（精品）毕设-毕业论文

摘 要

本课题的研究方向是设计和仿真实现功能为控制基于单片机的直流电动机软启动的软启动器。因此，设计中全面的描述了直流电动机软启动、直流电动机软启动控制机制和特点，PWM（Pulse Width Modulation脉冲脉宽调制）的基本原理和实现方法的原理设计。

为了易于实现计算机控制，系统中的控制电路的控制系统采用STC89C51单片机作为核心设计的中心部分，另外配合其他的电路模块如输入模块、显示模块和驱动模块，实现电动机转动速度控制、速度的测量和显示。命令输入模块选择使用特殊的中断控制台用于命令输入；根据由单片机程序控制的光电隔离模块，不间断的为光电隔离电路发送一个个的PWM脉冲波形。

在设计中，直流电动机的软启动通过采用PWM直流电动机调速的方式来实现，改变PWM占空比来改变电动机的电枢电压来实现对电动机转速的调节。整个控制系统的设计，硬件结构具有大量的集成模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，整个系统的性能得到了改善。

关键词：直流电动机；软启动器；PWM调速

ABSTRACT

In this topic is the research, the design and simulation of DC motor Soft starter main realization of motor Soft starter control based micro-controller. Therefore, in the design of the principle of DC motor Soft starter, DC motor Soft starter control mode and the characteristics, PWM(Pulse Width Modulation)basic principle and realization method are comprehensively described.

For the realization of the system of microcomputer control, in the design, adopted the STC89C51 micro-controller as the core of the control circuit part of the whole control system, with all kinds of display, driver module, realize display and measurement of the rotational speed of the motor; By the command input module and photoelectric isolation module. Adopt independent type keyboard with interrupts as the command input, single chip computer under the control of the program, constantly send photoelectric isolating circuit PWM waveform.

In the design, using PWM control mode to achieve DC motor soft start, by changing the PWM duty cycle to change the armature voltage of the motor, and then realize to the speed of the motor. On the design of the whole control system, the -System Programming)在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。使用一个简单的接口和连接线将单片机与上位机连接起来，通过ISP下载程序软件将编写好的单片机程序下载到要使用的单片机中。图3.12即为接口电路在电路图的连接。

图3.12 接口电路

3.2.8 供电电路

供电电路模块是为整个电路提供电源的部分，整个模块由一个直流电源插座和一个自锁开关组成。因为本课题研究的是直流电动机的软启动器的设计与仿真，所以选择使用直流电源供电。直流电源插座是一种直流电源输入线相配的插座，由横向插口、纵向插口、绝缘基座、叉型接触弹片、定向键槽组成，两只叉型接触弹片

定位在基座中心部位，成纵横向排列互不相连。叉型接触弹片一端为接线口，外露在基座圆柱体顶面，供连接输入电源线用，另一端由基体互连的两只弹性臂组成，设置在直流电源插头插入方向绝缘基座插孔内。自锁开关是一种常见的按钮开关，第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按时，开关断开，同时开关按钮弹出来。

图3.13 供电电路

3.3 直流电动机软启动器整体电路

直流电动机软启动器的整体电路如图3.14所示。

图3.14 直流电动机软启动器整体电路

4 软件程序的设计

4.1 主程序

4.1.1 设计要求

主程序的作用主要是完成各功能模块子程序的调用以及中断器的初始化、定时器的初始化和堆栈的设置。通过调节直流电动机的电压可以改变电动机的转速，但是一般我们设计的电源大都是固定的电压，而且模拟可调电源不易于单片机控制，数字可调电源设计麻烦。所以这里用脉宽调制（PWM）来实现调速。

直流电动机利用PWM控制子程序模块时主要是由单片机给直流电动机控制芯片输出相应的控制信号。单片机根据上述算法由反馈信号计算得出方向信号和占空比参数大小，再由单片机调用下载模块的子程序，通过写入到特定的寄存器中，由单片机通过驱动芯片L293D完成对直流电动机的控制。方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，我们可以通过站空比实现改变有效电压。一般用软件模拟PWM可以有延时和定时两种方法，延时方法占用大量的CPU，所以这里采用定时方法。 4.1.2 主程序流程图

主程序要实现的功能主要是通过对直流电动机转动速度的测量，并用L293D器件来驱动直流电动机的转动速度的加减变化。然后用4位数码管显示出来直流电动机当前的转动速度与转动方向。主程序的完整流程图如图4.1所示。

图4.1 主程序流程图

4.1.3 主程序程序设计 主程序如下：

**************************************************** ========= 直流电动机控制和速度显示 ========== **************************************************** #include

init();

while(1) { }

key(); sudu();