基于pwm原理的紅外遙控電機設(shè)計 大學(xué)大學(xué)學(xué)位論文.doc

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1、測控儀器設(shè)計課程設(shè)計測控技術(shù)與儀器課程設(shè)計題目名稱：基于PWM原理的紅外遙控電機設(shè)計專業(yè)班級：測控1202班學(xué)生姓名：王柏林學(xué)號：201223030228指導(dǎo)教師：劉伍豐成績：評語：指導(dǎo)老師簽名：日期：1測控儀器設(shè)計課程設(shè)計測控技術(shù)與儀器課程設(shè)計課程設(shè)計名稱基于PWM原理的紅外遙控電機設(shè)計專業(yè)班級：測控1202班學(xué)生姓名：王柏林學(xué)號：201223030228指導(dǎo)教師：劉伍豐小組成員：張延慶張凱福李準(zhǔn)胡騰飛課程設(shè)計時間：2015-6-29～2015-7-1032測控儀器設(shè)計課程設(shè)計測控儀器設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名王柏林專業(yè)班級測控1202班學(xué)號201223030228題目基于PWM原理的紅外遙

2、控電機設(shè)計課題性質(zhì)工程設(shè)計課題來源自擬指導(dǎo)教師劉伍豐主要內(nèi)容（參數(shù)）本設(shè)計是基于PWM原理，通過定時器和中斷產(chǎn)生可以調(diào)節(jié)的PWM波，然后通過無線將控制電機的指令代碼傳送給MCU，從而使MCU完成相應(yīng)的的操作如下：1、遙控電機啟動停止2、遙控電機加速3、遙控電機減速4、遙控控制電機正轉(zhuǎn)5、遙控控制電機反轉(zhuǎn)任務(wù)要求（進度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計要有詳細論述。第5-6天：軟件設(shè)計，編寫程序。第7-8天：程序調(diào)試。第9-12天：撰寫課程設(shè)計報告。要求內(nèi)容完整

3、、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計正確。主要參考資料（1）張迎新.單片微型計算機原理、應(yīng)用及接口技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社，2009.（2）單片機原理與接口技術(shù)（作者：趙嘉蔚，）出版社：清華大學(xué)出版社（3）C語言程序設(shè)計學(xué)習(xí)輔導(dǎo)（作者：譚浩強）出版社：清華大學(xué)出版社任務(wù)分工學(xué)生1：張延慶軟件編寫學(xué)生2：胡騰飛原理圖繪制學(xué)生3：王博林硬件設(shè)計學(xué)生4：張凱福資料查詢學(xué)生5：李準(zhǔn)調(diào)試整理32測控儀器設(shè)計課程設(shè)計目錄1直流電機的調(diào)速分析及研究意義61.1直流電機調(diào)速原理61.2PWM基本原理及其實現(xiàn)方法71.2.1PWM基本原理71.2.2實現(xiàn)方法81.3控制程序設(shè)計92.系統(tǒng)硬件設(shè)計92

4、.1系統(tǒng)方案92.2功能簡介92.3主要內(nèi)容102.4電機調(diào)速控制模塊112.4.1方案選擇112.4.2PWM調(diào)速工作方式112.5系統(tǒng)分析與硬件設(shè)計112.5.1設(shè)計部分分析122.5.2直流電機驅(qū)動電路設(shè)計132.6紅外遙控電路設(shè)計132.6.1紅外系統(tǒng)方框圖132.6.2系統(tǒng)功能需求142.6.3紅外發(fā)射電路142.6.4紅外檢測接收電路152.7設(shè)計所需部分器件162.8應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試163.系統(tǒng)軟件的設(shè)計163.1電機控制系統(tǒng)程序的總體設(shè)計163.2紅外遙控器的程序設(shè)計173.2.1遙控碼的發(fā)射173.2.2紅外接收194.系統(tǒng)的電路原理圖21總結(jié)體會22參考文獻22附錄23

5、32測控儀器設(shè)計課程設(shè)計摘要本文介紹了基于紅外遙控電機控制系統(tǒng)的設(shè)計，講述了直流電機調(diào)速的相關(guān)知識以及PWM調(diào)速的基本原理和實現(xiàn)方法。直流電機具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，調(diào)速范圍廣，過載能力大，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)頻繁的快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。電機控制系統(tǒng)采用紅外遙控控制是電氣傳動的發(fā)展方向之一。采用紅外遙控控制后，整個電機系統(tǒng)體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、操作維護方便，電動機穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速精度可達到較高水平。本設(shè)計方案基于市場的需求，結(jié)合紅外遙控設(shè)計簡單，操作方便，成本低廉等特點，采用了51單片機作為遙控發(fā)射接收芯片，HS0038

6、作為紅外一體化接收發(fā)射管，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個簡單的紅外遙控直流電機系統(tǒng)。本設(shè)計實現(xiàn)了直流電機的幾項基本功能：啟動、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：PWM;直流電機調(diào)速；紅外無線遙控1直流電機的調(diào)速分析及研究意義1.1直流電機調(diào)速原理根據(jù)勵磁方式不同，直流電機分為自勵和他勵兩種類型。不同勵磁方式的直流電機機械特性曲線有所不同。對于直流電機來說，人為機械特性方程式為：(1.1）式中UN,----額定電樞電壓、額定磁通量;,----與電機有關(guān)的常數(shù)；,----電樞外加電阻、電樞內(nèi)電阻；32測控儀器設(shè)計課程設(shè)計,——理想空載轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速降。分析(1.1)式可得．當(dāng)分別改變UN、和Rad時，可以得

7、到不同的轉(zhuǎn)速n，從而實現(xiàn)對速度的調(diào)節(jié)。由于=，當(dāng)改變勵磁電流If時，可以改變磁通量的大小，從而達到變磁通調(diào)速的目的。但由于勵磁線圈發(fā)熱和電動機磁飽和的限制，電動機的勵磁電流If,和磁通量只能在低于其額定值的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，故只能弱磁調(diào)速。而對于調(diào)節(jié)電樞外加電阻Rad時，會使機械特性變軟，導(dǎo)致電機帶負載能力減弱。對于他勵直流電機來說，當(dāng)改變電樞電壓時UN，分析人為機械特性方程式，得到人為特性曲線如圖1-