1、本科毕业论文（20 届）基于 Proteus 的直流电机控制系统的设计所在学院专业班级 机械电子工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名：毕业设计任务书设计题目： 基于 Proteus 的直流电机控制系统的设计 1设计的主要任务及目标本设计是利用 Proteus 软件与直流电动机，通过合理的设备选型、参数设置和程序设计，完成对直流电动机的正反转控制及直流电机的调速控制，实现控制功能，达到本次设计的目的。首先应参阅各类相关资料，完成电动机控制回路原理图，然后进行硬件设计及程序
2、编制与调试。2设计的基本要求和内容（1）查阅关于直流电机控制的文献资料，并撰写开题报告；（2）熟悉 Proteus 的开发环境、并完成整体方案的设计；（3）完成直流电机控制回路的硬件、软件设计；（4）编写设计说明书3主要参考文献1 代启化.基于 Proteus 的电路设计与仿真J. 现代电子技术,2006,29(19):84-862 张俊凡.基于直流电机变频调速系统的设计与实现D. 学位授予单位:华中科技大学 学位名称：硕士 学位年度:2009 3 刘春华,王向周,南顺成,徐冬平. 基于 PWM 控制器的低压直流电机控制系统设计及其应用C. 会议名称:第 3 届制造业自动化与信息化学术交流会
3、日期:20044进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 阅读任务书，查资料,完成开题报告和答辩2014 年 3 月 12 日之前2 完成整体方案的设计 2014 年 3 月 13 日-2014 年 4 月 1 日3 硬件设计 2014 年 4 月 3 日-2014 年 5 月 5 日 4 软件设计 2014 年 5 月 6 日-2014 年 5 月 20日5 编写设计说明书，完成论文及答辩 2014 年 5 月 21 日-2014 年 6 月 20日基于 Proteus 的直流电机控制系统的设计摘要：直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的启动
4、性以及简单的控制电路等优点，在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。 本文设计了以单片机 AT89C51 和 L298 驱动芯片控制直流电机脉宽调制（PWM）调速系统。主要介绍了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本系统采用霍尔元器件测量电动机的转速，用单片机软件实现 PWM 调整电机转速，给出了程序流程图、程序。硬件电路实现了对电机的预置初值、正反转、急停、加速、减速的控制，以及转速在四位 LED 上的显示。关键词：单片机 AT89C51， 脉宽调制，直流电机Design of the control system of dc motor b
5、ased on ProteusAbstract：The direct current machine takes the most common one kind of electrical machinery, has the very outstanding linear physical characteristics, the wide governor deflection, the good starting as well as merits and so on simple control circuit, therefore obtained the very widespr
6、ead application in societys each domain.This article designs the MCU AT89C51 and L298 drive chip control dc motor pulse width modulation (PWM) control system. Mainly introduces the control system of dc motor, this paper expounds the basic scheme of the system is the basic structure, working principl
7、e,operation characteristics and design method. This system USES hall components measured the speed of the motor used in the simulation software , MCU software realization PWM motor speed adjustment, the program flow chart, keilc Proteus procedures. The hardware circuit of the motor, positive &negati
8、ve initial preset, stop, accelerate, control, and the speed of the slowdown in four led. Key words: Single Chip Microcontroller, AT89C51, Pulse Width Modulation, DC MotorI目 录1 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 研究意义 .12 系统硬件设计 .32.1 直流电机的简介 .32.1.1 直流电机的基本结构 .32.1.2 直流电机的工作原理 .32.1.3 直流电机调速原理 .32.2 系统方案设计 .62.2.1
9、直流电机驱动方案 .62.2.2 PWM 方式的选择 .62.2.3 PWM 控制信号的产生方式 .72.2.4 正反转的设计 .72.2.5 速度调控的实现 .72.3 系统原理 .82.4 系统模块的设计 .92.4.1 单片机最小系统设计 .92.4.2 直流电机驱动电路设计 .122.4.3 转速测量及显示模块设计 .153 系统软件设计 .19II3.1 主程序 .193.2 PWM 控制程序 .243.3 正反转控制程序 .253.4 显示功能的实现 .263.5 键盘的功能的实现与设计 .28结 论 .30参考文献 .31致 谢 .32附录 1 系统硬件原理图 .33附录 2 系
10、统程序 .3411 绪论1.1 研究背景1964 年 U.stemmler 和 A.Schonung 首先提出把 PWM 技术应用到电机传动中，从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面1。进入 80 年代以来，由于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、电动控制技术、微机应用技术的兴起，电动机有了最新的发展成果2。正是这些技术的进步使电机控制技术在近 20 多年内发生了翻天覆地的变化，逐渐形成以体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器，与电机相结合，把电机控制推上了一个崭新的阶段。其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形
11、成数字和模拟的混合控制系统和纯数字控制的应用,并向全数字化控制方向快速发展3。电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件 MOSFET 和 IGBT 成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动控制方法能够得到实现，脉宽调制控制方法（PWM 和 SPWM）,变频技术在直流调速和交流调速中获得广泛的应用4。永磁材料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型电动机，如永磁直流电动机、交流伺服电动机、开关磁阻电动机、超声波电动机、专为变频设计的交流电动机等5。1.2 研究意义随着现代科学技术的不断更新发展，电动机技术已经频频出现在科研，军事，教育，工业，以及人们的日常生活中。在目前实际应用中，主要出现有步进电动机和直流电动机两大类，他们在不同的领域中都起着比较核心的作用6。对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种，简单控制是对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制；复杂控制是对电动机的转速转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制。本次设计可以作为简单控制向复杂控制的过度，实现直流电机启动、制动、正反转控制外，还要进行转速控制为以后复杂控制做为基础学习。
