pwm控制直流电机转速

河南科技大学 课 程 设 计 说 明 书

课程名称 ＿＿现代电子系统课程设计＿＿ 题 目 ＿＿＿直流电机控制设计＿＿＿

学 院 ＿＿＿＿＿＿＿＿ 班 级 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 学生姓名 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导教师 ＿＿ ＿＿＿ 日 期 ＿＿ ＿＿＿＿＿＿

- 1 -

课程设计任务书 （指导教师填写）

课程设计名称 现代电子系统课程设计 学生姓名 专业班级 设计题目 直流电机控制设计 一、 课程设计目的

学习直流电机PWM的FPGA控制； 掌握PWM控制的工作原理；

掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法； 了解基于FPGA的电子系统的设计方法。 二、 设计内容、技术条件和要求

利用PWM控制技术实现直流电机的速度控制。 （1）基本要求：

a．速度调节：不少于4档，可实现加减档控制。 b．能控制电机的旋转方向。

c．通过红外光电电路测得电机的转速，设计频率计用4位10进制显示电机的转速。 （2）发挥部分

单片机课程设计论文

基于单片机的PWM控制直流电机转速

学生姓名： 侯晋启 专业名称： 自动化专业 班 级： 2014级自动化1班

学 号： 20144786

同组人员： 陈团海

单片机课程设计论文

基于单片机的PWM控制直流电机转速

侯晋启

2014级自动化一班 20144786

摘 要

电机在各行各业发挥着重要的作用，而电机转速是电机重要的性能指标之一，因而测量电机的转速和电机的调速，使它满足人们的各种需求。随着科技的发展，PWM调速成为电机调速的一种方式。本设计是单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统，利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。实现对电机正转、反转、加速、减速的控制。

关键

杭州电子科技大学信息工程学院院赛设计报告

杭州电子科技大学信息工程学院

项目设计报告

项目：直流电机转速控制

学生姓名 指导教师 完成日期 2016年4月27日

1

杭州电子科技大学信息工程学院院赛设计报告

摘要

电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。

随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，由于数字系统有着模拟系统所没有的优势，如抗干扰性强、便于和PC机相联、系统易于升级维护。

本设计是以单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。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，以及PWM的占空比在LCD上的实时显示。

关键词 直流电机；AT89S52；PWM调速；L298

1

杭州电子科技大学信息工程学院院赛设计报告

Abstract

Mo

自动控制原理实验

实验报告

直流电机转速控制设计

一、实验目的

1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。

2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流电机转速控制系统程序。 3、熟悉PID参数对系统性能的影响，通过PID参数调整掌握PID控制原理。

二、实验设备与器件

计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电

机、光电管，电阻、导线。

三、实验原理

直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电 机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。

四、实验过程

（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路

将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之 中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。

（2）编写程序，实现PID控制

SP为期望转速输出，是

module pwm (clk, en, speed, dir_in, pwm1, pwm2);

input clk; input en;

input [2:0] speed; input dir_in;

output pwm1; output pwm2; //reg dir_out1; //reg dir_out2; //reg pwm_signal; wire w_dir1,w_dir2;

counter u1(.clk(clk),

.en_dir1(w_dir1), .en_dir2(w_dir2), .speed(speed), .out1(pwm1), .out2(pwm2));

direction u2(.clk(clk), .dir_in(dir_in), .dir_out1(w_dir1), .dir_out2(w_dir2));

endmodule

module co

module pwm (clk, en, speed, dir_in, pwm1, pwm2);

input clk; input en;

input [2:0] speed; input dir_in;

output pwm1; output pwm2; //reg dir_out1; //reg dir_out2; //reg pwm_signal; wire w_dir1,w_dir2;

counter u1(.clk(clk),

.en_dir1(w_dir1), .en_dir2(w_dir2), .speed(speed), .out1(pwm1), .out2(pwm2));

direction u2(.clk(clk), .dir_in(dir_in), .dir_out1(w_dir1), .dir_out2(w_dir2));

endmodule

module co

摘要

论文以直流电机为研究对象，应用了FPGA技术，设计出了一种全数字的步进电机控制系统。

本论文分析了直流电机工作原理及其具体的控制过程，并阐述了FPGA的设计原理以及所涉及的相关芯片，然后对所用的硬件语言VHDL的知识进行简要地介绍，这些为论文的具体设计提供了理论基础。

本系统针对实现直流电机的调速，设计了一种符合要求的并连续可调的脉冲信号发生器，对整个系统进行模块化设计，并且每个子模块都通过了仿真测试。系统采用模块化的设计思路，使系统的设计和维护更加方便，也提高了系统性能的可扩展性。

FPGA、VHDL以及EDA工具构成的数字系统集成技术，是本设计的核心部分，该技术具有操作灵活、利用广泛及价廉等特点。系统设计采用全数字化的控制方案，使系统更紧凑、更合理及经济节约。由于系统的数字化，使整个系统运行得十分可靠，调试也极为方便。

关键词： 直流电机，可编程门阵列，硬件描述语言

Abstract

In this paper, DC motor as the study, with the application of FPGA technology, designs an all-digital stepper motor control

摘要

论文以直流电机为研究对象，应用了FPGA技术，设计出了一种全数字的步进电机控制系统。

本论文分析了直流电机工作原理及其具体的控制过程，并阐述了FPGA的设计原理以及所涉及的相关芯片，然后对所用的硬件语言VHDL的知识进行简要地介绍，这些为论文的具体设计提供了理论基础。

本系统针对实现直流电机的调速，设计了一种符合要求的并连续可调的脉冲信号发生器，对整个系统进行模块化设计，并且每个子模块都通过了仿真测试。系统采用模块化的设计思路，使系统的设计和维护更加方便，也提高了系统性能的可扩展性。

FPGA、VHDL以及EDA工具构成的数字系统集成技术，是本设计的核心部分，该技术具有操作灵活、利用广泛及价廉等特点。系统设计采用全数字化的控制方案，使系统更紧凑、更合理及经济节约。由于系统的数字化，使整个系统运行得十分可靠，调试也极为方便。

关键词： 直流电机，可编程门阵列，硬件描述语言

Abstract

In this paper, DC motor as the study, with the application of FPGA technology, designs an all-digital stepper motor control

实 验 报 告

课程名称 单片机原理及应用 专业班级 姓 名 学 号

电气与信息学院

和谐 勤奋 求是 创新

1． 2． 3．

4．

实验教学考核和成绩评定办法

课内实验考核成绩，严格按照该课程教学大纲中明确规定的比重执行。实验成绩不合格者，不能参加课程考试，待补做合格后方能参加考试。

单独设立的实验课考核按百分制评分，考核内容应包括基本理论、实验原理和实验。 实验考核内容包括：1）实验预习；2）实验过程（包括实验操作、实验记录和实验态度、表现）；3）实验报告；权重分别为0.2 、0.4 、 0.4；原则上根据上述三个方面进行综合评定。学生未取得1）和2）项成绩时，第3）项成绩无效。

实验指导教师应严格按照考核内容分项给出评定成绩，并及时批改实验报告，给出综合成绩，反馈实验中出现的问题。实验成绩在教师手册中有记载。

实验报告主要内容

一． 实验目的

二． 实验仪器及设备 三． 实验原理 四． 实验步骤

五． 实验记录及原始记录 六． 数据处理及结论 七．

综 合 设 计 报 告

单 位： 自 动 化 学 院 学生姓名： 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 0820801 学 号：

指导老师： 成 绩：

设计时间： 2011 年 12 月 重庆邮电大学自动化学院制

一、题目

直流电机调速与控制系统设计。 二、技术要求

设计直流电机调速与控制系统，要求如下： 1、学习直流电机调速与控制的基本原理； 2、了解直流电机速度脉冲检测原理；

3、利用51单片机和合适的电机驱动芯片设计控制器及速度检测电路； 4、使用C语言编写控制程序，通过实时串口能够完成和上位机的通信； 5、选择合适控制平台，绘制系统的组建结构图，给出完整的设计流程图。 6、要求电机能实现正反转控制； 7、系统具有实时显示电机速度功能； 8、电机的设定速度由电位器输入；

9、电机的速度调节误差应在允许的误差范围内。 三、给定条件

1、《直流电机驱动原理》，《单片机原理及接口技术》等参考资料； 2、电阻、电容等各种分离元件、IC、直流电机、电源等