到鍵盤輸入的信息。微控制器可通過(guò)兩種方式得到用戶的鍵盤輸入信息。

5、其一是中斷方式，該方式的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是要占用微控制器的一個(gè)外部中斷源。其二是查詢方式，即通過(guò)不斷查詢INT引腳來(lái)判斷是否有鍵按下，該方式可以節(jié)省微控制器的一根I/O口線，但是代價(jià)是12c總線處于頻繁的活動(dòng)狀態(tài)，消耗電流多并且不利于抗干擾。B 17 2?723420Dig?Dig6Dig5Dig4 DigJDig2 Digl D-gOJ J SegA礙SegD沁ESegFSegG23 24 T78 910SDA SCL /INT GNDVCCOSC2OSC1RES16Ts17ZLG7290ZLG7290能夠直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨(dú)立的LED ）,同時(shí)還可以掃描管理多達(dá)64

6、只按鍵。其中有8只按鍵還可以作為功能鍵使用，就像電腦鍵盤上的CtrLShift、Alt鍵一樣。另外ZLG7290B內(nèi)部還設(shè)置有連擊計(jì)數(shù)器，能夠使某鍵按下后不松手而連續(xù)有效。采用12c總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號(hào)線。可控掃描位數(shù)，可控任一數(shù)碼管閃爍。4、MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電Ch1ci- ITc?+T/M/1 XI*MX202EMX232EIIQIJ1kllNC2- 71v- IT莎山71211而RIOU T TU N 1?1 NR?OU T第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。

7、功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、89、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUTT2OUT送至U電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUTR2OUT俞出。第三部分是供電。15腳GND16腳VCC

8、（+5v）。2.2硬件原理圖7電路圖18Qv53.直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制軟件設(shè)計(jì)程序流程圖初始化，P1.2?1,P1.3?0tP1.0?1,P1.1?0ZLG7290顯示程序初始化114.1.1 單片機(jī)部分及其接口電路測(cè)試U6VCCVCC39383736-353433-竺2122西一2425-一26272810RxD11 TxD30 ALEP10POOP11P01 P12P02P13P03.P14P04cP15P05 P16P06P17P07INT1P20INTOP21P22 T1P23TOP24P25 EA/VPP26P27X1 X2 RESETRXDTXDRDALE/PWRPSENSTC89C5

9、X12 345678R1A9RD 17R18 1K 10K89CCV當(dāng)按鍵S1按下時(shí)，產(chǎn)生INTO中斷，使P12Pl.3取反.這樣就能控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),且中斷來(lái)時(shí)P1.1取反這樣LED燈亮滅代表不同的轉(zhuǎn)向.B4.1.2 電機(jī)部分電路及其接口電路測(cè)試15VVCC+5V NDL298N-CA &T5Seg4 ySeg3 aSe 孚，Segi tSe(018OscOCtC17 Oscl n15C17dH100nFR72VCC47K圖9通過(guò)單片機(jī)控制使LED1顯示輸入需要控制的轉(zhuǎn)速，LED2來(lái)顯示實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)與LED燈之間通過(guò)集成芯片ZLG7290來(lái)進(jìn)行連接。4.2軟件調(diào)試#344.2.1 按鍵

10、程序當(dāng)按鍵按下的時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)低電平，連接INTO,產(chǎn)生外部中斷，使P1.1P12Pl.3取反，從而控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，和LED燈的狀態(tài)，顯示其轉(zhuǎn)向.具體的程序如下：voidINTOSUBOinterruptO(P11=-P11;P125Pl2;P135Pl3;)4.2.2 PWM程序因?yàn)殡姍C(jī)調(diào)速是本次設(shè)計(jì)的最主要任務(wù)之一，所以PWM?序也是程序中最重要的一環(huán)。PWM勺調(diào)速原理是通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)斬波周期中的脈沖占空比來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)功率而達(dá)到調(diào)速目的。本設(shè)計(jì)中，PWM勺斬波周期為500us,那也就是說(shuō)斬波頻率為2kH乙在理論上能達(dá)到0.05%線性可調(diào)，也就是能以0.05%的調(diào)節(jié)精度來(lái)調(diào)節(jié)PWM占空比PW碉速子

11、程序是放在定時(shí)器0中斷中進(jìn)行的，中斷設(shè)置如下：ET0=1;中斷允許位TMOD=Ox51;TH0=0xFE;TL0=0x0C;RO=1;/SETBTRO下面是PWn的中斷子程序：voidTIMER0()interrupt1(THO=OxFE;TLO=OxOC;if(r=O)(a+;if(a=c)(P10=0;a=0;r=1;)if(r=1)(b+;if(b=(100-c)(P10=1;b=0;r=0;n-；4.2.3 測(cè)速系統(tǒng)程序測(cè)速是本設(shè)計(jì)的另外一個(gè)重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中測(cè)速系統(tǒng)的工作原理為:利用電機(jī)葉片上的磁鋼，引起霍爾開關(guān)產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)就采集此脈沖數(shù)，加以計(jì)算,得出其實(shí)時(shí)速度。測(cè)速程序得用一個(gè)計(jì)數(shù)器1具體實(shí)現(xiàn)如下：TH1=0x00;TL1=0x00;ET1=1;TR1=1;函數(shù)中，TH1_1,TL1_1就是存放計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)值的緩沖區(qū)，當(dāng)它們從TH1和TL1中取得數(shù)值之后，TH1和TL1隨即被清零，為下一次計(jì)數(shù)做好準(zhǔn)備。v