单片机小型直流电机控制系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

以前电动机大多使用由模拟电路组成的控制柜进行控制，现在单片机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。

当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单片机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。

在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长, 越来越多的生产机械要求能实现自动调速。

2. 课题关键问题和重难点

本课题采用单片机实现对直流电动机的控制，直流电机工况可用数码管或lcd液晶屏显示，至少要显示如下参数值：开环转速设定值，闭环转速设定值和检测值等。

完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括各部分硬件的设计以及相应的驱动程序设计。

通过电平转换使上位机能与单片机进行串口通信，并选用串口大师软件对单片机发送信号。

3. 国内外研究现状（文献综述）

单片机是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit），由控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。

与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。

它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但储存量小，输入输出接口简单，功能较弱。

4. 研究方案

本次设计的直流电机控制系统包括六大部分：电源电路、测速电路、单片机最小系统电路、电机驱动电路、按键电路和显示电路。

直流电机控制系统可以通过速度传感器对当前电机转速进行实时采样，系统将这个采样值和设定值进行对比，检查速度是否偏离，如果有速度差，系统就会通过算法输出控制信号去减小这个差值，直到最后速度达到设置值。

方案一：控制模块采用５１单片机作为控制核心；键盘向单片机输入相应的指令，由单片机通过Ｐ1.0与p１.１其中一口与转速相应的pwm脉冲另一口输出低电平，经过芯片控制电路，实现电动机转速与转向的控制，单片机把电压信号处理之后通过显示模块显示。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；第 2 周 阅读相关资料，理解课题目标、要求、相关内容，以及初步实施方案，写出相关开题报告一份，翻译相关英文资料；第 3 周 完成英文资料翻译和开题报告，提出拟完成课题的具体方案；第 4 周 参阅有关资料，分析数码管显示，以及相应驱动等扩展电路的工作原理；第 5 周 设计小型直流电机工况显示等扩展电路电原理图；第 6 周 阅读有关单片机设计方面的资料，结合单片机设计硬件系统电原理图，准备中期检查；第 7 周 确定并绘制单片机系统电路电原理图，分析并调试整个系统电路，完成中期检查；第 8 周 进一步理解课题的整体思路，设计并调试相关软件；第 9 周 软硬件整体调试，以及完善等工作；第10周 毕业设计说明书、业务总结、论文（报告）等相关文档的撰写；第11周 完成论文（报告）终稿，指导教师审阅论文（报告），实物成果验收；第12周 评阅教师评阅论文，完善毕设各项文档，及整理工作，接受答辩资格审查，参加答辩；第13周 完成答辩及各项文档整理、提交工作；第14周 整理提交终稿文档，结束毕业设计。