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pwm直流电机.doc

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上传者: 木小鱼_61609 2013-11-20 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《pwm直流电机doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含PWM脉宽调制驱动电机摘要本次设计是针对计算机控制技术综合应用的考察我们小组选择了pwm脉宽调制这一课题通过单片机产生PWM控制信号从而实现对直流电符等。

PWM脉宽调制驱动电机摘要本次设计是针对计算机控制技术综合应用的考察我们小组选择了pwm脉宽调制这一课题通过单片机产生PWM控制信号从而实现对直流电动机的速度调控。本设计主要介绍了该系统的硬件以及软件具体设计并对硬件方框图和软件流程图作了一定的描述。根据硬件方框图设计了以下功能模块ATC芯片系统核心控制模块通过P~P端口输出两互补的PWM脉冲通过L全桥驱动芯片对脉冲进行处理放大输出控制电机的转速。个二极管组成的H桥主要起保护作用。从而构成了一个比较完整有效的直流电动机调速控制系统。系统设计合理、功能完善、性能优越在实际生产中应用效果良好具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点。目录一:概述所做课题的意义本人所做的工作系统主要功能二:硬件电路的设计及其描述方案的选择及设计思想原理框图及各元件之间的逻辑关系工作原理原理电路图以及各原件之间的实际连接关系元器件清单列表三:软件设计流程及其描述系统模块层次结构图程序流程图源程序代码四:测试五:总结一:概述意义脉宽调制(PWM:(PulseWidthModulation)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。由于PWM可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点。由此在交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。此次设计对于深入对PWM的了解以其日后对其应用有着非常重要的作用.所做工作本人主要工作是设计硬件电路编写单片机程序及在电脑上进行完整的仿真确定设计没有错误。.主要功能此系统的主要功能是通过两个按键对系统的占空比进行调节通过改变占空比对直流电动机进行调速。按一下按键可以对电机加一点速继续按可以继续加。按一下开关能使电动机减速当减到一定程度后电动机停止转动继续按电机就会反转在按反转速度增加。就是通过两个按键开关实现对电动机的调速和正反转。二:硬件电路的设计及其描述.方案的选择及设计思想直流电动机以其良好的线性调速特性、简单的控制性能、高质高效平滑运转特性一直在速度和位置控制方面处于主导地位尤其是调速性能其他电动机无法比拟的。目前采用脉宽调制(PWM)控制方式已成为直流电动机数字控制的基础。因为在硬件设计中将电机驱动和逻辑控制分成了两个独立的模块所以在软件设计时也将分别设计。逻辑控制通过单片机完成电机驱动通过L芯片完成。根据《电动机的单片机控制》中对直流电机驱动的描述同样的H桥电路使用不同的控制信号可以实现两种不同的控制方式其一是“双极性可逆PWM驱动”其二是“单极性受限可逆PWM驱动”。对于“双极性可逆PWM驱动”方式电机在一个PWM周期中通过相反的电流正转、停止、反转取决于两个方向电流的持续时间如果相等则为停止。这个方式的好处是低速稳定启动快但是耗电大。对于“单极性受限PWM驱动”方式电机在一个PWM周期中的电流是同方向的驱动电机的功率大小取决于电流的持续时间也就是说在一个PWM周期中电机的电流有为“”的时候称之为“断流”现象。无疑这种方式在PWM值较小时断流的时间就较长电机运行就不稳定也就是低速性能不好但是由于没有反向电流消耗所以耗电少。.原理框图工作原理本设计使用ATS,基于内核的单片机外接MHZ晶振给单片机提时钟脉冲机器周期与晶振周期之间成倍的关系。通过给单片机编程使单片机输出两相反的PWM波形PWM的周期是s初始占空比设置为利用中断输出(每ms中断一次)设置两按键通过按键促发一个键增加脉冲宽度一个键减小脉冲宽度调整单片机输出PWM脉冲的脉宽(占空比可实现调整)。利用C单片机输出PWM脉冲简单方便易于实现。C输出的PWM脉冲输入L全桥驱动控制L的输出来控制电机的转速LN为SGSTHOMSONMicroelectronics所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片(DualFullBridgeDriver)内部包含信道逻辑驱动电路是一种二相和四相步进电机的专用驱动器可同时驱动个二相或个四相步进电机内含二个HBridge的高电压、大电流双全桥式驱动器接收标准TTL逻辑准位信号可驱动V、A以下的步进电机且可以直接透过电源来调节输出电压此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号。L芯片是一种高压、大电流双H桥式驱动器。加驱动器组成的步进电机控制电路具有以下优点:使用元件少组件的损耗低可靠性高体积小软件开发简单并且计算机(或单片机)硬件费用大大减少。PWM信号经过L处理之后驱动电动机。PWM脉冲为正负脉冲电机可以实现正、反转通过调节占空比来控制输出电压从而控制电机的转速。初始占空比PWM脉冲正负各一半相当于输出的电压为大于时正转小于时反转。四个二极管都是保护作用上面接电源那个当Vs断电后电机的产生的磁场产生很大的电动势保护电机(因为电机可能正传或者反转所以两个方向均要设计二极管)接地那个作用在于保护单片机等元件原理是一样的可以试想一下如果没有上面两个二极管或者没有下面两个二极管都可能因为电机产生的顺势电动势烧毁元件的不过一般小电机是没有问题的如果功率大电的电机影响就严重了ENA(B)IN(IN)IN(IN)电机运行情况HHL正转HLH反转H同IN(IN)同IN(IN)快速停止LXX停止.原理电路图.元器件清单名称型号数量二极管N单片机ATS全桥驱动L直流电机V晶振MHZ电容pf电容pf电阻k按键三:软件设计流程及描述设计程序.系统模块层次结构图.程序流程图.源程序代码#include<regh>sbitPWMQ=P^sbitPWMQ=P^sbitk=P^sbitk=P^sbitk=P^unsignedintpwmt=周期sunsignedintpwmc=脉宽sunsignedintpwmjms计数voidtint()interruptms{确定定时器时间TH=(()>>)xff获取ms的高位TL=获取ms的低位pwmjif(pwmj>=pwmt)pwmj=PWMQ=(pwmj<pwmc)PWMQ=~PWMQ}voiddelay(unsignedcharm)voidmain(){定时器工作方式TMOD=x启动定时器TR=开中断ET=EA=while(){do{if(pwmc!=)pwmcdelay()}while(k==)do{if(pwmc!=)pwmcdelay()}while(k==)}}voiddelay(unsignedcharm){unsignedchariwhile(m){for(i=i<i)}}四:测试五.总结通过本次课程设计是我加深了对PWM的了解熟悉了Proteus以及Keil等开发的软件的使用对于硬件电路和软件的设计有了更进一步的认识对C单片机的工作模式和程序编写的认识更加深入。同时在具体的制作过程中我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距书本上的知识很多都是理想化后的结论忽略了很多实际的因素或者涉及的不全面可在实际的应用时这些是不能被忽略的我们不得不考虑这方的问题这让我们无法根据书上的理论就轻易得到预想中的结果有时结果甚至很差别很大。通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性我们在今后的学习工作中会更加的注重实际。六:参考文献《系列单片机系统设计与实践》陈志旺陈志茹阎巍山等编著电子工业出版社《基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例》蒋辉平周国雄主编机械工业出版社《单片机原理与应用系统设计》张齐编著电子工业出版社《PWM与数字化电动机控制技术应用》孙立志编著中国电力出版社按键减速按键加速结束电机转速控制PWM输入L进行脉冲处理程序控制单片机输出PWM脉冲ATS通电启动开始按键控制PWM输出脉宽电机PWM脉冲控制L全桥驱动L输出控制电机C单片机通过编程PP输出PWM脉冲开始设置定时计数器K加速?增加计数值K减速减小计数值NYYN

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