单片机控制直流电动机调速系统
摘 要
本文介绍了一种基于单片机控制的PWM直流电机调速系统，系统以89C51单片机为核心,以小型直流电机为控制对象,实现双闭环PI控制。系统包括转速给定、转速显示、转速检测、电流检测、PWM脉宽信号产生电路以及直流电机驱动电路。从直流调速系统原理出发，逐步建立了双闭环直流PWM调速系统的数学模型，给出了该系统的详细设计思路、软硬件设计、电路结构和采用PI控制算法的控制程序流程。在芯片选择方面，以89C51为控制核心，分别采用了AD574电流模/数转换、8253转速M/T法测量、8279转速设定/显示、DAC1208/TL494PWM波形产生、LDM18200电机驱动等芯片与一些外围电路。该系统具有较好的控制精度,可以在中小功率直流电动机上广泛应用。
关键词: 单片机,直流电机,调速系统,PWM,双闭环控制
目 录
摘 要 i
Abstract ii
目 录 iii
1 绪论 1
1.1 序言 1
1.2 直流调速系统发展概况 1
1.3 单片机主流产品介绍 2
2 直流脉宽调速系统的理论研究 3
2.1 直流电动机的调速方案 3
2.2 直流电机PWM调速原理 3
2.3 双闭环可逆直流PWM调速系统原理 6
2.3.1 转速、电流双闭环调速系统的组成 6
2.3.2 稳态结构图和静特性 6
2.3.3 双闭环脉宽调速系统的动态性能 7
3 双闭环可逆直流PWM调速系统的硬件设计 12
3.1 单片机的选择 13
3.2 电流检测电路 15
3.2.1 AD574芯片及引脚功能简介 16
3.2.2 AD574的工作原理 17
3.2.3 AD574与89C51单片机的接口电路 17
3.3转速测量电路 18
3.3.1 M/T法测速原理 18
3.3.2 8253可编程定时器/计数器芯片 19
3.3.3 转速测量硬件电路 20
3.4 转速设定/显示电路 21
3.4.1 8279可编程键盘、显示接口芯片 21
3.4.2 键盘/显示接口电路 23
3.5 PWM调制信号产生电路 24
3.5.1 DAC1208内部结构与引脚功能 24
3.5.2 DAC1208与89C51单片机的接口 25
3.5.3 专用PWM集成电路芯片TL494 26
3.5.4 TL494电路实现 27
3.6 直流电机PWM驱动电路 28
3.6.1 LMD18200驱动电路原理 28
3.6.2 专用直流电动机驱动芯片LMD18200 31
4 双闭环可逆直流PWM调速系统的软件设计 34
4.1 软件的结构设计 34
4.2 主程序设计 36
4.3 电流调节器和转速调节器的算法及软件实现 37
全文总结 41
致 谢 42
参考文献 43
附 录 44
