PWM控制直流电动机转速报告

2011年全国大学生电子设计竞赛

PWM控制直流电机转速（A题）

【高职组】

2011年9月6日

摘要

本设计主要要实现的功能是，通过直流电机PWM控制系统，实现对直流电机的加速、减速以及电机的正转、反转和急停，并且可以调整电机的转速，能够很方便的实现电机的智能控制。主要采用直流电机PWM调速系统以AT89S52单片机为控制核心，由命令输入模块、LCD 显示模块及电机驱动模块组成。使用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，定时不断给L298直流电机驱动芯片发送PWM波形H型驱动电路完成电机正、反转和急停控制，同时单片机不停的将PWM脉宽调制占空比送到LCD1602液晶来完成实时显示。

关键词：直流电机；PWM；控制。

abstract

This design mainly in order to realize the function is, through the dc motor PWM control system, the implementation of the dc motor speed, motor and reducer, move forward, reverse and stop, and can adjust the speed of the motor, can easily realize the intelligent control of the machine. Mainly adopts dc motor PWM speed regulation system AT89S52 single chip microcomputer as control core, by the command input module, LCD display module and motor drive module. Using independent type keyboard with interruption as command input, single chip microcomputer under program control, timing, constantly send dc motor driver chip L298 PWM waveform H drive circuit to complete the motor positive and reverse and stop control, meanwhile

microcontroller of the PWM pulse width modulation duty cycle to the LCD1602 LCD to complete real-time display. Keywords: dc motor; PWM. Control.

目录

一系统方案设计与分析 (4)

1系统总体框图 (4)

2方案论证与选择 (4)

控制模块的论证与选择 (4)

输入模块的论证与选择 (4)

显示模块的论证与选择 (5)

传感器的论证与选择 (5)

3理论分析与计算 (5)

PWM调速原理 (5)

PWM调速方法 (6)

二硬件电路设计 (6)

1控制系统 (6)

2驱动模块 (7)

3显示模块 (8)

三软件设计 (9)

1程序流程图

四调试结果与分析 (10)

五元器件清单 (12)

六参考文献 (12)

七总结 (12)

附录一：原理图 (13)

附录二：源程序 (14)

一系统方案设计与分析

1系统总体框图

本系统主要由控制模块、显示模块、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等组成，系统总体框图如图1所示。

图1 系统总体框图

2方案论证与选择

控制模块的论证与选择

方案一：采用嵌入式系统。特点是硬件结构相对于AT80C51复杂，编程容易。价格低廉、采用CMOS技术和RISC架构，低功耗(μA)、具有SLEEP(休眠)功能。AVR的一条指令执行速度可达50ns (20MHz)，而耗电则在1μA～间。高度保密。

方案二：采用AT80C51系统。特点是具有8K字节的ROM，32个可编程IO口，3个16位定时/计数计，8个中断源，1个全双工UART 串行通信口，编程容易，是应用广泛的一种单片机。

方案三：采用MSP430。此系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。

综合以上三种方案，本设计选择方案二。

输入模块的论证与选择

方案一：采用独立键盘来控制输入。特点是硬件结构简单，编程容易，按键较多时需要较多的IO口。

方案二：采用矩阵键盘来控制输入。特点是硬件结构复杂，编程复杂，对于按键较多时，可节约IO口。

方案三：采用拨码开关。拨码开关(也叫DIP开关，拨动开关,超频开关，地址开关，拨拉开关，数码开关，指拨开关)是一款用来操作控制的地址开关，采用的是0/1的二进制编码原理。通俗的说也就是一款能用手拨动的微型的开关，所以也通常叫指拨开关的也很多。广泛使用于数据处理、通信、遥控和防盗自动警铃系统、风淋室等需要手动程式编制的产品上。

综合以上三种方案，本设计选择方案一。

显示模块的论证与选择

方案一：采用数码管显示。特点是耗电少、寿命长、成本低、故障少、可视距离远，但其只能显示数字，字母。

方案二：采用LCD1602显示。特点是体积小，功耗低，显示内容丰富，是单片机应用设计中最常用的信息显示模块。

方案三：采用LCD12864显示。特点是该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗。不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，价格也较低廉。

综合以上三种方案，本设计选择方案二。、

传感器的论证与选择