基于单片机的直流调速系统设计

摘 要

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本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。

关键词： PWM信号   测速发电机    PI运算 [来源：http://think58.com]

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目 录

1.  系统硬件电路的设计 ………………………………………………………1

1.1  系统总体设计框图及单片机系统的设计…………………………………1

1.1.1   系统总体设计框图 ……………………………………………………1 [来源：http://think58.com]

1.1.2   8051 单片机简介………………………………………………………1

1.1.3   单片机系统中所用其他芯片简介 ……………………………………3 [资料来源：http://think58.com]

1.1.4   8051 单片机扩展电路及分析…………………………………………5

1.2   PWM信号发生电路设计……………………………………………………8

1.2.1   PWM的基本原理…………………………………………………………8 [版权所有：http://think58.com]

1.2.2   PWM信号发生电路设计…………………………………………………8 [资料来源：http://think58.com]

1.2.3   PWM发生电路主要芯片的工作原理……………………………………10

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1.3  功率放大驱动电路设计……………………………………………………12 [来源：http://think58.com]

1.3.1   芯片IR2110性能及特点………………………………………………12

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1.3.2   芯片IR2110引脚图及功能……………………………………………12 [资料来源：http://THINK58.com]

1.4  主电路设计…………………………………………………………………15 [来源：http://think58.com]

1.4.1   延时保护电路 …………………………………………………………15 [来源：http://think58.com]

1.4.2   主电路 …………………………………………………………………15

1.4.3   输出电压波形 …………………………………………………………17

1.5   测速发电机 ………………………………………………………………17

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1.6   滤波电路 …………………………………………………………………17 [资料来源：THINK58.com]

1.7   A/D 转换 …………………………………………………………………18 [资料来源：http://www.THINK58.com]

1.7.1  芯片ADC0809介绍………………………………………………………18 [资料来源：www.THINK58.com]

1.7.2   ADC0809 的引脚及其功能 ……………………………………………18 [来源：http://www.think58.com]

2.直流调速系统 …………………………………………………………………20 [资料来源：http://think58.com]

2.1 直流调速系统概述 …………………………………………………………20 [来源：http://think58.com]

2.2 单闭环直流调速系统 ………………………………………………………20

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2.3 开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 ……………………………22

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3.系统软件程序的设计 …………………………………………………………25

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3.1  PI 转速调节器原理图及参数计算 ………………………………………25 [资料来源：www.THINK58.com]

3.2 系统中部分程序的设计 ……………………………………………………25

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3.2.1 单片机资源分配 ………………………………………………………25

3.2.2 程序流程图 ……………………………………………………………28 [资料来源：http://think58.com]

总结 ……………………………………………………………………………30 [资料来源：http://think58.com]

致谢 ………………………………………………………………… [资料来源：www.THINK58.com]

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