基于单片机的直流电机PWM调速系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，并且随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。

pwm-脉冲宽度调制技术，通过对微处理器输出的一系列数字脉冲宽度进行调制，等效地获得模拟电路所需的波形，从而实现对模拟电路控制的一种有效技术。采用pwm技术可以避免传统调速系统模拟电路容易随时间飘移、产生一些不必要的热损耗、以及对噪声敏感等缺点，并且pwm调速系统低速特性好，动态抗干扰能力强的特点.由此来实现直流电机的启动、停止、加速、减速、正转、反转以及速度的动态显示，并且大幅度提高了转速显示的精确性。

本题正是以此为出发点, 利用单片机来实现对电机转速的监测和控制。

2. 研究内容和预期目标

关键问题一：如何选择合适的单片机

如何选择合适的单片机是本课题待解决的第一个问题。综合各方面因素考虑，本课题将采用at89s52,利用at89s52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制。

关键问题二：如何选择合适的电机驱动

3. 研究的方法与步骤

本系统主要由单片机小系统模块、pwm控制模块、驱动模块、电机参数采集模块、转速显示模块、电源模块及按键控制模块组成。总体结构如图1所示。

图1 系统整体框图

4. 参考文献

[1] 林金阳,王明福. 基于mc51单片机的直流电机pwm调速系统[j]. 长春工程学院学报(自然科学版), 2009,(03) .

[2] 王苏. 直流电机pwm调速研究及单片机控制实现[j]. 机电工程技术, 2008,(11) .

[3] 方力. 基于单片机的直流电动机控制系统设计[j]. 机械制造与自动化, 2011,(06)

5. 计划与进度安排

毕业设计进度总体时间安排：(1) 2022.01.15－2022.02.23：资料收集，熟悉课题。撰写、提交毕业设计任务书、开题报告，完成外文翻译工作；(2) 2022.02.24－2022.03.08：阅读文献，查阅资料，确定系统功能框架，论文骨架搭建，分析所研究直流电机工作原理及调速系统要求，制订控制系统总体方案；(3) 2022.03.09 －2022.03.30：论文框架细化，撰写综述、控制系统主要元器件选型及硬件电路设计详细方案选择、确定；(4) 2022.04.01－2022.04.24：修改综述、外文翻译等，最终方案确定、元器件购买等，课题实施及单片机控制程序设计；(5) 2022.04.25－2022.05.03：各功能部件软件编写和硬件设计，控制系统调试；(6) 2022.05.04 －2022.05.24：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息，软硬件及系统联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩；(7) 2022.05.25－结束： 完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归档。

如果第一次设计答辩未能通过，则继续细化设计，具体安排如下：第1-3周：通过上次答辩出现的问题，对其进行总结和进行改进，查看是否还有其他问题，对软硬件进行完善和优化；第4周：让指导老师查看设计，请其指出不足和改进之处，准备答辩；第5周：完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩，论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归档。